探究式物理实验教学及其设计

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  【摘要】在新课程改革理念下的科学探究是基础教育课程改革中的新事物,它要求学生经历基本的科学探究过程,学习科学的探究方法,获得学习物理的兴趣。这就要求教师采取探究式的教学方法,精心进行探究式的教学设计,开展探究活动。本文在实施探究式物理实验教学的必要性及其相关的认知基础上,着重阐述了探究式实验的教学设计。
  【关键字】探究式;实验教学设计;实施
  一、实施探究式物理实验教学的意义
  1.传统教学方法的不足
  爱因斯坦曾经说过:“结论几乎总是以完成的形式出现在读者的面前,读者体会不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程,也难达到清楚地理解全部情况。”这段话深刻切中了基础教育的要害,传统的物理教学中,教师都是将书上现成的实验做一遍,然后很自然的得到出结论、定律。再将得到的定律教给学生,学生并没有机会参与实验的设计、操作、结论的获得,这样就造成了学生对实验只有感性的认识,并没有上升到理性认识。因而也就造成了对定律的死记硬背,做题时乱套公式。
  1.2新课改形势下实施探究式实验教学的必要性
  针对这一问题,在新课程改革中颂布的《物理课程标准》中明确指出:物理课程不仅应该注意科学知识的传播和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响纳入课程,而且还应该注意重视学生终身学习的愿望、科学探究能力、创新意识及科学精神的培养。因此,教师在新教材教学中,要改变过去过分强调知识的传授的倾向,注重科学探究精神,培养科学探究能力,让学生经历科学探究过程,学习科学探究方法等等,是十分必要的。
  二、什么是探究式教学
  所谓探究式教学,就是用与教学内容相关的实际问题为载体,让学生在教师的组织和指导下有目的的相对独立找茬 进行探索和研究,从而促进学生思维水平的发展,提高学生知识应用能力和解决实际问题的能力,并从中感悟到科学研究的基本策略和方法,体验科学探究的过程,得到科学思想的熏陶,为培养创新精神、创造意识和实践能力打好基础。
  2.1探究式教学的指导思想
  探究式教学方法的核心是“探究”,教师要探究的教,学生要探究的学。也就是说教师师要多设置些和教学内容相关的探究课题,多给学生些空间,让他们发挥自己的能力、特长去探究,作为学生要自己多动手动脑,去探索,去研究,并且自己去归纳总结,得出自己的结论然后和其他的同学比较、对照,找出不足,找到差距,以备下次有大的改进。最后教师要对整个探究过程做出合理的评价,指出缺点、鼓励优点。
  2.2教学的实施方案
  探究式教学是灵活多样的,但其主要要素是大致相同的,包括:提出问题,猜想和假设,制定计划和设计实验,进行实验和收集数据,数据分析和论证结论,评估、交流与合作。其整个教学结构如图(1)所示:
  三、探究式教学的设计
  在教学设计当中,教师作用相当于一部戏的导演,学生相当于演员,也就是说,教师要在教学活动开始之前,将整个教学活动做出合理的设计,如何引题,如何开始,如何引导学生自己动手去探究问题。
  3.1教学前准备
  整个探究式教学的过程中,每个步骤都很重要,都应该引起教师的注意。首先是研究题目的准备,这里提出的问题必须是科学性问题,所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、陌生事件提出的,问题要与学生已学的科学概念相联系,并且能够引发他们进行实验研究,收集数据和利用数据对科学理象做出解释。课堂上,一个有难度但又能让人尝到胜利的果实的题目,足以引起学生的求知欲,并能引出一系列问题。但如果教师给出的探究题目离学生的日常生活很远,又基本上用不到所学的知识,那样的题目是很难引起学生的兴趣,也就不可能达到很好的效果。
  其次,教学前还要围绕所要研究的题目,准备学习材料、以及相关的实验设备等,让学生对所要研究的问题有个更加全面的了解和认识,同时准备的实验器材要充足,让学生自己去选择他觉得有用的器材,如果找不到足够的器材,让学生自己去使用可以替换的器材。
  3.2教学的实施与指导
  教师将设计好的题目交给学生之后,还要对班级的学生进行分组,在小组里,学生们可以相互商量、相互讨论,充分让学生参与教学活动当中来,成为真正的学习主体。这样一来可以优势互补,又可以培养学生的团队意识。在分组时,要在一个小组中既有成绩好的也有差的,这样,成绩好的可以发挥他们的基础知识扎实的优点,而一些成绩差的同学往往能提出很多有创意的想法。在进行小组讨论时,要鼓励那些平时不爱发言的同学,让他们说出自己心中的想法。
