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初中物理科学探究主要是指基于初中生的成长规律和心理结构,类比科学家的探究行为而开发出的一种有效的自主发现学习形式,它追求的是学生独立精神的普照,期待的是学生学习本能意识的觉醒,主张让学生通过体验知识形成的一般过程,从而吸收物理科学探究的基本方法和精神,形成属于自己的物理认知结构.所以,从初中物理科学探究的本质来看,它其实是一种物理发现学习形式,基本遵照“问题生成→大胆假设→资料收集→检验论证→总结分析→得出结论”的基本操作程序.然而,初中物理的科学探究并非科学家式的探究行为,完全由科学家自己构造完成,由于初中生的年龄局限以及教学的实际情况决定了教师必须帮助和引导学生进行探究活动的“蓝图”设计,以指导学生围绕既定的物理知识或技能展开有效的探究活动.本文将基于此目的,展开有益的探讨.
1设计主线1——知识主线鲜明突出
初中物理科学探究总是以既定的问题生成为基点,围绕一个新颖或有探究价值和意义的物理问题展开一系列的探索活动,而初中物理问题又是基于一定范围的物理知识而生成的,是为了让学生在亲身亲历探究过程中进行物理知识认知结构的自我构建.所以,初中物理科学探究活动的设计必须要突出物理知识主线,让特定的物理知识或技能或经验鲜明地展露在学生面前.
例如,教学《物态变化》时,本章主要是为了引导初中生认知自然界中物质存在的三种状态(固态、液态和气态)以及它们之间的变化,教师在引导学生设计探究活动时,必须以这三种状态的认知为主线.
例1学习“温度的测量”时,教师在教授温度计的正确使用以及认知环境温度变化的基本情况后,可以设计这样的探究活动:(1)学生两两成组,在家长的合作下,在课后探究“体温计的使用方法和测量范围”,并从中了解其使用的一般注意事项;(2)学生自我成组,探究“温室效应”或“城市热岛效应”,并发表自己的看法.
例2在学习完本章后,教师可结合学生身边的环境状况,配以适当的环境教育,展开探究活动设计:(1)对我校的日常用水情况展开调查,并帮助母校设计一份科学有效的节水方案;(2)利用课后时间,探究当前农田灌溉的基本方式,并在科学节水理念的指导下,结合当地农田的结构现状,为当地农田的灌溉选取最优的方式.
反思两个案例都是基于特定的知识主线而设计的,如例1的体温计探究不仅是帮助学生学会正确使用体温计,而且还帮助学生了解体温计工作的基本方法,即水银的性质,让学生在探究中领会液态水银容易挥发且有毒的知识;又如例2中的用水情况调查,基于本课最基本的液体水认知而展开的探究,还从中渗透环保和节能理念,知识主线鲜明,对于学生具有重要的探究意义和价值.
2设计主线2——活动主题生动有趣
任何自发或主动的思想动向或行为倾向都必须要有个体内驱力,即动机的牵引和驱动,初中物理科学探究是学生自我发现物理知识形成过程,探索物理现象和奥秘的发现学习形式,需要学生来自本能式的主动反应,更需要学生利用精神的饱满催生出探究和创新的无限智慧.所以,初中物理科学探究活动设计的另一条主线便是要保证探究活动主题富有生机和活力,贴近学生的兴趣水平,反应学生的忠实需求.
例如,教学《望远镜与显微镜》一课,为了让学生更好地理解凸透镜成像的规律,教师引导设置了一个有趣的探究活动,即:让学生在教师事先准备好的凸透镜中任意选取两片凸透镜,探究望远镜的工作原理以及制作方法,制作简易的望远镜,并利用其进行物体观测.
反思:这是一个典型的活动探究,也是一个有趣的物理实验.望远镜作为一种实用的工具,让学生结合学过的知识来自我设计,能够极大地激起学生的主动行为,而且这本身就是一个比较复杂的手工活动,其中的趣味便能吸引学生的注意力,驱动学生认真探究.
