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“探究性学习”的倡导者美国芝加哥大学施瓦布(J.J.Schwab)教授在1961年哈佛大学举行的纪念演讲会上作了题为《作为探究的科学教学》(Teaching of Science as Equiry)的报告,提出了与发现法相似,但更具有操作性的教学方法——“探究式学习”(Equiry Learning)法。他强调学生学习的方法与过程,认为探究性学习过程和方法适合在理科教学中培养学生的创造力,并进一步指出,教师的新技术和习惯,不是命令学生学习,而是教授学习的方法,培养学生自我汲取知识的能力。
《高中物理课程标准》明确地提出“探究”应成为高中生主要的学习方式。在这方面,各地已有不少教改经验和研究成果,但国内外的现有研究成果主要集中在以研究性学习课程为依托,开展学生的探究学习研究上,这与我国基础教育课程设置特点不相符,并不适用。因此,在以大班级、大教学量、分科教学为主的教学形式下,加强改革学科教学的教学方法,针对探究性学习的特点和学科特点,寻求符合教学实际的,具有可操作性的探究性学习的教学模式,是当前中学物理教育亟待解决的课题。以下我就谈谈自己对这方面的认识和所做的探索。
一、物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用。
各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料,强化了学生的感知,并纠正了在感知中形成的错觉,从而达到了丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。而科学探究又有促进学生发展的内在价值。学生在高中物理课科学的实验探究过程中获得的亲身感受和体验是其他任何传授的知识不可替代的。探究过程极其生动活泼,有利于培养学生的兴趣和动机;探究过程中有许多意想不到的现象和问题,需要观察、实验、动手、动脑等,有利于培养学生的多重智能,特别是创新意识和能力。经历探究过程,有利于学生理解科学和发展良好品德。因此在物理教学中我们应多创设联系实际的教学情景。
例1:在竖直墙上固定一个轻支架,横杆OM垂直于墙壁,斜杆ON于墙的夹角为θ,在支架的O点挂有一个重为G的物体,如图一(A)所示,怎样确定OM、ON的受力方向?
先请一位学生上讲台,把木棍放在他的右腰和右臂间,右手提一重物,如图一(B)所示,演示完毕,让这位学生谈自己的受力感觉。
接着用两杆件支架受力显示仪演示,如图一(C)所示,由M、N处橡皮膜的凸与凹,说明ON杆受拉力,OM杆受压力。把支架翻转180°,如图一(D)所示,再演示一次。然后两个学生一组,在原座位上,一人右手(或左手)叉腰,另一人向下拉他的肘部,然后交换,体会拉力对手臂产生的两个作用效果。
在这一探究过程中,当一个学生在演示时,其他学生的大脑也处于积极思考的状态,他们在想象、在分析。当这个学生谈感受时,其他学生都会把自己的分析结果与之进行对比,实现物理环境(或物理情景)通过观察刺激,当感知的物理现象与原有认知不一致时,引发认知冲突。接下来的教师演示则给学生提供了直观的视觉表现,使他们的认知结构发生重组。最后全体学生进行分组探究,给每位学生提供一次亲身体验,激活学生的思维,使他们获得新的认知。
探究式学习不是惟一的学习方式,也不是任何情况下最好的学习方式。我们不可能也不必要让学生事事探究,特别是直接获取证据的探究活动。我们应使探究与接受学习有机结合,在接受学习中渗透探究的思想。
二、通过把握过程探究而获得物理知识的探究式学习。
“探究式学习”的特点是“学生自主地抓住自然的事物、现象,通过探究自然的过程而获得知识”。这就是说,在教学中,教师要把握好“知识”与“过程”的关系,这二者究竟谁为重点的问题,是传统教育与“探究学习”的区别,所以在教学中我们要正视探究自然的过程,将其列为重点,要通过过程的探究而获得知识。为达到真正获得知识的目的,我们必须做好以下几点。
