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质疑精神是人的科学素养的核心,也是科学研究的原始动力.在物理教学过程中,质疑的过程能激发学生的创新意识,通过质疑能力的培养可以培养学生的创新能力和科学素养,这正是新课程改革的一个重要目标,也是中学物理教学的一个重要任务.但受应试教育的影响,学生对教科书和老师言听计从,没有质疑的意识.怎样改变这个现状呢?学习的过程应该是一个不断的产生疑问并解除疑问的过程.学起于思,思源于疑.宋代学者朱熹认为:“学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进.”爱因斯坦也曾说过:“提出一个问题比解决一个问题更重要.”所以,除了质疑本身外,其他所有事情都可以质疑.建构主义教学理论也强调“情境”对意义建构的重要作用,因此在新课程背景下的物理教学中怎样培养学生的质疑精神是值得研究的问题.
本文就为什么要研究培养学生的质疑精神,利用案例法研究和从如何增强学生的质疑意识、如何教给学生的质疑方法、引导学生质疑的主要途径、提高学生质疑能力的策略几方面用案例进行研究.
1如何增强学生的质疑意识
“学生能从日常生活、自然现象或实验中发现与物理学有关的问题,并用书面或口头表述这些问题”这是新课程标准对物理教学提出的新要求.没有问题的课堂是不存在的,有问题才有发展空间,关键是敏锐地发现问题,勇敢地正视问题,创造性地解决问题,把课堂上的问题作为一种可供开发的资源.
首先要创设培养学生质疑意识的环境.学生之所以不敢或不会向老师质疑,在相当程度上是由于缺少让学生提问的环境.老师可以巧用生活情境,新课程强调从生活走向物理,从物理走向社会,就是要力求教学贴近生活,通过学生熟悉的现象揭示物理规律,并将其应用于社会生活的实际,使学生体会到知识来源于实际,并了解科学技术与社会的关系.教材设置的“生活.物理.社会”、“信息快递”、“信息库”等栏目,不论是文字还是图片都跟社会生活紧密相联.这些都是可以使学生产生质疑的可利用资源,教师可在学习相应的章节时通过学生阅读让学生提出问题.另外,教师还应巧用生活情境,让学生学会观察生活,从生活情境中提出物理探究的问题.例如:打雷时为什么总是先看见闪电,后听到雷声?坐在装有茶色玻璃的汽车内的人,能看到车外的各种东西,但车外的人却不易看见车内的人是为什么?人触及高压线会触电死亡,而鸟儿落在高压线上却安然无恙,这又是为什么?
案例1在《牛顿第一定律》的教学中,让学生阅读苏科版物理八(下)小明和小华的对话,然后再让学生提出赞成或反对观点并要求学生说出理由,最后再向学生讲解伽利略就是对古希腊学者亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”提出了质疑,教师再通过斜面小车实验,引导学生分析推理,指出物体在没有受到外力作用的时候可以保持匀速直线运动状态,从而揭示了自然界各种宏观运动现象的本质;后经牛顿的进一步研究,集前人之大成,概括出了牛顿第一运动定律,成为经典力学的基础.
其次是利用实验情境让学生发现并提出问题.实验是研究物理现象的基本方法,是物理学发展的重要基础.物理实验包括演示实验、学生实验、科技小制作和社会实践活动等.作为教师一定要在演示实验中创设能引起学生观察兴趣的问题情境.
案例2如在初二导言教学中,教师可以把装有金鱼的试管放在酒精灯上加热一段时间,同学们在彷徨的同时注意观察实验结果究竟如何,这时教室里鸦雀无声,个个聚精会神地观察老师的实验操作;用酒精灯加热烧瓶上部的水,过一段时间后发现烧瓶上面的水已沸腾了,而小金鱼仍自由自在地游动.学生们纷纷不假思索地举手提问:鱼为什么不会死?金鱼有神奇的耐热能力吗?水不导热?加热方式不同?师生互动、生生互动提出了问题,解决了问题.在学生课外小实验中,可布置初二学生可动手做纸锅烧水、瓶吞鸡蛋、气球提杯、水火箭、细线割冰、能浮在水面的硬币、照相机、土量杯等实验,初三学生可布置做安装设计换向器制作电动机、制作天平、杆秤、楼梯灯等实验.鼓励学生大胆实验,让学生在实验探究中发现问题,提出质疑,从而增强学生的质疑意识.
