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所谓的实验探究,就是在教师的指导和启发下,学生应用已学过的知识,自己设计实验,或在教师的引导下通过实验来探索物理规律,从而获得新知识并加以应用的方法.学生通过对物理现象的观察与探究,实验过程的合作与讨论,对环境问题调查与分析等开放的多样的活动,在体验与探究中主动地学习,加深对物理、生活、社会等现象的理解,并做出自己的解释.
一、实验探究的教学过程
1.提出问题
提出问题是探究活动的开始,没有问题就没有探究的可能.从学科领域、日常生活、自然现象或教师设置问题情境中发现、提出学生感兴趣的并与物理实验相关的问题.实验探索是围绕所探究的问题展开的,正是由于有了具体问题,探究过程才有明确的方向.一个好的问题应该与学生课堂学习的知识相联系,并能引发他们进行实验、收集证据和利用数据对实验现象作出解释,进而得出结论.在实际探究过程中,学生往往还会不断地发现新问题,这是探究的新起点,是培养学生提出问题能力的重要一环.教师对此应加以鼓励,并给予帮助,以强化学生的积极性,使不断提出问题变成学生的一种自觉行为.
2.猜想与假设
猜想与假设是探究过程中不可缺少,但往往又容易被学生忽视的一个环节.猜想与假设是指根据已有的实验经验和物理原理,对问题的解决方式和实验结果进行推理和预测.学生围绕产生问题可能的原因,利用已有的知识和经验进行猜想,提出假设,进行推理和预测.其重要性在于,首先能明确探究方向,避免探究的盲目性;其次它能激发学生的学习兴趣,猜想与假设一旦得到实验的证实,学生的兴趣就会大大得到提高;再次猜想与假设能为以后的环节提供一个框架,为探究的继续进行奠定基础.
3.制定计划与设计实验
制定计划与设计实验是实验探究顺利进行的前提保障.制定计划旨在了解实验所需器材和设备,清楚实验思路和方法,明确探究者收集证据的途径和方式,确定收集信息的范围和要求,知道怎样分析处理得出探究结论,以及如何对探究过程和结论进行反思、评估,解决“怎么做”的问题.设计实验方案主要应注意:了解实验对象和实验目的并对此进行分析,正确运用实验原理,巧妙利用实验技术.
4.进行实验和收集证据
具体做法是,学生要根据实验方案准备实验器材、设备、材料等,对已有器材要熟悉使用方法并进行校准,利用各种观察手段和测量方法,认真观察,如实纪录实验数据.实验中收集的证据和信息是进行分析的依据.
5.分析与论证
实验中收集到的数据本身不能说明和解释实验现象,学生需要在教师的指导下对其进行分析处理,通过分析和归纳,找出其中隐含和潜在的有用信息,得出规律性结论.论证是用理论知识对实验数据、现象和结论进行解释,对其产生的原因作出说明,得出最终结果.
6.评估
在实验过程中,探究者要对探究问题的表述是否科学,提出猜想与假设是否被事实与证据所证实,设计方案是否有效,收集的数据是否真实,给出的结论是否正确等问题进行反思与评价,这就是评估过程.评估贯穿于探究活动的全过程.评估不仅能够优化探究方案,使探究活动少走弯路,提高实验的效率,而且还能提高学生的探究能力.
二、实验探究教学中应注意的问题
1.设计研究课题要精
上好探索性实验的关键在于课前要精心设计,要结合实际根据实验原理、器材、步骤、数据的不同而改进.所研究课题的内容对学生来说有一定知识基础,运用的研究方法也是学生容易接受的.研究内容要难易适中,学生能够得着,使学生思维有延伸的空间.
2.重视思维能力培养
探索性实验教学最突出的特点是让学生主动探索,独立思考,逐步理解和掌握知识的发生过程与认识的内在联系过程,以促使学生构建良好的知识和能力结构,教师应有意识地在实验中巧妙设疑,让学生在逐步解疑的过程中提高思维能力,教师在这一过程要多鼓励启发,开发学生的潜能.
3.学生主体和教师主导有机结合
在教学过程中,教师要努力营造出一种轻松、和谐的课堂气氛,生动活泼的学习氛围能使学生思维活跃,思路开放,主动参与意识增强,这样容易唤起学生创新意识.
在实验间隙穿插教师的启发、引导、讲解或教师与学生、学生间的讨论.在这种物理环境中,有利于扩大课堂内师生的信息交流.
