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物理学是一门以实验为基础的科学.然而,在教学中发现,我们习惯于做实验、讲实验,实验课仍然是仅仅作为形成、理解、巩固物理概念和知识的手段,它依附于初中物理理论教学,实验教学始终处于从属地位,忽视对学生实验能力、科学态度、科学方法的培养.对于“六模块”建构式生态课堂下物理教学,同样离不开实验,所以研究初中物理“六模块”下实验教学,对于推动“六模块”建构式生态课堂具有重大意义.那么,物理实验课如何有效的引导学生参与,调动学生的积极性和主动性,激发求知激情和创造性思维呢?本文就此进行了研究,提出了模块化教学的思路,并提出具体要求.
1什么是“六模块”建构式生态课堂
“六模块”建构式课堂中“六模块”是指自学质疑、交流展示、互动探究、精讲点拨、矫正反馈、迁移应用六个模块,其核心理念:“先学后教、以学定教、以学促教、能学不教”,且六个模块也不再是教条与固定的模式,在课堂上可以灵活处理与把握,一节课可以涵盖所有模块,也可以是其中的某一模块,极大的解放课堂.同时加大学生的交流展示环节——即学生教学生,教师处于组织与精讲点拨地位,调动学生学习的积极性与主动性,追求在有限时间内学生学习的高效率.
2“六模块”建构式生态课堂有利于培养学生的自主学习的积极性
3构建“六模块”下初中物理实验的模块化教学要求
3.1应用“自学质疑”对物理实验进行质疑
为了便于学生课前的自主学习物理实验,进行开放物理实验室及网络资源.“自学质疑”模块要求学生围绕学习目标,在“学案”的导引下,阅读相关学习素材进行自主学习,课前尝试先做实验,进行探究,建构知识,基本解决实验中的相关问题,提出自主学习中的疑难问题,同时加强了对所要使用的实验器材的熟悉,為课堂交流与探究提供必要的帮助.
(1)对实验设计过程进行质疑
在“探究通电螺线管的外部磁极场”时,有同学提出疑问,通电螺线管只是用带有绝缘皮的导线或带有漆包线的导线绕制而成的,课本上把它直接接到电源两端,是不是课本上插图有误?若无误,为什么不发生短路?
(2)对实验结论进行质疑
如在分组探究“探究阻力对物体运动的影响”(即“牛顿第一定律”),得出“一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态”的结论,但有的组同学提出疑问:小车在水平面上运动时,其竖直方向还受到重力与支持力,属于受力,怎么能得出这个结论呢?学生的这个质疑,引起了很多同学的共鸣,对教师也是一个极大的挑战.
(3)对实验方法进行质疑
如探究欧姆定律时,研究电流与电阻关系时,要控制电压不变,设计用滑动变阻器控制电压不改变,改变电阻来观察电流,于是有的同学提出设想可以去掉滑动变阻器,直接利用电源电压不变,同样可以研究电流与电阻的关系,另外,在研究电流与电压关系时,保持电阻不变,也可以直接改变电源电压实现.
3.2应用“交流展示”进行对物理实验进行设计
交流展示环节主要展示解决实验中问题的思路,共享学习成果.分为组内交流展示;班内交流展示.要求每个组员展示课前自学遇到的问题,进行组内讨论解决.讨论确定本组有代表性、有价值的问题,提出来进行班内交流展示,如,在“探究动能的大小与哪些因素有关”后,去“探究重力势能的大小与哪些因素有关”时,有的组同学直接提出,同样可以用该装置,通过观察水平面上木块被推动距离的远近来判断,学生将该实验直接移植到探究重力势能大小的探究中,也通过改变高度与改变物体质量进行控制变量法,于是课堂展示时学生产生了共鸣.
3.3应用“互动探究”进行物理实验数据及现象收集
学生分组对物理实验进行“互动探究”,有助于学生对实验的基本要求和基本技能的掌握,同时选择学生自学中发现实验中的困惑和疑点进行探究,注意这些困惑和疑点是本节学习的核心内容.
例如在活动10.7“估测定大气压的值”时,互动探究后通过对数据的分析得出大气压的值,这与标准大气压值有差异,即误差,在分析误差原因时,各组各抒己见,最后归结为注射器管中气体未排净,刚拉动活塞瞬间受到的摩擦阻力,及测量注射器有刻度部分的长度有误差.随后,提出如何减小误差,针对气体未排净,有组说在注射器中先放点水,有的组提出在出气口处塞棉花,针对摩擦,有的组提出在注射器活塞周边涂抹润滑剂及减小摩擦又起到密封的作用.通过互动探究,让学生参与初中物理课堂实验教学的思考中,学习积极性高,兴趣浓.