  同时教师要提倡探索、鼓励创新、保护和激发学生的求知欲,改变过去“听话就是好学生”“教师的话就是真理”的观念和做法,提倡真理面前人人平等,尊重学生的个人经验和新异见解,并及时给予鼓励和评价。在制定计划时,教师要给学生适当的指导,但不能将现成的计划,实验表格都交给学生,要发挥学生的聪明才智,让他们自己设计完成。
  接下来是学生进行实验,在进行实验之前,教师必须保证小组有明确的实验目的、实验步骤、要测的数据及表格以及在实验过程中要注意的事项,这些对于实验成功与否都很重要。实验之后的数据收集、整理,都将用到曾经学过的物理学知识,在这时,不光考验学生的动手能力,也考查学生的知识运用能力,可谓一举两得。在分析论证得出结论的过程中,教师要引导学生仿照课本上一些结论的得出,概括总结自己的结论,从而让培养他们分析问题的能力和科学的思想。
  3.3课后的评价与总结
  在整个探究过程即将结束时,教师要注意引导学生自己作好学习小结,让学生清楚所探究的内容,采用的研究方法和步骤;在品味学习成果的喜悦当中,提高学生对学习活动的积极性和对物理学习活动的兴趣,增強学习的信心,教师要少讲,尽量让学生讲、学生做,通过这样的教学不仅培养良好的学习情感,还培养了良好的学习习惯。由于探究式的教学方法和传统的教学方法不同,同样采取的评价方法也不一样,传统的教师评价学生时看学生的考试成绩,但探究式教学更多的是看学生的思路以及操作过程表现,因此教师要改变传统的以成绩论英雄的观念。   四、探究式教学设计实例
  下面我就用一个初中物理课中常见的问题作为探究的课题,具体展示一下探究式教学的设计过程。
  (一)分组
  按照前文提到的分组原则进行分整体组,注意分组时每个小组的人数不能太多也不能太少,最好每组四到八人。
  (二)提出问题
  如图(2)所示,大烧杯和试管中装有适量的水,用酒精灯给它们加热,当烧杯中的水沸腾足够的时间后,试管中的水会沸腾吗?其温度与烧杯中的水温有什么关系?
  (三)小组讨论、猜想假设
  根据热传递的知识,人们普遍认为:试管中的水温和烧杯一样,达到了水的沸点,但是当两者温度相同时,试管中的水就不能从烧杯中吸收热量,所以不能沸腾。但事实真是这样吗?通过测量,试管中水的温度至少比烧杯中的水低3摄氏度,为什么会出这种情况,哪些因素影响了试管内外的水温差?
  通过观察,结合所学的知识及已有的经验,同学会提出以下猜想:
  猜想1:水温差可有和试管的材料有关;
  猜想2:水温差可能和试管壁的薄厚有关;
  猜想3:水温差可能和试管的横截面积有关;
  猜想4:水温差可能和试管里面水的多少有关。
  (四)检验方案、进行验证
  针对上述猜想,学生就会设计相应的实验,对猜想进行验证。
  实验1:研究材料是否影响水温差
  (1)实验方案:取两支大小相同的中号的试管,一支是玻璃试管,另一支是铜试管,
  分别装上同样多的水,把他们放到同一个装有同样多的(适量)水的烧杯中(两试管都不与烧杯接触,插入深度相同,试管内外的水面相平,在燒杯和两个试管中各放一个温度计,温度计插入深度相同,用酒精灯加热,观察实验现象,且隔2分钟记录一次水温。
  (2)实验数据及现象:加热过程中,两试管的水温始终比大烧杯要低,当大烧杯中的水沸腾足够长的时间后,(判断依据:大烧杯中的水温不再变化,而且试管中的水温也保持恒定,下同),大烧杯的水温为101摄氏度,玻璃试管中水温为97摄氏度,铜试管中的水温为98.5摄氏度,两试管中的水均没有沸腾。
  (3)初步结论:材料影响水温差。
  (4)原因分析:不同材料导热性能不同,其中铜是热的良好导体,而玻璃是热的不良导体,在室温附近(20摄氏度)铜的导热律比玻璃大很多,而且物质的导热律随温度升高而略有增加,但是若物体各部分间的温度差不太大,则整个物体的导热律可看作恒量,由此而知,在厚度相同的情况下,铜的导热律比玻璃强得多,从而导致铜试管的水温比玻璃试管要高一点。
  实验2:试管壁是否影响水温差
  (1)实验方案:取两只大小相同的试管,但是试管壁的薄厚不同,重复实验1的内容。
  (2)实验数据及现象:当大烧杯的水温为101摄氏度时,厚试管的水温为97摄氏度,而薄试管的水温为98摄氏度,试管中的水均没有沸腾。
  (3)初步结论:试管壁的薄厚是影响水温的一个因素。
  (4)原因分析:试管的导热本领除了与材料有关外,还与其薄厚有关,在材料相同时,试管壁越厚,其导热本领越弱,此外,试管壁也阻碍了试管中的水与烧杯中的水的对流现象,阻碍了热传递,这也是试管内外存在温度差的原因之一。
  实验3:探究试管横截面积是否影响水温差
  (1)实验方案:选取大小不同的3只玻璃管,口径分别为42mm、25mm、16mm装上等量的水,重复实验1步骤。