1.要善于通过实验来探究自然过程。在物理学中,许多自然事物的本质属性要通过实验才能揭示。对于实验的宏观现象、实验中数据的变化,我们要善分析,要透过现象看到本质,通过数据的变化抽象出概念或规则。所以探究实验的过程,往往就是获得知识的过程,更重要的是这个过程能训练学生的创新思维和创造能力,培养学生的科学态度和分析问题、解决问题的能力。
2.要善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程。物理学中的定理、公式,都是运用已学过的旧知识,在具体的条件下,通过数学的严密推导而得出结论。它涉及两个方面:其一为逻辑推理方式。例如,力学中的动能:E=mv。我们不仅要知道其表达式,更应了解其推导过程:外力F对物体做的功W=F•s,如果用E表示物体的动能,则△E=F•s,根据牛顿第二定律F=ma和运动学公式v=2as,可得:△E=F•s=ma•=mv。其二为思维的方法。例如,牛顿第一定律的学习时,我们不但要识记理解惯性、力与运动的关系,更要掌握伽利略理想实验的思维过程。
3.还原假说的形成过程,探究物质微观结构的自然过程。假说是一种重要的科学研究方法,在物理学中具有其它方法不可替代的作用。纵观物理学发展史,从安培分子电流假说到磁现象电本质的揭示,从以太假说到狭义相对论的发现,从光量子假说到量子力学的诞生,物理学中的理论的每一次突破几乎都与新科学假说的提出密不可分,而现代物理学的探究过程都是通过物理模型或假说完成的。
在中学物理教材中有許多内容与科学假说有关,每个科学假说的发展都是从科学研究的矛盾开始的,解决这些矛盾的过程是物理学家灵活运用科学方法,深入分析事物内部本质联系的过程,体现了物理学家极强的思维能力、极丰富的创造力。在假说教学中我们应充分解剖科学假说的提出过程,让学生体会物理学家的思维方法。而还原假说形成过程,即是再现探索微观物质结构的自然过程,更是掌握物理知识的过程。
参考文献:
[1]李小明.探究式学习走进高中物理课堂.
[2]刘玉学,闫树君.谈谈中学物理学的探究性学习.
《高中物理课程标准》明确地提出“探究”应成为高中生主要的学习方式。在这方面,各地已有不少教改经验和研究成果,但国内外的现有研究成果主要集中在以研究性学习课程为依托,开展学生的探究学习研究上,这与我国基础教育课程设置特点不相符,并不适用。因此,在以大班级、大教学量、分科教学为主的教学形式下,加强改革学科教学的教学方法,针对探究性学习的特点和学科特点,寻求符合教学实际的,具有可操作性的探究性学习的教学模式,是当前中学物理教育亟待解决的课题。以下我就谈谈自己对这方面的认识和所做的探索。
一、物理是一门以实验为基础的学科,实验在物理教学中具有十分重要的作用。
各种类型的物理实验,具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程,为学生的学习提供了丰富的感性材料,强化了学生的感知,并纠正了在感知中形成的错觉,从而达到了丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。而科学探究又有促进学生发展的内在价值。学生在高中物理课科学的实验探究过程中获得的亲身感受和体验是其他任何传授的知识不可替代的。探究过程极其生动活泼,有利于培养学生的兴趣和动机;探究过程中有许多意想不到的现象和问题,需要观察、实验、动手、动脑等,有利于培养学生的多重智能,特别是创新意识和能力。经历探究过程,有利于学生理解科学和发展良好品德。因此在物理教学中我们应多创设联系实际的教学情景。
例1:在竖直墙上固定一个轻支架,横杆OM垂直于墙壁,斜杆ON于墙的夹角为θ,在支架的O点挂有一个重为G的物体,如图一(A)所示,怎样确定OM、ON的受力方向?
