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新物理课程标准把培养学生的科学探究能力作为一项重要的内容明确提出来,强调“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识”。在物理教学中合理地使用探究性实验教学方法,让学生亲身经历科学探究的过程,符合现代教育的理念。笔者结合在平时教学工作中的一些实践,就如何更好地在新课程背景下进行探究性实验教学谈几点体会。
注重激发学生的兴趣
教学中首先要结合学生熟悉的与课题有关的自然、生活中的一些奇、新的现象,通过小故事、小游戏、小实验、播放一段录音录像等方法,创设良好的物理情景,极大地调动学生的学习兴趣,从而产生强烈的好奇心,激发出极大的学习动力。例如在“摩擦力”的教学中,笔者通过小游戏创设物理情景。先把一个2.5 L装满水的可乐瓶放在桌子上,找一个力气最大的学生帮忙拿起(不许拿可乐瓶的上部和下部,只能拿瓶子中间没棱的部位),结果这位学生把可乐瓶拿起来了。笔者又在一个盆中放了一个同样装满水的可乐瓶,这次让学生手上沾上水再拿,结果怎么拿也拿不起来,可乐瓶一直打滑,这是为什么呢?(揭秘:事先在水中和瓶上放了些许洗涤灵。)学生产生强烈的兴趣,积极思考,很自然想到摩擦力,从而引入新课。又如在“压强”一课的引入中,笔者同样创设相关情景。通过一段视频展播,先让学生观察他们熟悉的生活现象:两个学生上学背书包,一个书包带宽,一个书包带窄。提出问题:书包带是宽一些舒服还是窄一些舒服呢?为什么?接着再播一段电视剧《林海雪原》片断,再提出问题:在茫茫的雪原上,步行的人为陷入深深的雪中而苦恼,而滑雪者几乎不会陷下去,这是为什么?这样多角度提出与教学内容有关的问题,使学生处于一种“心求通而未达,欲言而未能”的状态,学生不能单纯利
用已有的知识和习惯方法去解决,形成认知冲突,从而产生学习动机去探究,寻求问题的答案,充分激发学生的探究兴趣与热情,积极主动地参与活动。
注重探究性实验的多样化
探究性实验教学中突出探究的过程,让学生多样化地进行探究实验,在探究实践中获取知识、理解知识,培养学生的动脑、动手、观察、交流等多种能力。在新教材教学中基于这种思想,笔者尝试在探究活动中,让学生多样化地进行探究实验,收集数据,培养学生的多种能力。例如在“探究压力的作用与哪些因素有关”的实验教学中,笔者提出“压力的作用与哪些因素有关”的问题后,学生结合生活经验已经猜想可能与压力的大小有关,可能与受力面积的大小有关,接下来就是制定计划、设计实验,进行实验的环节。笔者事先准备一些器材,包括一盘沙子、一块海绵、一块橡皮泥、一个实验小圆桌、2个相同的矿泉水瓶、一个大砝码、一些水。此时学生看到实验桌上的器材,小组先议论起来,有的在指沙子、瓶子;有的指海绵、圆桌……接着纷纷动手开始实验。学生在实验过程中能较好地放开手脚。笔者发现学生的能力比想象的要好得多。有的组用沙子、圆桌、砝码去探究:先把圆桌4个腿朝下放在沙子上,观察桌子腿的下陷程度;再把圆桌腿朝上放在沙子上,观察桌子的下陷程度,探究压力的作用效果与受力面积大小的关系。有的组用海绵、圆桌、砝码去探究:先把圆桌4个腿朝下放在海绵上,观察桌子腿的下陷程度;再把大砝码放在桌面上,4个腿朝下放在海绵上,观察桌子腿的下陷程度,探究压力的作用效果与压力大小的关系。有的组用沙子、矿泉水瓶子、水去探究:一个瓶子装滿水,一个瓶子装半瓶水,同时将瓶底放在沙子面上,观察瓶子的下陷程度,探究压力的作用效果与压力大小的关系。有的组用同一个装滿水的瓶子分别用瓶子底和瓶子口放在沙子面上,观察下陷程度,探究压力的作用效果与受力面积大小的关系。还有的组用橡皮泥、矿泉水瓶、水去探究……进行实验的过程结束后,笔者让每组学生汇报他们收集到的数据,在各组之间进行交流,让他们自己从收集到的数据中寻找规律,压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小关系的规律很快就被整理出来。笔者感到放开手脚让学生做,可以让学生体验到探求知识的乐趣和获得成功的成就感,锻炼他们的动脑、动手、合作、交流等多种能力,也突出地表现他们的能力。
在教学中还可以有针对性的将一些需要长时间探究才能有结果的实验从课堂延伸到课外。例如探究“浮力的大小与什么因素有关”时,笔者布置学生课外开展各种小实验,如用废橡皮泥制作小船、用小药瓶制作潜水艇等。学生在实际探究时不但可以学到相关的物理知识,而且还能体会物理知识在日常生活中的广泛应用。在小制作过程
