体验科学探究

来源 :中学物理·初中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cnanjr
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  完整的教完一轮苏科版初中物理新教材,收获不小。翻开物理新教材,你会发现比起老教材,课本一下子丰富起来,鲜活的图片,实验一一呈现在眼前,而原有的条理化的概念、规律、很多知识点却隐藏了起来。实验现象要自己做,实验结论要自己总结。于是学生们拿到课本跃跃欲试,老师们拿到课本头疼不已,这课程是越来越难教了。其实新教材要体现的无非是两个字——探究。
  为什么要强调“探究”?因为科学探究体现了物理学的本质特征,能激发学生学习物理的内在动机,充分发挥学习的潜能。在20世纪50年代开始的第一次国际科学课程改革浪潮中,科学探究作为物理学的过程就已经进入了中学课程和教学之中。著名PSSC教材这样写道:“物理学呈现出来的不只是干巴巴的事实,从根本上说,是人类探究物质世界本质的一个连续不断的过程”。学生需要在物理学习中经历科学探究的过程,在探究过程中,学生要明确研究的问题,自己收集和分析信息,做出假设或预测;要在老师的指导下,在共同讨论证据、比较结论以及把自己的结论和科学知识进行比较和建立联系的过程中,获得新的观点和新的思维方式,主动地构建、修正或放弃自己原有的认识和解释,从而扩展对科学的理解和认识。这个过程可以提高学生的质疑、推理和批判性思考的能力,增强他们对自己学习的控制和责任感,从而更加有效地学习物理。
  当代科学教育理论认为,科学探究没有固定的模式,但有一些可辨别的要素,如提出科学问题、建立假设、搜集证据、提出理论或模型、评估与交流等,这些都是科学思想和工作方式的体现。在物理课程标准中,根据这些要素提出了对学生理解科学探究和发展科学探究能力的要求。探究教学不能仅仅停留在操作技能层面,它可以以多种方式渗透在教学过程中。
  1 铺设平台,让学生在积极思考中找寻概念
  科学不是已经完成和固化了的知识体系,而是人类对自然界的永无止境的探究过程。科学的知识体系在探究过程中不断发展和变化,许多科学的结论是待证伪的,是在发现新的证据之后需要修正的。人类对自然界的认识尚且如此,对学生而言,其个体的认识也需要在探究过程中不断发展和改变。因此,学习物理的过程是一个不断转变对自然界的原有认识和观念的过程,是一个自觉的实现观念自我更新的过程。在概念教学中可让学生自己去经历这一更新过程。
  例如,《光的色彩 颜色》一课,对于“光源”概念的处理,旧有模式是教师给出“能自行发光的物體叫做光源”,然后向学生强调“自行发光和正在发光”两个特征,再用实例去重复和验证。这样的处理让学生始终处于被动接受的地位,剥夺了他们主动思考的权利,长此以往的教学,必然引起学生自主功能的退化。
  不如呈现出大量的素材,如书本上的图片(太阳光、闪电、发光的霓虹灯、绽放的烟花等),或身边的实物(日光灯、手电筒、放映着的投影屏幕等),让学生自己去找光源,“你觉得那些是光源?什么是光源?”大部分学生会得出能发光的物体叫光源。但是当有学生看到发光与不在发光的灯泡时,会提出质疑“正在发光的才叫光源”。引导学生观察投影屏幕进一步思考,他们自己能得出“自身能发光才是光源”。通过大家的交流讨论最终会得出构成光源的两个条件。在这一过程中学生始终在积极思考,完成了一个自觉的实现观念自我更新的过程。这就是一种探究精神。
  2 建构情境,激发学生的探究兴趣
  在物理教学改革中,有许多人担心强调科学探究会影响学生掌握物理知识。用科学探究的思想指导物理教学不是忽视物理知识的学习,而是注重了学生对物理知识的自主建构过程,科学探究与知识的建构是在同一过程中发生的。在教学中只要适时的建构物理情境,就激发学生的学习兴趣,在教师的指导下,自主完成探究过程,得出正确结论。如《质量》一节,对于质量是物体的物理属性这一概念可以这样呈现:
  建构物理情景:
  小明的妈妈把旧戒指送去金店改成耳环,可拿到改好的耳环后,感觉好象少了点。
  小明的疑惑:会不会是因为外形改变了,或者是金饰熔成金水时,状态改变,所以物体的质量变了?
  ①提出问题:物体的质量与物体的外形和状态有没有关系?
  ②猜想:说说你的想法。
  ③设计研究方案,证实你的猜想:
  学生讨论,选择简便易行的器材,设计具体方案。
  学生自由发表意见,也可就他人的想法提出意见或新问题。
  启发学生分析:怎样改变冰的状态?加热好不好?为什么?怎样改进?
  自然熔化,是不是要等冰全部化完?
  ④进行实验、收集证据:
  做一做:分小组进行实验,用橡皮泥研究质量和形状有没有关系,用冰研究质量和状态有没有关系。 (学生分组操作,教师指导、答疑)
  ⑤交流与分析:橡皮泥的形状改变后,质量有没有变化?