2如何教给学生的质疑方法
如何进行质疑是有一定方法的,在教学中教师应有意识有目的地教给学生这些基本方法,才能尽快地提高学生的质疑能力.
2.1因果关系法
每见到一个现象要习惯于提问:其产生的原因是什么?对于所学的每一个概念定律要知道是什么,更要多问几个为什么,要做到知其所以然.
2.2事物比较法
通过比较相近概念的本质差别和公式异同,从而发现问题并提出问题,找出解决类似问题的思路和方法.如原子的核式结构和太阳系类似,有什么异同?太阳系中太阳和行星之间的力和原子核和核外电子之间的力分别是什么性质的力?行星的轨道和核外电子的轨道有什么区别?
2.3运用反问法
正面的问题反面来问,结果会怎样?由此培养学生的逆向思维能力.比如奥斯特实验说明了“电能生磁”,进而想到一个相反的问题“磁是否也能生电?如果能又需要哪些条件?”
2.4结论推广法
从某种特殊情况或现象中总结出来的结论,推广到其他情况时还成立吗?这个结论具有普遍性还是只适合于某种特殊情况?
2.5条件变化法
如果条件改变结果又能怎样?如果次要矛盾不能忽略不计,情况又能怎样?比如在探究二力平衡的条件时,为什么不用在水平面上放木块?在小铁片和小卡片中为什么选小卡片?如果选木块和小铁片又会怎样?
2.6联系实际法
注意观察身边的一些现象,想想能否运用物理的基本理论来分析、解决.比如在体育运动中,推铅球和投掷标枪的最佳投射角如何确定.
2.7多向思维法
对于同一现象可以从不同角度、不同方向去思考、寻求解决问题的方法和答案.提倡一题多解,要求学生达到“懂一题,通一片”的目的.
案例3在探究二力平衡的条件时,将木块放在桌面上,做实验,发现当作用在同一木块上的拉力F1和F2大小相等、方向相反、作用在同一条直线上时,木块能保持静止,可当F1和F2大小不等,但相差不大时,仍可以保持静止状态.让学生提出质疑:从受力情况分析考虑,学生得出是由于桌面对木块有摩擦力.从减小或消除摩擦力方面入手,学生讨论得出不和桌面接触用小卡片,又为了减小重力的影响而不用小铁片. 3引导学生质疑的主要途径
质疑精神的培养是学科教育的灵魂,新课程物理教学承载着质疑精神的培养.下面就新课程物理教学如何培养质疑精神的策略做些探索.
3.1转变教育教学观念,培养在探究中质疑的习惯
转变教育教学观念,就是要克服应试教育取向,树立全面发展的教育观;突出学生的主体地位,培养与发展学生的个性;创造一个民主平等的学习氛围,允许学生提出质疑.让学生成为课堂教学的参与者、研究者. 在物理教学中,应用“提出问题——假设、猜测——设计实验——探究、记录——交流评估”的模式,让学生养成在科学探究中提出问题的习惯.在每一次的探究中,学生的兴趣都能得以激发,创造性得以发挥,质疑精神得以张扬,求实态度得以强化,科学精神得以彰显.
3.2在物理实验中引导学生质疑
实验对培养和引导学生质疑起着不可替代的重要作用.教师不仅要使物理实验现象明显,效果良好,更要让学生亲历科学探索与发现的过程,感知科学发现的艰难以培养学生不怕困难、挫折、失败、勇于献身的科学精神.
在物理实验教学中,教师应在培养学生的质疑精神上下功夫,使学生对物理知识感兴趣,主动地去探究,这是科学精神的直接体现.物理实验既要达到物化深化物理知识的目的,又要培养学生利用实验来研究、解决物理问题的能力.