中学生很容易对知识有新的认识和发现以及新的感悟,也很容易有一些新的问题提出来,有时还会闪现出成人无法想到的新奇的想法。
注重培养学生的探究能力
科学探究包括“提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,合作与交流”7个要素。在探究实验教学中,教师要引导和指导学生从直观现象转化为要探究的科学问题;对问题提出初步的猜想与假设;通过讨论,修改选择设计出最佳实验方法;指导学生进行实验,认真观察实验现象,及时准确地收集实验数据;学生在探究实验的过程中会发现各种现象及数据,再对数据进行分析、比较、概括后得出结论,并验证自己的猜想和假设;指导学生反思自己的探究过程、思路、方法、步骤、结果处理等,检查是否有错误和疏漏,对探究活动的可靠性进行评估,从而培养学生的探究能力。例如在“摩擦力”一课的教学中,笔者通过小游戏引入新课后,引导学生提出问题“摩擦力大小与哪些因素有关”,让学生进行合理猜想:“可能与压力的大小、与接触面的大小、接触面的粗糙程度有关。”结合猜想,让学生通过讨论,分组设计所需实验器材,制定出实验方案,选择合理方法进行探究。同时引导学生明确本实验采用控制变量的方法。在进行实验过程中注意提醒学生弹簧测力计的正确使用方法,引导学生在实验过程中使木块在水平面上做匀速直线运动等。同时,小组成员之间要相互合作。实验操作部分结束后,小组与小组之间积极开展互相交流,勇于发表自己的观点和看法,对实验现象和实验数据进行比较和分析,最后得出实验结论:摩擦力的大小和压力的大小、接触面的粗糙程度有关,和接触面的大小没有关系;在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。分析论证后,让学生总结经验和教训,对探究活动的可靠性进行评估,从中体会学到什么新的科学的探究方法,体会当遇到困难的时候应该怎么办,对今后的探究活动有什么启发。教师只有长期地有意识地指导学生探讨和使用这些方法,才可能使学生形成和掌握探究的能力,进一步提高探究能力。
总之,新课程改革对物理教学提出新的要求,物理教学必须体现实验科学的教学规律,注重对学生实验实践能力、探究能力和创新精神的培养,让学生在探究过程中感受到探究的乐趣、动力,成为真正的知识探究者。这样才能达到探究教学的目的。
(作者单位:河北省昌黎县第三中学)
注重激发学生的兴趣
教学中首先要结合学生熟悉的与课题有关的自然、生活中的一些奇、新的现象,通过小故事、小游戏、小实验、播放一段录音录像等方法,创设良好的物理情景,极大地调动学生的学习兴趣,从而产生强烈的好奇心,激发出极大的学习动力。例如在“摩擦力”的教学中,笔者通过小游戏创设物理情景。先把一个2.5 L装满水的可乐瓶放在桌子上,找一个力气最大的学生帮忙拿起(不许拿可乐瓶的上部和下部,只能拿瓶子中间没棱的部位),结果这位学生把可乐瓶拿起来了。笔者又在一个盆中放了一个同样装满水的可乐瓶,这次让学生手上沾上水再拿,结果怎么拿也拿不起来,可乐瓶一直打滑,这是为什么呢?(揭秘:事先在水中和瓶上放了些许洗涤灵。)学生产生强烈的兴趣,积极思考,很自然想到摩擦力,从而引入新课。又如在“压强”一课的引入中,笔者同样创设相关情景。通过一段视频展播,先让学生观察他们熟悉的生活现象:两个学生上学背书包,一个书包带宽,一个书包带窄。提出问题:书包带是宽一些舒服还是窄一些舒服呢?为什么?接着再播一段电视剧《林海雪原》片断,再提出问题:在茫茫的雪原上,步行的人为陷入深深的雪中而苦恼,而滑雪者几乎不会陷下去,这是为什么?这样多角度提出与教学内容有关的问题,使学生处于一种“心求通而未达,欲言而未能”的状态,学生不能单纯利
用已有的知识和习惯方法去解决,形成认知冲突,从而产生学习动机去探究,寻求问题的答案,充分激发学生的探究兴趣与热情,积极主动地参与活动。
注重探究性实验的多样化