  冰块熔化过程中,质量有没有改变?你采用的是什么方案?
  若是自然熔化,发现总质量变大了,这是什么原因?
  (让学生意识到实验不一定都成功,想取得实验的满意效果,必须进行实验方案的修正和改进,反复研究才能解决疑难问题。)
  ⑥得出结论:说明物体的质量与形状和状态
  ________________________________________
  关
  怎样知道小明妈妈的耳环质量到底变了没?
  ⑦提出新问题:若把橡皮泥从甲桌挪到乙桌,质量会变吗?
  从一楼到三楼呢?从地面到高空?
  费俊龙和聂海胜乘坐神州六号飞船从地球到太空,他们随身携带的物品质量变了吗?
  科学家研究发现,地球上的物体被航天员带到太空后,质量不变。
  ⑧归纳与总结:当物体的
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  、
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  、
  ________________________________________   发生改变时,它的质量
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  (不/随之)改变,所以质量是物体的物理属性。
  通过经历这样一个探究过程,学生对于“质量是物体的物理属性,与温度、状态、形状、位置无关”理解的深入透彻,在这一过程中锻炼了学生的动手能力,培养了探究能力,在不断总结和反思中学生的思维能力也得到不断的提高。与单纯的知识比较,这些能力的培养更具有深层意义和长远利益。
  3 留给学生想象的空间,鼓励质疑和提问,在评估交流中重视学生创造力的培养
  苏格拉底曾经说过:“教育不是灌输,而是点燃火焰”。建构主义认为:学习是学习者主动的建构活动,而并非对于知识的被动接受。因此,学生在学习活动中应处于主体地位。但以往强调以教师为主导作用的教育,造成学生长期生长于求同思维而短于求异思维,使学生只会做“学答”而不会做“学问”。一个学习不主动,没有求知欲,懒于思考,不会提问的人也就无创新可言。
  在新教材、新理念下的物理课堂上,教师可以适时、适度的引导学生提问,鼓励学生质疑,让学生积极主动去探索知识的奥秘,成为自觉的学习者。
  如新教材引言《体验科学探究》一节,课本给出了生物电的故事,教师可就此发挥让学生自己设计电池。教师可先由课本适当提示:“我们知道不同金属与某种潮湿物体或者导电液体接触,就会有电产生,那你只要把两个不同金属放在某种符合要求的物质中就能做一个电池了,你可以大胆发挥你的想象,做一个有创意的电池啊。”为学生开辟思维空间后,你就能看到被点燃的火花:有人设计西瓜电池、水果电池、牛皮电池、水电池、甚至利用大海做电池,一个个有创意的想法会逐渐迸发,对此,教师应给于充分的肯定,鼓励学生以后进一步研究。如果教师随即提供器材,让学生实验,会立即受到轰动的效果,学生的热情一旦被调动,就是最好的学习动力。
  再如,学完透镜后,有学生提出能否把矫正视力的眼睛装到晶状体后面,真正“隐形”起来等等,学生的创意是不该抹杀的,想法是值得鼓励的。实践的可行性可以留给学生自己去探究,激励学生去寻求更多的知识去验证或者證伪。在这一过程中学生的思维能力得到了无形的锻炼,这也是最具长远价值的。
  用科学探究的思想指导物理教学存在着多种教学方式,学生动手实验是其中一种重要的方式,但不是唯一的方式。任何物理教学内容都是科学探究过程与结果的统一,都是一个发现和提出问题直至问题解决的过程,只是在以前的教学中忽视了作为过程的科学探究方面,常常将科学的结论直接告诉学生,让学生理解和运用,使科学的过程与结果分离开来。所以,用科学探究的思想和观念指导物理教学,教师首先要创造一种探究学习的课堂氛围,使学生逐步体验和认识到,学习物理就是在教师的引导和帮助下不断探索周围的物质世界,不断发展自己的认识和探究能力,形成科学的思维方式和行为习惯的过程。教师要从科学发展的角度认真研究教学内容,分析科学家提出和解决问题的研究方法;在充分了解学生的原有认识和思维方式的基础上,从学生发展的角度把握每一个重要物理问题的提出、研究和解决过程,针对学生的实际将大问题分解成小问题,最后转化为学生感兴趣而又能够解决的问题。给学生提供研究所需的仪器、数据或资料,引导学生用科学的研究方法和思维方式来探究问题的答案,尝试自己解决或通过合作学习解决这些问题。在学生遇到困难时,可以采用多种方式(如多媒体教学等)展示或重现物理学家的探究过程和思想方法,给学生以启迪。在这个过程中,引导学生主动寻求和建立知识之间的联系,自主建构对物理世界的认识。只有这样,物理课程标准提出的三维目标才能在学生身上真正实现。
  “在学中做,在做中学”——“学”的不仅是知识,更重要的是方法;“做”不光锻炼动手能力,更要锻炼学生的科学探究能力,思维能力,培养创造力。
其他文献
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