“互动探究”所探究的问题,是学生自己心中所存在的问题,而不是教师强加的,学生相对兴趣较浓,积极参与,这极大地培养学生的主体意识,掌握沟通技巧,提高合作精神.学会对物理问题与物理现象进行多角度的分析,并在互动与合作中学会学习.
3.4“精讲点拨”对实验中遇到的问题释疑解惑
学生合作探究展示后反映的典型问题,教师要有筛选性地进行点拨,特别要对有代表性、有价值的问题进行点拨;点拨问题的过程中,要渗透学科思想的知识形成过程,要归纳出解题思路、方法及规律;对重、难点适当点拨.
在学习“密度知识应用”一节中,活动6.5“鉴别金属螺母是用什么材料制成的”,要求借助用天平和量筒进行测金属螺母的密度,后查密度表进行鉴别.在互动探究进行测量时发现,有的组讨论后先进行测体积,后用天平测质量,有的组讨论先进行测质量,后进行测体积,交流展示完后,问学生,这两种测量有什么区别?很多同学不持异议,认为一样,但实际分析是有不同的,即先测体积,会因螺母沾湿使其质量偏大,从而影响结果.
物理实验是科学且严谨的.许多实验总会存在这样或那样的问题,特别实验误差是很难避免的,这时候需要教师对这种误差及遇到的问题,进行合理的解释和引导,真正起到点拨解惑作用,多给学生建议和鼓励,少一些责备和批评,甚至可以参与到学生实验中,树立学生正确对待物理实验的心态,充分展示实验的魅力,达到实验服务于教学,培养严谨求实的科学态度. 3.5“矫正反馈”中进一步提升实验分析能力
反馈体现在对实验自学质疑(学案收改)后,在学生对实验交流展示时、在对实验互动探究的过程中,或者是在精讲点拨后,课堂生成问题时,在实验报告书完成后等等,矫正可随时进行,可分时间段进行.在实验探究时,学生易在操作过程、现象分析、数据分析、结论得出等环节中出现问题,这时需要教师指导他们怎么办,通过引导与思考,联系相关的物理知识,学会自主解决实验中遇到的问题,且对实验的理解会加深,从而培养他们解决实际问题的能力.
再如,在水的沸腾实验探究中,有的小组按要求在水沸腾后熄灭了酒精灯,但发现烧杯中的水并没有立即停止沸腾,而是过了一段时间后才停止,于是该组同学得出这样的结论:水的沸腾不需要继续吸收热量.其实該现象确实存在,但很多时候我们教师忽略了,教学的目的性让我们直指结论,而学生在探究过程中,他们怀着质疑,头脑中没有现成的结论,不会放过任何细节.其实解释起来很容易,移去酒精灯时,由于石棉铁丝网的温度依然较高,还能继续放热,烧杯中的水不会立即停止沸腾,就像在家做饭一样,火源熄灭,锅内还在沸腾,一旦铁锅的温度降下之后,烧杯中的水无法吸热,就不会沸腾了.因此该结论错误.
3.6应用“迁移应用”做好实验结论的应用
自学质疑主要让学生通过质疑释疑发现问题,而迁移应用主要是培养学生应用知识解决问题能力,有效培养学生的思维习惯,发展学生举一反三、迁移运用的能力.迁移应用是学生内化学习内容,深刻理解学习内容,灵活应用学习内容的重要途径.
在“探究通电螺线管周围的外部磁场”之后,课本后第4题:有一个蓄电池上面的正负极模糊不清,怎样辨别其正负极?写出你所需要的器材,并说出判断的依据.学生领到问题后,分组进行讨论,用电流表需要与一个电灯串联使用,后看指针偏转的方向;若用电压表,则可以直接接入电源两端,看指针偏转的方向;或已知正负极的电源正负极与其串联,就是否能供电;或用一根长导线与小磁针,依据奥斯特的发现判定.并在实验室内分组完成展示.