案例4讲《大气压》一节时,做“瓶吞鸡蛋”的实验,在一个锥形瓶中倒一点开水,晃几下后,将瓶里的水倒掉,然后将一个剥了壳的熟鸡蛋放在瓶口上,鸡蛋会慢慢向瓶内移动.看到这个现象同学们感到十分奇怪,质疑油然而生:“为什么鸡蛋会到瓶子里去?”并急于想知道答案,老师再引导学生从实验的条件上考虑分析,让学生提出不同的问题,有的学生认为是重力作用,有的学生认为是重力大于摩擦力,这时教师可再把一个同样的瓶不加热水,把熟鸡蛋放在瓶口而鸡蛋不悼下,这样学生学习积极性得到充分调动,大气压的作用自然就在学生的质疑中油然而生.课本上大多数知识都配有演示实验,教师也可自行设计一些难易适中富有针对性、启发性的实验,实验现象是激发学生质疑的“灵丹妙方”,开足开齐实验是引导学生质疑的重要途径.
3.3利用悖论启发质疑
教师在教学中通过引出悖论,使学生处于思维矛盾之中.由于对同一问题推出两个互相矛盾的结论,他们的推导似乎逻辑严密、论据充足、原则合理但结论又互不相容,在比较中必然会出现质疑,从而产生解决矛盾的求知动力.例如:在拔河比赛中,有的同学认为胜方对绳子的拉力较大,可是根据牛顿第三定律分析,在不计绳子重力的情况下,双方对绳子的拉力应该是相等的.
4提高学生质疑能力的策略
在实际的教学中还要通过不同手段提高学生质疑的能力.具体做法有:
4.1培养师生情感,引发学习兴趣
兴趣是思维的动力,兴趣可以使学生思维活跃.只有使学生有兴趣才能激发学生的质疑精神,才有可能发现问题和提出问题.有情感才能有兴趣,所以要加强师生的情感交流,建立融洽的师生关系.营造“和谐、宽松”的课堂教学氛围.
4.2改革教法,变注入式为启发式
要让学生在课堂中学会提问,就要改革传统的教法.如果在传统的“教师讲,学生听”的教学模式下,就会出现这样的情况:一是教师从头讲到尾,学生连思考问题的时间都没有,问题也就无法提了;二是教师充当“讲解员”的角色,学生只要像“听众”一样被动地听即可,那也就自然无问题可问了;三是教师割裂了教与学的统一性,强调“灌输、塑造学生”,这种角色定位也就自然而然地限制了学生的质疑.而“启发式”教学始终贯彻以学生为主体,教师为主导的教学思想,把学生从被动位置推到了主动地位.给学生以充分的思考空间和表现机会,教师起着引导的作用.
4.3设置质疑情景,诱导学生探究
利用新颖有趣的历史故事情景,让学生经历科学探究的过程,比如在《浮力》的教学中,展示曹冲称象的图片,让学生提出问题.利用多媒体创设有趣故事情景,激发探究兴趣,如在《比较运动快慢》教学中应用多媒体播放动画《大公鸡赛跑》增强教学内容的趣味性,引导学生主动地探究.通过自身体验和游戏创设质疑情景;通过“小魔术”创设问题情景,这些情景能激发学生的情感,使学生积极参与,通过自己的观察思考和猜测提出自己的看法.引起其他同学质疑,并让学生自己动手设计实验去验证自己的观点,培养学生的创新精神.
案例5学习了阿基米德原理后,可提出问题:“有人说‘1 N的水产生的浮力决不会超过1 N’,你同意吗?”学生思考后一致认为:“因为物体受的浮力等于它排开的液体重力,水重只有1 N,即使物体把水全部排开,所受浮力也不过是1 N,怎会大于1 N?”此时,教师可做一个简单的实验:在一个烧杯中盛少些水放在桌上,另取一个外径稍小些的小烧杯盛多些水放入上面的烧杯中,发现小烧杯浮了起来.经过讨论学生认识到:原来浮力的大小是由物体在液体中“侵占”的空间来决定的,与液体重力的大小无关.既然V排可以大于V液,那么F浮就可以大于G液,只不过平时我们看到的常常是较小的物体浸在较多的液体中的情况而已.
