物理教学中探究式教与学之我见

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  摘要:新一轮的课程改革要求师生双方在课堂教与学中重新定位,审视课堂教学模式的效用。本文从培养学生的自主学习、创新探究以及学生综合能力的发展思路出发,结合自己的教学实践,对探究式课堂教学提出了自己的一些见解,为课程改革下的物理教学提供了一种可借鉴的教学模式。
  关键词:情景;探究;创新;发展
  《物理课程标准》中提出,科学探究既是学生的学习目标,又是课堂教学中教师重要的教学方式之一。探究式学习是学生在一种好奇心的驱使下,以问题为导向、内容和形式都十分丰富的学习探究活动。探究式教学是教师和学生双方共同积极参与的活动,他们都将以老师和学生的双重身份进入探究式课堂。[1]学会提问、学会思考是学生的自主学习的基本能力;而提出问题、解决问题的能力是探究能力的一个重要方面。教师要在激活学生创新探究思维的同时,着力培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力,在教学过程中让学生通过自己的智能活动去探索、去发现、去领悟。下面就探究式物理课堂教学中的一些教学模式谈几点自己的体会。
  一、创设情景,激发探究
  在课堂教学中,教师要善于创设问题情景,启发学生积极思维,使学生真正成为认识事物的主体。在情景中设置具有思考价值的、智力上具有挑战性的问题,启发学生学会观察,提出新问题,可以增强学生学习的针对性,激发学生的学习兴趣,提高学生学习的内在的积极性和主动性。应尽可能地创设真实的情景;真实的情景能揭示新的事实与学生原有认知结构之间的矛盾,有效地激发学生的认知冲突,从而启动学生思维,激发探究愿望。可以说情景的创设是培养学生积极心态,主动启动思维、激发创新愿望的好方式。在创设学习情景时,应该力求真实、生动、直观而又富于启发性。演示实验、小故事、科学史实、新闻报道、实物、模型、小创作和影像资料等等,都可以用于创设学生的学习情景[2]。具体地讲就是:让学生在情景中感悟到初始问题,在探索中自己提出问题,在遇到困难时,教师适时地提出问题,点拨学生的思维。这样巧设系列问题情景,引导学生步步深入地进行探究式学习,让学生常常处于第一次发现物理事实的地位和心理体验,在实施探究行为过程中,培养学生的创新探究能力。
  例如我在上初二“大气压强”一课时,我是这样创设探索情景的:取两只不同大小的试管,小试管刚好能套入大试管中,将大试管装满水,再将小试管套入大试管中一部分,问学生如果将试管倒过来,小试管是否会掉下来?学生会根据所学的重力知识,肯定回答小试管会往下掉。然后教师演示,其结果却完全相反,随着试管中的水不断流下,小试管不断地上升到大试管的底部。为什么会产生这个现象呢?这时,学生的大脑里立即会产生思维撞击,产生了强烈的求知欲望,这个实验现象和生活经验相违,此时学生的情绪反映肯定强烈,思维活动被引到了这个奇怪的问题中。此时教师再进行新课教学,效果相当好。这样,通过巧设问题情景,激发学生思维灵感中的“异想天开”,让思维的灵感点运动或发生迁移,在解决一个个实际问题的过程中,使学生的创新探究能力得到不断的训练和发展。因此,在教学过程中,教师要善于引导学生从真实的情景中发现问题,有针对性地展开讨论,提出解决问题的思路,使学生的对事物的认识逐步得到发展。
  二、经历过程,重视探究
  物理教学实质上是展示和发展思维的活动过程,这一思维过程就是对物理基础知识和基本理论的理性认识的过程。任何一个概念、定理、定律都经历着由感性到理性的抽象概括过程。在教师的引导下,让学生参与概念的形成、规律的揭示过程,让学生亲自去实验、体验、揣摩、模拟这个过程,就能领悟知识形成过程中所蕴涵的思想方法,使学生知其然,还要知其所以然。
  例如,在进行万有引力定律的教学时,可以采取这样的方式:先提出问题,从牛顿观察到苹果会落地,联想到月亮为何不会落地?思考如果在高山顶上把苹果高速抛出,苹果会落地吗?然后通过探究:由行星的运动规律,猜想太阳对行星的吸引作用,再进一步探究吸引作用的本质、规律,地球对物体的吸引、行星对卫星的吸引、太阳对行星的吸引,它们的吸引力都是本质相同、规律也相同的力,再推广到万有引力定律,最后通过卡文迪许扭秤实验进行验证。通过这节课的学习,让学生追根溯源,使教学过程成为学生内心体验和主动参与的再发现过程。学生学到的知识印象将更为深刻,来龙去脉将更清楚,更容易活跃学生的思维,唤起学生的创新意识。