“六模块”建构式生态实验课堂模式的实施,克服传统课堂的中讲实验,甚至可以把一些演示实验改为由学生分组探究的实验,同时尽量避免学生在实验中总是按照现有的实验步骤去完成,有时甚至出现凑实验数据,特别是对实验课堂的生成问题,多数避而不谈,制约学生对物理实验的兴趣.“六模块”下的物理实验课堂,教师不再是课堂的主角,而是学生发展的促进者,是课堂学习的参与者,释疑解惑者,实现“授之以渔”,让学生在实验课中学会学习,学会交流展示、合作探究,最终实现培养学生的实验的能力,获取信息的处理实验问题的能力,提高实验技能.
1什么是“六模块”建构式生态课堂
“六模块”建构式课堂中“六模块”是指自学质疑、交流展示、互动探究、精讲点拨、矫正反馈、迁移应用六个模块,其核心理念:“先学后教、以学定教、以学促教、能学不教”,且六个模块也不再是教条与固定的模式,在课堂上可以灵活处理与把握,一节课可以涵盖所有模块,也可以是其中的某一模块,极大的解放课堂.同时加大学生的交流展示环节——即学生教学生,教师处于组织与精讲点拨地位,调动学生学习的积极性与主动性,追求在有限时间内学生学习的高效率.
2“六模块”建构式生态课堂有利于培养学生的自主学习的积极性
3构建“六模块”下初中物理实验的模块化教学要求
3.1应用“自学质疑”对物理实验进行质疑
为了便于学生课前的自主学习物理实验,进行开放物理实验室及网络资源.“自学质疑”模块要求学生围绕学习目标,在“学案”的导引下,阅读相关学习素材进行自主学习,课前尝试先做实验,进行探究,建构知识,基本解决实验中的相关问题,提出自主学习中的疑难问题,同时加强了对所要使用的实验器材的熟悉,為课堂交流与探究提供必要的帮助.
(1)对实验设计过程进行质疑
在“探究通电螺线管的外部磁极场”时,有同学提出疑问,通电螺线管只是用带有绝缘皮的导线或带有漆包线的导线绕制而成的,课本上把它直接接到电源两端,是不是课本上插图有误?若无误,为什么不发生短路?
(2)对实验结论进行质疑
如在分组探究“探究阻力对物体运动的影响”(即“牛顿第一定律”),得出“一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态”的结论,但有的组同学提出疑问:小车在水平面上运动时,其竖直方向还受到重力与支持力,属于受力,怎么能得出这个结论呢?学生的这个质疑,引起了很多同学的共鸣,对教师也是一个极大的挑战.
(3)对实验方法进行质疑
如探究欧姆定律时,研究电流与电阻关系时,要控制电压不变,设计用滑动变阻器控制电压不改变,改变电阻来观察电流,于是有的同学提出设想可以去掉滑动变阻器,直接利用电源电压不变,同样可以研究电流与电阻的关系,另外,在研究电流与电压关系时,保持电阻不变,也可以直接改变电源电压实现.
3.2应用“交流展示”进行对物理实验进行设计
交流展示环节主要展示解决实验中问题的思路,共享学习成果.分为组内交流展示;班内交流展示.要求每个组员展示课前自学遇到的问题,进行组内讨论解决.讨论确定本组有代表性、有价值的问题,提出来进行班内交流展示,如,在“探究动能的大小与哪些因素有关”后,去“探究重力势能的大小与哪些因素有关”时,有的组同学直接提出,同样可以用该装置,通过观察水平面上木块被推动距离的远近来判断,学生将该实验直接移植到探究重力势能大小的探究中,也通过改变高度与改变物体质量进行控制变量法,于是课堂展示时学生产生了共鸣.
3.3应用“互动探究”进行物理实验数据及现象收集
学生分组对物理实验进行“互动探究”,有助于学生对实验的基本要求和基本技能的掌握,同时选择学生自学中发现实验中的困惑和疑点进行探究,注意这些困惑和疑点是本节学习的核心内容.
例如在活动10.7“估测定大气压的值”时,互动探究后通过对数据的分析得出大气压的值,这与标准大气压值有差异,即误差,在分析误差原因时,各组各抒己见,最后归结为注射器管中气体未排净,刚拉动活塞瞬间受到的摩擦阻力,及测量注射器有刻度部分的长度有误差.随后,提出如何减小误差,针对气体未排净,有组说在注射器中先放点水,有的组提出在出气口处塞棉花,针对摩擦,有的组提出在注射器活塞周边涂抹润滑剂及减小摩擦又起到密封的作用.通过互动探究,让学生参与初中物理课堂实验教学的思考中,学习积极性高,兴趣浓.