总之,学习物理不是简单的知识储存,而是一个活跃的思维过程.正如著名的物理学家韦斯科夫所说:“科学不是死记硬背的知识、公式和名词.科学是好奇,是不断发现新事物和不断询问为什么,为什么它是这样的”.所以好的教师不应是讲得学生没有问题问,而是启发学生提出更深刻的问题.因此教师应该从日常物理教学中做起,重视对学生质疑能力的培养,以适应素质教育的时代要求.
本文就为什么要研究培养学生的质疑精神,利用案例法研究和从如何增强学生的质疑意识、如何教给学生的质疑方法、引导学生质疑的主要途径、提高学生质疑能力的策略几方面用案例进行研究.
1如何增强学生的质疑意识
“学生能从日常生活、自然现象或实验中发现与物理学有关的问题,并用书面或口头表述这些问题”这是新课程标准对物理教学提出的新要求.没有问题的课堂是不存在的,有问题才有发展空间,关键是敏锐地发现问题,勇敢地正视问题,创造性地解决问题,把课堂上的问题作为一种可供开发的资源.
首先要创设培养学生质疑意识的环境.学生之所以不敢或不会向老师质疑,在相当程度上是由于缺少让学生提问的环境.老师可以巧用生活情境,新课程强调从生活走向物理,从物理走向社会,就是要力求教学贴近生活,通过学生熟悉的现象揭示物理规律,并将其应用于社会生活的实际,使学生体会到知识来源于实际,并了解科学技术与社会的关系.教材设置的“生活.物理.社会”、“信息快递”、“信息库”等栏目,不论是文字还是图片都跟社会生活紧密相联.这些都是可以使学生产生质疑的可利用资源,教师可在学习相应的章节时通过学生阅读让学生提出问题.另外,教师还应巧用生活情境,让学生学会观察生活,从生活情境中提出物理探究的问题.例如:打雷时为什么总是先看见闪电,后听到雷声?坐在装有茶色玻璃的汽车内的人,能看到车外的各种东西,但车外的人却不易看见车内的人是为什么?人触及高压线会触电死亡,而鸟儿落在高压线上却安然无恙,这又是为什么?
案例1在《牛顿第一定律》的教学中,让学生阅读苏科版物理八(下)小明和小华的对话,然后再让学生提出赞成或反对观点并要求学生说出理由,最后再向学生讲解伽利略就是对古希腊学者亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”提出了质疑,教师再通过斜面小车实验,引导学生分析推理,指出物体在没有受到外力作用的时候可以保持匀速直线运动状态,从而揭示了自然界各种宏观运动现象的本质;后经牛顿的进一步研究,集前人之大成,概括出了牛顿第一运动定律,成为经典力学的基础.
其次是利用实验情境让学生发现并提出问题.实验是研究物理现象的基本方法,是物理学发展的重要基础.物理实验包括演示实验、学生实验、科技小制作和社会实践活动等.作为教师一定要在演示实验中创设能引起学生观察兴趣的问题情境.
案例2如在初二导言教学中,教师可以把装有金鱼的试管放在酒精灯上加热一段时间,同学们在彷徨的同时注意观察实验结果究竟如何,这时教室里鸦雀无声,个个聚精会神地观察老师的实验操作;用酒精灯加热烧瓶上部的水,过一段时间后发现烧瓶上面的水已沸腾了,而小金鱼仍自由自在地游动.学生们纷纷不假思索地举手提问:鱼为什么不会死?金鱼有神奇的耐热能力吗?水不导热?加热方式不同?师生互动、生生互动提出了问题,解决了问题.在学生课外小实验中,可布置初二学生可动手做纸锅烧水、瓶吞鸡蛋、气球提杯、水火箭、细线割冰、能浮在水面的硬币、照相机、土量杯等实验,初三学生可布置做安装设计换向器制作电动机、制作天平、杆秤、楼梯灯等实验.鼓励学生大胆实验,让学生在实验探究中发现问题,提出质疑,从而增强学生的质疑意识.
2如何教给学生的质疑方法
如何进行质疑是有一定方法的,在教学中教师应有意识有目的地教给学生这些基本方法,才能尽快地提高学生的质疑能力.