先请一位学生上讲台,把木棍放在他的右腰和右臂间,右手提一重物,如图一(B)所示,演示完毕,让这位学生谈自己的受力感觉。
接着用两杆件支架受力显示仪演示,如图一(C)所示,由M、N处橡皮膜的凸与凹,说明ON杆受拉力,OM杆受压力。把支架翻转180°,如图一(D)所示,再演示一次。然后两个学生一组,在原座位上,一人右手(或左手)叉腰,另一人向下拉他的肘部,然后交换,体会拉力对手臂产生的两个作用效果。
在这一探究过程中,当一个学生在演示时,其他学生的大脑也处于积极思考的状态,他们在想象、在分析。当这个学生谈感受时,其他学生都会把自己的分析结果与之进行对比,实现物理环境(或物理情景)通过观察刺激,当感知的物理现象与原有认知不一致时,引发认知冲突。接下来的教师演示则给学生提供了直观的视觉表现,使他们的认知结构发生重组。最后全体学生进行分组探究,给每位学生提供一次亲身体验,激活学生的思维,使他们获得新的认知。
探究式学习不是惟一的学习方式,也不是任何情况下最好的学习方式。我们不可能也不必要让学生事事探究,特别是直接获取证据的探究活动。我们应使探究与接受学习有机结合,在接受学习中渗透探究的思想。
二、通过把握过程探究而获得物理知识的探究式学习。
“探究式学习”的特点是“学生自主地抓住自然的事物、现象,通过探究自然的过程而获得知识”。这就是说,在教学中,教师要把握好“知识”与“过程”的关系,这二者究竟谁为重点的问题,是传统教育与“探究学习”的区别,所以在教学中我们要正视探究自然的过程,将其列为重点,要通过过程的探究而获得知识。为达到真正获得知识的目的,我们必须做好以下几点。
1.要善于通过实验来探究自然过程。在物理学中,许多自然事物的本质属性要通过实验才能揭示。对于实验的宏观现象、实验中数据的变化,我们要善分析,要透过现象看到本质,通过数据的变化抽象出概念或规则。所以探究实验的过程,往往就是获得知识的过程,更重要的是这个过程能训练学生的创新思维和创造能力,培养学生的科学态度和分析问题、解决问题的能力。
2.要善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程。物理学中的定理、公式,都是运用已学过的旧知识,在具体的条件下,通过数学的严密推导而得出结论。它涉及两个方面:其一为逻辑推理方式。例如,力学中的动能:E=mv。我们不仅要知道其表达式,更应了解其推导过程:外力F对物体做的功W=F•s,如果用E表示物体的动能,则△E=F•s,根据牛顿第二定律F=ma和运动学公式v=2as,可得:△E=F•s=ma•=mv。其二为思维的方法。例如,牛顿第一定律的学习时,我们不但要识记理解惯性、力与运动的关系,更要掌握伽利略理想实验的思维过程。
3.还原假说的形成过程,探究物质微观结构的自然过程。假说是一种重要的科学研究方法,在物理学中具有其它方法不可替代的作用。纵观物理学发展史,从安培分子电流假说到磁现象电本质的揭示,从以太假说到狭义相对论的发现,从光量子假说到量子力学的诞生,物理学中的理论的每一次突破几乎都与新科学假说的提出密不可分,而现代物理学的探究过程都是通过物理模型或假说完成的。
在中学物理教材中有許多内容与科学假说有关,每个科学假说的发展都是从科学研究的矛盾开始的,解决这些矛盾的过程是物理学家灵活运用科学方法,深入分析事物内部本质联系的过程,体现了物理学家极强的思维能力、极丰富的创造力。在假说教学中我们应充分解剖科学假说的提出过程,让学生体会物理学家的思维方法。而还原假说形成过程,即是再现探索微观物质结构的自然过程,更是掌握物理知识的过程。
参考文献:
[1]李小明.探究式学习走进高中物理课堂.
[2]刘玉学,闫树君.谈谈中学物理学的探究性学习.