“互动探究”所探究的问题,是学生自己心中所存在的问题,而不是教师强加的,学生相对兴趣较浓,积极参与,这极大地培养学生的主体意识,掌握沟通技巧,提高合作精神.学会对物理问题与物理现象进行多角度的分析,并在互动与合作中学会学习.
3.4“精讲点拨”对实验中遇到的问题释疑解惑
学生合作探究展示后反映的典型问题,教师要有筛选性地进行点拨,特别要对有代表性、有价值的问题进行点拨;点拨问题的过程中,要渗透学科思想的知识形成过程,要归纳出解题思路、方法及规律;对重、难点适当点拨.
在学习“密度知识应用”一节中,活动6.5“鉴别金属螺母是用什么材料制成的”,要求借助用天平和量筒进行测金属螺母的密度,后查密度表进行鉴别.在互动探究进行测量时发现,有的组讨论后先进行测体积,后用天平测质量,有的组讨论先进行测质量,后进行测体积,交流展示完后,问学生,这两种测量有什么区别?很多同学不持异议,认为一样,但实际分析是有不同的,即先测体积,会因螺母沾湿使其质量偏大,从而影响结果.
物理实验是科学且严谨的.许多实验总会存在这样或那样的问题,特别实验误差是很难避免的,这时候需要教师对这种误差及遇到的问题,进行合理的解释和引导,真正起到点拨解惑作用,多给学生建议和鼓励,少一些责备和批评,甚至可以参与到学生实验中,树立学生正确对待物理实验的心态,充分展示实验的魅力,达到实验服务于教学,培养严谨求实的科学态度. 3.5“矫正反馈”中进一步提升实验分析能力
反馈体现在对实验自学质疑(学案收改)后,在学生对实验交流展示时、在对实验互动探究的过程中,或者是在精讲点拨后,课堂生成问题时,在实验报告书完成后等等,矫正可随时进行,可分时间段进行.在实验探究时,学生易在操作过程、现象分析、数据分析、结论得出等环节中出现问题,这时需要教师指导他们怎么办,通过引导与思考,联系相关的物理知识,学会自主解决实验中遇到的问题,且对实验的理解会加深,从而培养他们解决实际问题的能力.
再如,在水的沸腾实验探究中,有的小组按要求在水沸腾后熄灭了酒精灯,但发现烧杯中的水并没有立即停止沸腾,而是过了一段时间后才停止,于是该组同学得出这样的结论:水的沸腾不需要继续吸收热量.其实該现象确实存在,但很多时候我们教师忽略了,教学的目的性让我们直指结论,而学生在探究过程中,他们怀着质疑,头脑中没有现成的结论,不会放过任何细节.其实解释起来很容易,移去酒精灯时,由于石棉铁丝网的温度依然较高,还能继续放热,烧杯中的水不会立即停止沸腾,就像在家做饭一样,火源熄灭,锅内还在沸腾,一旦铁锅的温度降下之后,烧杯中的水无法吸热,就不会沸腾了.因此该结论错误.
3.6应用“迁移应用”做好实验结论的应用
自学质疑主要让学生通过质疑释疑发现问题,而迁移应用主要是培养学生应用知识解决问题能力,有效培养学生的思维习惯,发展学生举一反三、迁移运用的能力.迁移应用是学生内化学习内容,深刻理解学习内容,灵活应用学习内容的重要途径.
在“探究通电螺线管周围的外部磁场”之后,课本后第4题:有一个蓄电池上面的正负极模糊不清,怎样辨别其正负极?写出你所需要的器材,并说出判断的依据.学生领到问题后,分组进行讨论,用电流表需要与一个电灯串联使用,后看指针偏转的方向;若用电压表,则可以直接接入电源两端,看指针偏转的方向;或已知正负极的电源正负极与其串联,就是否能供电;或用一根长导线与小磁针,依据奥斯特的发现判定.并在实验室内分组完成展示.
“六模块”建构式生态实验课堂模式的实施,克服传统课堂的中讲实验,甚至可以把一些演示实验改为由学生分组探究的实验,同时尽量避免学生在实验中总是按照现有的实验步骤去完成,有时甚至出现凑实验数据,特别是对实验课堂的生成问题,多数避而不谈,制约学生对物理实验的兴趣.“六模块”下的物理实验课堂,教师不再是课堂的主角,而是学生发展的促进者,是课堂学习的参与者,释疑解惑者,实现“授之以渔”,让学生在实验课中学会学习,学会交流展示、合作探究,最终实现培养学生的实验的能力,获取信息的处理实验问题的能力,提高实验技能.