2.1因果关系法
每见到一个现象要习惯于提问:其产生的原因是什么?对于所学的每一个概念定律要知道是什么,更要多问几个为什么,要做到知其所以然.
2.2事物比较法
通过比较相近概念的本质差别和公式异同,从而发现问题并提出问题,找出解决类似问题的思路和方法.如原子的核式结构和太阳系类似,有什么异同?太阳系中太阳和行星之间的力和原子核和核外电子之间的力分别是什么性质的力?行星的轨道和核外电子的轨道有什么区别?
2.3运用反问法
正面的问题反面来问,结果会怎样?由此培养学生的逆向思维能力.比如奥斯特实验说明了“电能生磁”,进而想到一个相反的问题“磁是否也能生电?如果能又需要哪些条件?”
2.4结论推广法
从某种特殊情况或现象中总结出来的结论,推广到其他情况时还成立吗?这个结论具有普遍性还是只适合于某种特殊情况?
2.5条件变化法
如果条件改变结果又能怎样?如果次要矛盾不能忽略不计,情况又能怎样?比如在探究二力平衡的条件时,为什么不用在水平面上放木块?在小铁片和小卡片中为什么选小卡片?如果选木块和小铁片又会怎样?
2.6联系实际法
注意观察身边的一些现象,想想能否运用物理的基本理论来分析、解决.比如在体育运动中,推铅球和投掷标枪的最佳投射角如何确定.
2.7多向思维法
对于同一现象可以从不同角度、不同方向去思考、寻求解决问题的方法和答案.提倡一题多解,要求学生达到“懂一题,通一片”的目的.
案例3在探究二力平衡的条件时,将木块放在桌面上,做实验,发现当作用在同一木块上的拉力F1和F2大小相等、方向相反、作用在同一条直线上时,木块能保持静止,可当F1和F2大小不等,但相差不大时,仍可以保持静止状态.让学生提出质疑:从受力情况分析考虑,学生得出是由于桌面对木块有摩擦力.从减小或消除摩擦力方面入手,学生讨论得出不和桌面接触用小卡片,又为了减小重力的影响而不用小铁片. 3引导学生质疑的主要途径
质疑精神的培养是学科教育的灵魂,新课程物理教学承载着质疑精神的培养.下面就新课程物理教学如何培养质疑精神的策略做些探索.
3.1转变教育教学观念,培养在探究中质疑的习惯
转变教育教学观念,就是要克服应试教育取向,树立全面发展的教育观;突出学生的主体地位,培养与发展学生的个性;创造一个民主平等的学习氛围,允许学生提出质疑.让学生成为课堂教学的参与者、研究者. 在物理教学中,应用“提出问题——假设、猜测——设计实验——探究、记录——交流评估”的模式,让学生养成在科学探究中提出问题的习惯.在每一次的探究中,学生的兴趣都能得以激发,创造性得以发挥,质疑精神得以张扬,求实态度得以强化,科学精神得以彰显.
3.2在物理实验中引导学生质疑
实验对培养和引导学生质疑起着不可替代的重要作用.教师不仅要使物理实验现象明显,效果良好,更要让学生亲历科学探索与发现的过程,感知科学发现的艰难以培养学生不怕困难、挫折、失败、勇于献身的科学精神.
在物理实验教学中,教师应在培养学生的质疑精神上下功夫,使学生对物理知识感兴趣,主动地去探究,这是科学精神的直接体现.物理实验既要达到物化深化物理知识的目的,又要培养学生利用实验来研究、解决物理问题的能力.
案例4讲《大气压》一节时,做“瓶吞鸡蛋”的实验,在一个锥形瓶中倒一点开水,晃几下后,将瓶里的水倒掉,然后将一个剥了壳的熟鸡蛋放在瓶口上,鸡蛋会慢慢向瓶内移动.看到这个现象同学们感到十分奇怪,质疑油然而生:“为什么鸡蛋会到瓶子里去?”并急于想知道答案,老师再引导学生从实验的条件上考虑分析,让学生提出不同的问题,有的学生认为是重力作用,有的学生认为是重力大于摩擦力,这时教师可再把一个同样的瓶不加热水,把熟鸡蛋放在瓶口而鸡蛋不悼下,这样学生学习积极性得到充分调动,大气压的作用自然就在学生的质疑中油然而生.课本上大多数知识都配有演示实验,教师也可自行设计一些难易适中富有针对性、启发性的实验,实验现象是激发学生质疑的“灵丹妙方”,开足开齐实验是引导学生质疑的重要途径.