又如,教学《电能表和电功》时,教师要让学生对自己生活中的电能有一个具体的概念和认知,可以帮助学生设计一个有关电能的探究活动.具体有以下两种探究设计.
(1)结合所学知识,帮帮家人算算这个月你家用了多少度电,需要多少电费,平均下来你这个月用了多少电.让我们看看谁最有节约精神.
(2)探究你的居住地人均使用电能的基本情况,并结合当地经济发展,谈谈你的看法.
这两种方案一呈现,我们很容易就会选择第一种方案,因为这种方案不仅富有挑战性,而且要比一比,看谁最节约,初中生最喜欢这种有益的方式.
3设计主线3——内容组织明晰有度
群居的千年传承为人类的生活方式打上了一个深深的组织烙印,任何一个个体都必须生活在相互关联的群体之中,依靠群体间的相互作用力来维系自己的存在与发展.初中物理探究活动并不是初中生个体的真空行为,而是基于某个细密组织的小组或团队,依靠特定的探究内容布置而组合起来的合作活动.因此,明细的探究内容或过程设计,严密的小组或团队组织,一定能够给初中生的物理探究活动增添无限动力,制造更多意外的智慧火花.
例如,教学《能源与可持续发展》时,为了帮助学生更好地认识能源的利用对我们的环境所带来的影响,促进学生环保和节能意识的养成,教师引导设计了一个详细的探究活动,即:(1)根据学生自愿以及优化组合的原则,将全班学生按照6~8人分为若干组;(2)小组内按照物理知识的掌握情况和个性差异进行明确的责任分工;(3)小组讨论,选择身边的一种能源进行研究,确定研究的主题和方案;(4)小组根据方案实施探究,及时做好各项配套工作,如记录、联络、查阅资料等;(5)汇总、分析和总结所探究的资料和数据,形成基本的结论;(6)完成一篇小报告,并在班级报告会上进行汇报.
反思这个探究活动不仅对学生的小组活动进行了明确的指导,而且对于学生的探究过程也有非常明晰的指导和帮助,学生按照方案展开能源利用探究,有依有据.
总之,初中物理探究活动“蓝图”就犹如一张规划图,对于学生的物理探究活动起着重要的导航作用,如果“蓝图”设计缺乏针对性、趣味性和科学性,将会把学生的探究活动引入低能的轨道之中.因此,初中物理科学探究活动必须严格遵照三条主线来设计,即按照知识主线鲜明、活动主题有趣、内容组织明晰为顶点设计探究活动.
1设计主线1——知识主线鲜明突出
初中物理科学探究总是以既定的问题生成为基点,围绕一个新颖或有探究价值和意义的物理问题展开一系列的探索活动,而初中物理问题又是基于一定范围的物理知识而生成的,是为了让学生在亲身亲历探究过程中进行物理知识认知结构的自我构建.所以,初中物理科学探究活动的设计必须要突出物理知识主线,让特定的物理知识或技能或经验鲜明地展露在学生面前.
例如,教学《物态变化》时,本章主要是为了引导初中生认知自然界中物质存在的三种状态(固态、液态和气态)以及它们之间的变化,教师在引导学生设计探究活动时,必须以这三种状态的认知为主线.
例1学习“温度的测量”时,教师在教授温度计的正确使用以及认知环境温度变化的基本情况后,可以设计这样的探究活动:(1)学生两两成组,在家长的合作下,在课后探究“体温计的使用方法和测量范围”,并从中了解其使用的一般注意事项;(2)学生自我成组,探究“温室效应”或“城市热岛效应”,并发表自己的看法.
例2在学习完本章后,教师可结合学生身边的环境状况,配以适当的环境教育,展开探究活动设计:(1)对我校的日常用水情况展开调查,并帮助母校设计一份科学有效的节水方案;(2)利用课后时间,探究当前农田灌溉的基本方式,并在科学节水理念的指导下,结合当地农田的结构现状,为当地农田的灌溉选取最优的方式.