  (2)实验数据及现象:当大烧杯的水沸腾足够长时间后,大烧杯水温为101摄氏,大试管的水温为96摄氏度,中号的水温为97摄氏度,小号的为98摄氏度。各试管的水都没有沸腾。
  (3)初步结论:试管口径的大小影响小温差
  (4)原因分析:试管口径越大,试管里的水蒸发时吸的热就越多。
  实验4:探究水温差和试管里水多少的关系
  (1)实验方案:取三只型号相同的试管,各装入不同量的水,放入盛有适量水的烧杯中(插入的深度相同),重复实验1的操作。
  (2)实验数据和现象:当大烧杯里的水沸腾足够时间后,大烧杯里的水温为101摄氏度,水最多的试管水温为96摄氏度,其次97摄氏度,最少的98摄氏度,试管中的水均没有沸腾。
  (3)初步结论:试管中的水的多少影响水温差
  (4)原因分析:当试管中的水多时,其升高温度时吸的热也增多,所以出现了以上现象。
  (五)评价与总结
  实验后,教师应该对各个小组的实验情况给予评价,对做的好的要表扬,做的稍差的,应该鼓励,切不可打击学生的积极性,这样才会让学生在将来的探究活动中更好的发挥、表现。同时通过上述实验可以得出以下结论:当烧杯里的水沸腾足够时间后,试管中的水不能沸腾,而且烧杯和试管中的水存在温度差,该温度差的大小与试管的材料、试管壁的厚度、试管的口径、试管中水的多少有关。
  五、探究式教学设计的常见误区
  目前很多实验地区试点学校都在进行探究式课堂教学的有益尝试,但同时也发现有些教师对探究式教学存在一些误解,在探究教学中存在着表面化、僵固化、形式化等一些不容忽视的问题。探究式教学,关键不在形式,而在于体现探究的本质特征,一定要防止让探究式课堂教学走入误区。
  误区一:分组讨论就是探究。分组讨论对于学生之间互相交流、互相补充,确实有着独特的优势,对探究的问题能达到相互补充、促使观点统一、理解全面的目的,但这种形式也会出现人云亦云的现象,长此出现“精英化”现象,另外教师的讲解和指导也非常有必要。没有反映相应物理知识特点的合适问题,没有保持思考力水平的理性思维,讨论就会流于表面化,并不能导致真正的物理理解,而且会浪费宝贵的学习时间。   误区二:探究就是不要教师讲授。这是一种极端倾向,是不可取的。追求物理教学过程的探究,不只是对传统的教学做新的探究性解读,必须在与传统教学的融合中进行探究,即便是在探究式教学中也包含多种教学方法,如在学生对某一物理现象有大量感性经验时,讲述法可能会是一种更恰当的选择。总之,学生的自主探究与教师的适当讲解,利用传统的讲授、提问、讨论、实验等形式,在物理教学中可能会取得更好的效果。
  误区三:学生自主探究,教师就“解散”了。学生习惯了“教师讲学生听”的模式,短时间内难以适应探究式教学,这需要教师付出较大的时间和精力。探究情境的设置又比传统的备课费时费力,在现行教材和教参中是没有现成答案的,可以借鉴的经验不多,教师工作量更大了。探究教学还要承受来自各方面的压力,学校領导、家长、学生等,教师没有更多的付出,探究教学将会流于表现形式而难以深入下去。
  误区四:探究就是实验。物理学是以实验为基础的一门自然科学,实验教学是物理学科教学自身的特点,也是学生探究并获取知识与应用知识的过程中一个有机组成组成部分,但不是所有的科学探究都要经过实验,不能脱离实际,为了实验而实验,为了探究而探究。有的依据物理事实,运用逻辑判断来确定物理量之间因果关系,有的物理知识是无法用实验来探究的,是在一定实验基础上经过抽象思维得出来的。
  误区五:所有探究都面面俱到。探究全过程要经历7个要素,只能有所侧重,且不可求全,不可牵强,一定要避免由于探究教学的形式化、僵固化,而失去应有的活力。
  误区六:所有知识都要要学生去探究。这是一种形而上学的观点,是行不通的。一是没有必要,二是时间不允许。
  六、结语
  探究式教学是我国一种新兴的教学方法,肯定存在这样那样的不足,但是随着教学改革的逐渐深入,相关的专家学者的不断探索,教学一线的教师的大力实践,这种教学方法一定会迅速健全,成为一种主流的教学方法,对推动教学改革,为现代化建设培养合格人才发挥越 来越重要的作用。
  参考文献
  [1]王传.新课程改革中物理探究式教学的探索与实践,贺龙中学.
  [2]李奇云.探究一个有趣的热学实验现象,物理教师,2004(10).
  [3]青亚平.要防止物理式教学走入误区,www.wljs.com.cn.
  [4]薛燕.研究性学习教师导读,广西教育出版社.
  [5]蔡传平.初中物理探究式课堂教学问题情境特征.
  [6]邓贵平.建构主义理论在物理教学设计中的应用,中国教育先锋网.
  [7]曹静.关于物理教学中探究式学习方法的研究.
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