3.3利用悖论启发质疑
教师在教学中通过引出悖论,使学生处于思维矛盾之中.由于对同一问题推出两个互相矛盾的结论,他们的推导似乎逻辑严密、论据充足、原则合理但结论又互不相容,在比较中必然会出现质疑,从而产生解决矛盾的求知动力.例如:在拔河比赛中,有的同学认为胜方对绳子的拉力较大,可是根据牛顿第三定律分析,在不计绳子重力的情况下,双方对绳子的拉力应该是相等的.
4提高学生质疑能力的策略
在实际的教学中还要通过不同手段提高学生质疑的能力.具体做法有:
4.1培养师生情感,引发学习兴趣
兴趣是思维的动力,兴趣可以使学生思维活跃.只有使学生有兴趣才能激发学生的质疑精神,才有可能发现问题和提出问题.有情感才能有兴趣,所以要加强师生的情感交流,建立融洽的师生关系.营造“和谐、宽松”的课堂教学氛围.
4.2改革教法,变注入式为启发式
要让学生在课堂中学会提问,就要改革传统的教法.如果在传统的“教师讲,学生听”的教学模式下,就会出现这样的情况:一是教师从头讲到尾,学生连思考问题的时间都没有,问题也就无法提了;二是教师充当“讲解员”的角色,学生只要像“听众”一样被动地听即可,那也就自然无问题可问了;三是教师割裂了教与学的统一性,强调“灌输、塑造学生”,这种角色定位也就自然而然地限制了学生的质疑.而“启发式”教学始终贯彻以学生为主体,教师为主导的教学思想,把学生从被动位置推到了主动地位.给学生以充分的思考空间和表现机会,教师起着引导的作用.
4.3设置质疑情景,诱导学生探究
利用新颖有趣的历史故事情景,让学生经历科学探究的过程,比如在《浮力》的教学中,展示曹冲称象的图片,让学生提出问题.利用多媒体创设有趣故事情景,激发探究兴趣,如在《比较运动快慢》教学中应用多媒体播放动画《大公鸡赛跑》增强教学内容的趣味性,引导学生主动地探究.通过自身体验和游戏创设质疑情景;通过“小魔术”创设问题情景,这些情景能激发学生的情感,使学生积极参与,通过自己的观察思考和猜测提出自己的看法.引起其他同学质疑,并让学生自己动手设计实验去验证自己的观点,培养学生的创新精神.
案例5学习了阿基米德原理后,可提出问题:“有人说‘1 N的水产生的浮力决不会超过1 N’,你同意吗?”学生思考后一致认为:“因为物体受的浮力等于它排开的液体重力,水重只有1 N,即使物体把水全部排开,所受浮力也不过是1 N,怎会大于1 N?”此时,教师可做一个简单的实验:在一个烧杯中盛少些水放在桌上,另取一个外径稍小些的小烧杯盛多些水放入上面的烧杯中,发现小烧杯浮了起来.经过讨论学生认识到:原来浮力的大小是由物体在液体中“侵占”的空间来决定的,与液体重力的大小无关.既然V排可以大于V液,那么F浮就可以大于G液,只不过平时我们看到的常常是较小的物体浸在较多的液体中的情况而已.
总之,学习物理不是简单的知识储存,而是一个活跃的思维过程.正如著名的物理学家韦斯科夫所说:“科学不是死记硬背的知识、公式和名词.科学是好奇,是不断发现新事物和不断询问为什么,为什么它是这样的”.所以好的教师不应是讲得学生没有问题问,而是启发学生提出更深刻的问题.因此教师应该从日常物理教学中做起,重视对学生质疑能力的培养,以适应素质教育的时代要求.