反思两个案例都是基于特定的知识主线而设计的,如例1的体温计探究不仅是帮助学生学会正确使用体温计,而且还帮助学生了解体温计工作的基本方法,即水银的性质,让学生在探究中领会液态水银容易挥发且有毒的知识;又如例2中的用水情况调查,基于本课最基本的液体水认知而展开的探究,还从中渗透环保和节能理念,知识主线鲜明,对于学生具有重要的探究意义和价值.
2设计主线2——活动主题生动有趣
任何自发或主动的思想动向或行为倾向都必须要有个体内驱力,即动机的牵引和驱动,初中物理科学探究是学生自我发现物理知识形成过程,探索物理现象和奥秘的发现学习形式,需要学生来自本能式的主动反应,更需要学生利用精神的饱满催生出探究和创新的无限智慧.所以,初中物理科学探究活动设计的另一条主线便是要保证探究活动主题富有生机和活力,贴近学生的兴趣水平,反应学生的忠实需求.
例如,教学《望远镜与显微镜》一课,为了让学生更好地理解凸透镜成像的规律,教师引导设置了一个有趣的探究活动,即:让学生在教师事先准备好的凸透镜中任意选取两片凸透镜,探究望远镜的工作原理以及制作方法,制作简易的望远镜,并利用其进行物体观测.
反思:这是一个典型的活动探究,也是一个有趣的物理实验.望远镜作为一种实用的工具,让学生结合学过的知识来自我设计,能够极大地激起学生的主动行为,而且这本身就是一个比较复杂的手工活动,其中的趣味便能吸引学生的注意力,驱动学生认真探究.
又如,教学《电能表和电功》时,教师要让学生对自己生活中的电能有一个具体的概念和认知,可以帮助学生设计一个有关电能的探究活动.具体有以下两种探究设计.
(1)结合所学知识,帮帮家人算算这个月你家用了多少度电,需要多少电费,平均下来你这个月用了多少电.让我们看看谁最有节约精神.
(2)探究你的居住地人均使用电能的基本情况,并结合当地经济发展,谈谈你的看法.
这两种方案一呈现,我们很容易就会选择第一种方案,因为这种方案不仅富有挑战性,而且要比一比,看谁最节约,初中生最喜欢这种有益的方式.
3设计主线3——内容组织明晰有度
群居的千年传承为人类的生活方式打上了一个深深的组织烙印,任何一个个体都必须生活在相互关联的群体之中,依靠群体间的相互作用力来维系自己的存在与发展.初中物理探究活动并不是初中生个体的真空行为,而是基于某个细密组织的小组或团队,依靠特定的探究内容布置而组合起来的合作活动.因此,明细的探究内容或过程设计,严密的小组或团队组织,一定能够给初中生的物理探究活动增添无限动力,制造更多意外的智慧火花.
例如,教学《能源与可持续发展》时,为了帮助学生更好地认识能源的利用对我们的环境所带来的影响,促进学生环保和节能意识的养成,教师引导设计了一个详细的探究活动,即:(1)根据学生自愿以及优化组合的原则,将全班学生按照6~8人分为若干组;(2)小组内按照物理知识的掌握情况和个性差异进行明确的责任分工;(3)小组讨论,选择身边的一种能源进行研究,确定研究的主题和方案;(4)小组根据方案实施探究,及时做好各项配套工作,如记录、联络、查阅资料等;(5)汇总、分析和总结所探究的资料和数据,形成基本的结论;(6)完成一篇小报告,并在班级报告会上进行汇报.
反思这个探究活动不仅对学生的小组活动进行了明确的指导,而且对于学生的探究过程也有非常明晰的指导和帮助,学生按照方案展开能源利用探究,有依有据.
总之,初中物理探究活动“蓝图”就犹如一张规划图,对于学生的物理探究活动起着重要的导航作用,如果“蓝图”设计缺乏针对性、趣味性和科学性,将会把学生的探究活动引入低能的轨道之中.因此,初中物理科学探究活动必须严格遵照三条主线来设计,即按照知识主线鲜明、活动主题有趣、内容组织明晰为顶点设计探究活动.