  所以在课堂教学中,教师应该充分重视过程教学,要让学生明白,学习的目的不仅仅是为了获得一些科学的结论,更重要的是发展了自己的概括抽象的思维能力,获得探索科学的方法。
  三、借助实验,引导探究
  意大利著名画家达芬奇指出:“科学如果不是从实验中产生,并以一种清晰实验结束,便是毫无用处的,充满荒谬的,因为实验是确定之母。”因此,物理实验是物理学研究的重要方法和手段,又是物理教学中的重要环节。在初中阶段,培养学生的实验能力,提高学生的实验素质,对学生的创新能力是有一定的帮助的。
  物理学是一门以实验为基础的学科。物理知识大多数来源于生产实践和周围自然环境的观察,特别是通过物理实验进行物理观察,从简单的物理现象透过物理本质总结出物理规律。让学生从抽象的难以理解的知识到教师的引导启发和学生的动手操作实验中获得感性认识,再进行分析,从而上升到理性识,最终达到掌握知识的目的。实验的方法是物理学学习的基本手段和重要方法。一个物理实验就是一个完整的物理情景,让学生亲眼看一些物理现象,亲手做一些物理实验,以此激发学生学习物理的兴趣,充分调动学生的学习积极性和主动性,实现学生的主体地位[3]。通过亲身体验与理论学习相对照、验证,来加深对物理概念、定律、定理等知识的理解,以形成正确的物理情景。
  例如在学习电场、电场线的内容时,为加深学生对各种电场线的分布的印象,电场线可以采用这样的方法进行模拟:用自制的验电羽(绝缘支架上固定金属小球,在小球上粘贴许多根细棉线或小纸条)接感应起电机,使验电羽带电,小球上棉线由于受库仑斥力的作用而排斥张开,其形状与点电荷的电场线的分布相识,若用两个验电羽彼此靠近,使它们带同种或异种电荷,则可清晰模拟同种或异种点电荷形成的电场线的分布。经过这样的演示,电场分布模型可在学生大脑中留下极为深刻的印象,将抽象的、难以理解的“场”具体化、形象化,不仅深化了学生对电场、电场线等知识的理解,同时也激发和培养了学生的科学探究与创新的思想和精神。至于那些要实验数据进行分析才能得出的结论的物理规律来说,教师要讲清楚,并使学生接受、理解,无疑是最困难的,更应该从实验出发;从实验中得出的结论更能让学生信服,理会。   又如浮在液面上的物体有受到向上的浮力,这个同学们都能懂。那么,浸入液体中的物体是否也有受到浮力的作用呢?有相当多的同学都表示没有或不知道。不解开同学心中的这个结,浮力问题的继续研究很难让学生从心理上接受。针对上述情况,我做了以下的实验:
  (1) 弹簧秤下挂着用细线拴住的石头。请同学们读出弹簧秤的示数并记录。
  (2) 将弹簧秤下挂着用细线拴住的石头浸没在水槽的液体中,再读出弹簧秤的示数并记录。
  (3) 比较两次实验的数据有什么不同,从中加以分析可以从中得出什么结论?
  通过实验数据分析,结论显而易见,浸入液体内部的物体同样也有受到浮力的作用;从而让学生得到有关浮力的规律:浸在液体中的物体都有受到向上的浮力。
  在教学中,教师如果能精心设计好实验,并巧妙地进行演示,创设一定的的情境探究,增强其趣味性,新颖性,能有效地刺激学生的感官,增强学生的有意注意,从而激发学生的学习热情,如“单筷提杯”、“打蛋入杯”、等等;这些实验会象魔术一样具有引人入胜。
  综上所述,显示出物理实验在不但能够揭示物理本质和激发学生物理的兴趣,而且在探究式的教学中使师生能很好地配合和发挥。
  四、重视主体,发展探究
  学生的发展是教学的出发点和归宿,教学内容、教学模式、教学方法、教学媒体的选取与组织既要符合学生的认知能力,又要满足学生创新能力的发展要求。知识的教育、观念的培养、能力的训练既要为学生近期的学习打下基础,还要着眼于学生长远的发展和终身教育。课堂教学设计要在组织知识、选择方法、设计问题、设计实验、研究学生活动等方面下功夫。教师要在教学的每一个环节中都围绕学生的学习活动展开教学。教师要注意调节好课堂氛围,使师生交流的心理状态达到最佳水平。具体做法是:凡学生经过思考能得到的东西,尽可能地放手让学生自己去获取。当学生的思维活动超过教师所设计和期望的思维“轨道”时,教师不应强行把学生的思维纳入自己的思维模式中,而用自己或教材上的结论束缚学生的创新意识,更不能用粗暴的方式来中断学生的思维过程[2]。教师要善于鼓励学生大胆猜疑和猜想,欢迎学生与学生、学生与教师争论,在相互协作的学习活动中,使学生在和谐的氛围中激起探究的意识和愿望。