在教师主导作用下,充分发挥学生的主体作用,可以提供更多机会来培养学生的实验能力和创新能力,大大提高教学质量.
一、实验探究的教学过程
1.提出问题
提出问题是探究活动的开始,没有问题就没有探究的可能.从学科领域、日常生活、自然现象或教师设置问题情境中发现、提出学生感兴趣的并与物理实验相关的问题.实验探索是围绕所探究的问题展开的,正是由于有了具体问题,探究过程才有明确的方向.一个好的问题应该与学生课堂学习的知识相联系,并能引发他们进行实验、收集证据和利用数据对实验现象作出解释,进而得出结论.在实际探究过程中,学生往往还会不断地发现新问题,这是探究的新起点,是培养学生提出问题能力的重要一环.教师对此应加以鼓励,并给予帮助,以强化学生的积极性,使不断提出问题变成学生的一种自觉行为.
2.猜想与假设
猜想与假设是探究过程中不可缺少,但往往又容易被学生忽视的一个环节.猜想与假设是指根据已有的实验经验和物理原理,对问题的解决方式和实验结果进行推理和预测.学生围绕产生问题可能的原因,利用已有的知识和经验进行猜想,提出假设,进行推理和预测.其重要性在于,首先能明确探究方向,避免探究的盲目性;其次它能激发学生的学习兴趣,猜想与假设一旦得到实验的证实,学生的兴趣就会大大得到提高;再次猜想与假设能为以后的环节提供一个框架,为探究的继续进行奠定基础.
3.制定计划与设计实验
制定计划与设计实验是实验探究顺利进行的前提保障.制定计划旨在了解实验所需器材和设备,清楚实验思路和方法,明确探究者收集证据的途径和方式,确定收集信息的范围和要求,知道怎样分析处理得出探究结论,以及如何对探究过程和结论进行反思、评估,解决“怎么做”的问题.设计实验方案主要应注意:了解实验对象和实验目的并对此进行分析,正确运用实验原理,巧妙利用实验技术.
4.进行实验和收集证据
具体做法是,学生要根据实验方案准备实验器材、设备、材料等,对已有器材要熟悉使用方法并进行校准,利用各种观察手段和测量方法,认真观察,如实纪录实验数据.实验中收集的证据和信息是进行分析的依据.
5.分析与论证
实验中收集到的数据本身不能说明和解释实验现象,学生需要在教师的指导下对其进行分析处理,通过分析和归纳,找出其中隐含和潜在的有用信息,得出规律性结论.论证是用理论知识对实验数据、现象和结论进行解释,对其产生的原因作出说明,得出最终结果.
6.评估
在实验过程中,探究者要对探究问题的表述是否科学,提出猜想与假设是否被事实与证据所证实,设计方案是否有效,收集的数据是否真实,给出的结论是否正确等问题进行反思与评价,这就是评估过程.评估贯穿于探究活动的全过程.评估不仅能够优化探究方案,使探究活动少走弯路,提高实验的效率,而且还能提高学生的探究能力.
二、实验探究教学中应注意的问题
1.设计研究课题要精
上好探索性实验的关键在于课前要精心设计,要结合实际根据实验原理、器材、步骤、数据的不同而改进.所研究课题的内容对学生来说有一定知识基础,运用的研究方法也是学生容易接受的.研究内容要难易适中,学生能够得着,使学生思维有延伸的空间.
2.重视思维能力培养
探索性实验教学最突出的特点是让学生主动探索,独立思考,逐步理解和掌握知识的发生过程与认识的内在联系过程,以促使学生构建良好的知识和能力结构,教师应有意识地在实验中巧妙设疑,让学生在逐步解疑的过程中提高思维能力,教师在这一过程要多鼓励启发,开发学生的潜能.
3.学生主体和教师主导有机结合
在教学过程中,教师要努力营造出一种轻松、和谐的课堂气氛,生动活泼的学习氛围能使学生思维活跃,思路开放,主动参与意识增强,这样容易唤起学生创新意识.
在实验间隙穿插教师的启发、引导、讲解或教师与学生、学生间的讨论.在这种物理环境中,有利于扩大课堂内师生的信息交流.
在教师主导作用下,充分发挥学生的主体作用,可以提供更多机会来培养学生的实验能力和创新能力,大大提高教学质量.