探究性实验教学中突出探究的过程,让学生多样化地进行探究实验,在探究实践中获取知识、理解知识,培养学生的动脑、动手、观察、交流等多种能力。在新教材教学中基于这种思想,笔者尝试在探究活动中,让学生多样化地进行探究实验,收集数据,培养学生的多种能力。例如在“探究压力的作用与哪些因素有关”的实验教学中,笔者提出“压力的作用与哪些因素有关”的问题后,学生结合生活经验已经猜想可能与压力的大小有关,可能与受力面积的大小有关,接下来就是制定计划、设计实验,进行实验的环节。笔者事先准备一些器材,包括一盘沙子、一块海绵、一块橡皮泥、一个实验小圆桌、2个相同的矿泉水瓶、一个大砝码、一些水。此时学生看到实验桌上的器材,小组先议论起来,有的在指沙子、瓶子;有的指海绵、圆桌……接着纷纷动手开始实验。学生在实验过程中能较好地放开手脚。笔者发现学生的能力比想象的要好得多。有的组用沙子、圆桌、砝码去探究:先把圆桌4个腿朝下放在沙子上,观察桌子腿的下陷程度;再把圆桌腿朝上放在沙子上,观察桌子的下陷程度,探究压力的作用效果与受力面积大小的关系。有的组用海绵、圆桌、砝码去探究:先把圆桌4个腿朝下放在海绵上,观察桌子腿的下陷程度;再把大砝码放在桌面上,4个腿朝下放在海绵上,观察桌子腿的下陷程度,探究压力的作用效果与压力大小的关系。有的组用沙子、矿泉水瓶子、水去探究:一个瓶子装滿水,一个瓶子装半瓶水,同时将瓶底放在沙子面上,观察瓶子的下陷程度,探究压力的作用效果与压力大小的关系。有的组用同一个装滿水的瓶子分别用瓶子底和瓶子口放在沙子面上,观察下陷程度,探究压力的作用效果与受力面积大小的关系。还有的组用橡皮泥、矿泉水瓶、水去探究……进行实验的过程结束后,笔者让每组学生汇报他们收集到的数据,在各组之间进行交流,让他们自己从收集到的数据中寻找规律,压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小关系的规律很快就被整理出来。笔者感到放开手脚让学生做,可以让学生体验到探求知识的乐趣和获得成功的成就感,锻炼他们的动脑、动手、合作、交流等多种能力,也突出地表现他们的能力。
在教学中还可以有针对性的将一些需要长时间探究才能有结果的实验从课堂延伸到课外。例如探究“浮力的大小与什么因素有关”时,笔者布置学生课外开展各种小实验,如用废橡皮泥制作小船、用小药瓶制作潜水艇等。学生在实际探究时不但可以学到相关的物理知识,而且还能体会物理知识在日常生活中的广泛应用。在小制作过程
中学生很容易对知识有新的认识和发现以及新的感悟,也很容易有一些新的问题提出来,有时还会闪现出成人无法想到的新奇的想法。
注重培养学生的探究能力
科学探究包括“提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,合作与交流”7个要素。在探究实验教学中,教师要引导和指导学生从直观现象转化为要探究的科学问题;对问题提出初步的猜想与假设;通过讨论,修改选择设计出最佳实验方法;指导学生进行实验,认真观察实验现象,及时准确地收集实验数据;学生在探究实验的过程中会发现各种现象及数据,再对数据进行分析、比较、概括后得出结论,并验证自己的猜想和假设;指导学生反思自己的探究过程、思路、方法、步骤、结果处理等,检查是否有错误和疏漏,对探究活动的可靠性进行评估,从而培养学生的探究能力。例如在“摩擦力”一课的教学中,笔者通过小游戏引入新课后,引导学生提出问题“摩擦力大小与哪些因素有关”,让学生进行合理猜想:“可能与压力的大小、与接触面的大小、接触面的粗糙程度有关。”结合猜想,让学生通过讨论,分组设计所需实验器材,制定出实验方案,选择合理方法进行探究。同时引导学生明确本实验采用控制变量的方法。在进行实验过程中注意提醒学生弹簧测力计的正确使用方法,引导学生在实验过程中使木块在水平面上做匀速直线运动等。同时,小组成员之间要相互合作。实验操作部分结束后,小组与小组之间积极开展互相交流,勇于发表自己的观点和看法,对实验现象和实验数据进行比较和分析,最后得出实验结论:摩擦力的大小和压力的大小、接触面的粗糙程度有关,和接触面的大小没有关系;在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。分析论证后,让学生总结经验和教训,对探究活动的可靠性进行评估,从中体会学到什么新的科学的探究方法,体会当遇到困难的时候应该怎么办,对今后的探究活动有什么启发。教师只有长期地有意识地指导学生探讨和使用这些方法,才可能使学生形成和掌握探究的能力,进一步提高探究能力。
总之,新课程改革对物理教学提出新的要求,物理教学必须体现实验科学的教学规律,注重对学生实验实践能力、探究能力和创新精神的培养,让学生在探究过程中感受到探究的乐趣、动力,成为真正的知识探究者。这样才能达到探究教学的目的。
(作者单位:河北省昌黎县第三中学)