  例如,在“牛顿第一定律”的教学中,可以引导学生从亚里士多德对运动和力的关系的直观感觉的理解(运动需要力来产生和维持)→伽利略对运动和力的粗略描述(物体不受外力,将保持匀速运动)→笛卡尔对运动描述的进一步升华(物体不受外力,将作匀速直线运动)→牛顿在前
  人研究的基础上,加上自己对力学等方面的研究,总结出了牛顿第一定律(物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态),这样以学生的发展为中心,让学生积极、主动地经历科学规律的得出过程,有助于认识物理学发展史,培养学生的科学精神,提升学生的科学探究能力,为今后学习打下坚实的基础。
  五、开拓创新,深化探究
  教师在备课的过程中,应该对教学内容进行必要的重组、整合和拓展,从中提炼出开放性的、有利于教学的基本素材,高度关注学生的学习过程和活动方式,有意识地鼓励学生充分发表自己的意见,特别应引导学生从已有的生活经验和已学过的知识中,多角度地考虑问题。充分利用学生对某些问题的争议和不同看法,创设导致学生思维冲突的物理问题情景,在教师的指导下展开讨论或实验论证,最终获得合理的结论,从而强化学生的创新意识。在探索过程中让学生相互讨论和交流,共同进行协商和辩论。先自己争辩到底哪一种观点正确,然后对当前问题摆出各自的看法、事实及有关材料并对别人的观点作出分析和评论。因此在教学中可以利用新旧知识间的联系,提出需要解决的问题,并设计一系列有针对性、启发性的问题情景作为铺垫。设计问题时要充分渗透创新能力的培养,刻意引导学生在运用知识探索的过程中有所“创新”地解决问题。[3]因此,教师在备课时应据教材和学生的实际,巧设问题情景,调控学生的思维活动。
  六、借助多媒体,深化探究
  多媒体以其本身特有的功能而具备了趣味性的特点。它提供了许多我们普通的教学所难以企及的手段,能够将大量的信息呈现给学生。借助计算机教学能有效地弥补传统教学的不足,化抽象为具体,把难以理解的内容或不易观察到的事物,用计算机展现出来,调动学生的视觉功能,为突破难点创造良好的条件。例如,在《电磁感应》一节的教学中,我利用多媒体课件,演示了电和磁的多种应用,作为本节课的尾声。学生通过色彩丰富的动态画面,看到了电和磁在各个领域的应用,感受到了物理知识广泛的应用前景,体验到了物理学科对时代发展的深远意义,从而极大地激发起学生的学习热情,其教育效果远远胜过了空洞的说教。
  总之,物理课堂教学中的探究式教学是以发掘学生的思维创造力为核心,以培养学生的创造性探究思维与心理品质为先导;其目的在于培养学生的创新探究精神和探究能力。在教学中应以物理知识为载体,通过对思维的适时调控,有效地培养学生的探究能力。可以是几个实验活动(占多数),可以是多媒体演示,可以是学生的调查或小制作等,教师要在教学中创设问题情景,激发学生的探究欲望,引导学生在情景中获取各种信息,以供思维加工。应重视学生学习知识的过程经历,重视探究的全过程,即使是失败的教训,也是学生亲身获得的一种体验、一种不可替代的宝贵资源[4]。课堂教学中应充分借助实验引导学生进行自主探究,让学生体会物理学学习的基本手段和重要方法;体会科学的实验的方法是提升学生的科学探究能力的重要手段。重视学生个体的发展,发展实验探究,不断开拓创新,深化探究,借助多媒体的演示效果,内化探究;故此教师应适时调控学生思维,从而激活思维。在教学中采用探究式教学法,让学生自己去探索、去寻求,不仅使学生获得了科学知识,而最重要的是了解了科学探究的方法与科学思想,学会以发展的眼光来看待自己,永不满足,不断创新,这将使他们终生受益[5]。以上就是我在物理课堂教学中的一些研究。
  参考文献:
  [1]傅道春.新课程中教师行为的变化[M].北京:首都师范大学出版社,2002,135-137.
  [2]傅道春,徐长江.新课程与教师角色转变[M].北京:教育科学出版社,2002,27-28.
  [3]朱慕菊.走进新课程:与课程实施者对话[M].北京:北京师范大学出版社,2002,:66-68.
  [4]钟启泉等.基础教育课程改革纲要(试行)解读[M].上海:华东师范大学出版社,2001,29-31.
  [5](苏)苏霍姆林斯基.给教师的建议[M].北京:教育科学出版社,1999,35-39.
  (作者单位:福建省莆田市第十三中学351100)
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