研究性学习就是用与教学内容相关的实际问题作为载体,让学生在教师的指导下有目的地相对独立地进行探索研究,从而促进学生思维水平的发展,提高学生运用知识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,得到科学思想的熏陶,为培养创新精神、创造思维打好基础。
实验教学在学习中就显得尤为重要。实验教学可以让学生在观察物理现象过程中发现问题,培养学生发现问题、提出问题的能力;学习拟订简单的科学研究计划和实验方案,能利用多种渠道收集信息,学习信息处理方法,有对信息的有效性作出判断的意识,培养初步的收集、处理能力;学习从现象和实验中归纳简单的科学规律,培养初步的分析概括能力;在解决问题过程中培养克服困难的信心和决心,体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦;养成实事求是、尊重自然规律、不迷信权威的科学态度;有将自己的见解公开并与他人交流的愿望,敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点。学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
(1)讲究演示实验的策略,设计好演示实验
首先,要科学合理地设计演示实验的目标,充分发挥演示实验的作用。一般来说演示实验有以下几个方面的功能:有的是为创设物理情境提高学生的学习兴趣;有的是提供学习物理概念和规律所必备的感性材料,为培养学生观察能力提供材料,或对学生的操作起示范作用;也有的是为了帮助学生深化和巩固物理概念和规律;还有的是为了对学生进行科学思想方法和实验研究方法指导。演示实验目标的设计要视具体实验在教学过程中的作用来进行,一般目标设计包括知识与技能目标(物理基础知识、实验基础知识、实验现象、实验操作技能等)、过程与方法目标(观察能力、思维能力、实验研究方法等)、情感态度与价值观目标(学习兴趣、动机、实验态度、习惯等)。
其次,演示实验的目标确定后,就要对实验过程进行总体设计。要根据实验目标、内容、学校实验设备情况、学生的基础、思维特征来设计实验方案,对整个实验教学过程进行总体构思,决定主要的教学环节和大致的程序。由于演示实验主要是为了学生建立正确的概念提供必备的感性材料,因此首要的是保证实验的成功;演示实验是在课堂上让学生观察的,所以现象必须明显直观,可见度大;为了便于学生理解,提高效率,所用仪器结构要简单,操作方便,推理要简单。值得重视的是总体设计应将严密的科学思维方法贯穿于整个实验过程,不仅能使学生感到实验结论的可信,更能潜移默化地起到培养学生科学思维能力的作用,培养严谨的科学态度。演示实验产生的物理过程和现象由学生感知得到一定的感性认识,经初步思维得到观察结论,进一步思维后才能得到实验结论,但还不是一般结论,从实验得到的实验结论推广后要经过验证、评估才能得到一般结论。因此实验总体设计要注意各步骤的阶段性和相关性,构成完整的思维体系。
然后,根据总体设计,逐一分析实验的主要环节、分析学生观察思考时可能产生的问题和困难,确定实验、观察、思考等方面的相应对策:实验时应重点显示(或测量)什么?如何增大可见度?指导学生观察时应让学生明确观察什么?如何观察?启发引导学生积极思考得到实验结论时应注意如何设置富有启发性的问题引导形式思维,在观察结论和实验结论间架起思维的桥梁。
教师要从实验理论分析入手,对实验所涉及到的仪器、器材的型号、参数进行分析,找出演示实验的关键,提高实验的可信度和可见度,增强演示效果。许多实验涉及到的变量不只是一个,教师可想法使一些变量固定(或忽略一些次要因素),着重分析此时另一些参变量的变化规律,并以次来说明概念、规律的正确性,达到简化问题突出重点的目的。学习中,学生往往按一定的思维流程不断产生疑问,在不断寻求答案中完成学习。教师应遵循学生学习物理的这一心理特点,设计出一系列能使物理概念规律不断深入的实验程序和步骤,以适应学生的思维流程。
总之,演示实验设计要从学生实际出发,与学生掌握的知识相适应,与要说明问题的侧重点相适应,与课型和教学要求相适应,符合人的认识规律,可见度大,可信性强。
(2)改进探究实验的指导
科学探究的形式是多样的,其基本要素有:提出问题、猜想与假设、制定方案与设计实验、进行实验和收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。学生的探究学习可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素。
1.创设情景 提出问题 科学猜想
教师根据教学内容创设情境提出问题(课题),情境创设可从生产、生活科技等现象、演示实验,故事报道等入手,或激起疑问,或产生认知冲突,激发学生学习的主动性。因为探究的动力来自于对问题的好奇、敏感和丰富的联想与假设,来自于不同观点的撞击和争辩。好的情境创设能使学生自己发现或提出问题。可以培养学生发现问题、提出问题的能力,这里的猜想是根据学生已有的知识或生活经验进行的,而不是凭空瞎猜。但教师在这里不必追求严密的逻辑性,要鼓励学生的直觉思维,鼓励学生善于发现问题,勇于提出问题。
2.引导讨论 设计方案
教师要激活学生已有的知识,启发和引导学生设计研究解决问题的方案,这时要渗透科学研究的策略、方法。先从宏观上提出总体思路,设计总体方案,再对每个局部进行微观设计,这样可使学生的知识活化重组,有机组合形成相互联系的知织结构,只有结构化的知识才能向能力转化。设计方案的过程是培养学生科学思维、提高解决问题的能力的有利时机,教师要充分发挥指导作用,让学生把思维过程暴露出来,适时地加以引导和点拨,也可以站在学生的思维层次上提出问题给学生思维指向,同时要给学生留有思维的空间和时间,千万不能包办代替。要注意的是方案设计不仅仅为解决问题,我们要在设计过程中整合学生的知识、发展学生的能力,培养创新精神!有时方案可能并不完善,可留待学生在具体操作过程中自己去发现、修正、完善。开始阶段或难度较大的问题可提供一些方案供学生选择以降低台阶。
3.学生操作 实施方案
方案出来后让学生相对独立地进行实验操作、采集数据、查找资料等活动来实施方案。有时在实施过程中会发现,设计的方案不合理或不完善,可引导学生进行讨论和修改。这里要注意对学生科学态度的熏陶,培养严谨、求实的作风,培养一丝不苟、客观公正、尊重事实、坚持真理,勇于修正错误的科学修养。
4.评估交流 得出结论
教师要进行有效的启发,引导学生思考、组织讨论,渗透科学思想方法,诱发并鼓励学生创造性的思维火花,在实验现象和结论间架起思维的桥梁。要鼓励学生勇于发表自己的意见,善于吸收别人的思想,独立思考和互相协作同样重要。
5.反思 应用 迁移
反思探究过程,梳理思维线索,可使学生的认识深刻化、理性化,也能帮助一些基础差的同学。更重要的是反思、总结研究问题的思想和方法,总结探究过程中的困惑与喜悦,这也是学生再探究的动力来源。在应用中巩固探索过程中获得的新知,一方面要巩固新知、基本操作技能,更重要的是帮助学生将研究问题的基本方法,迁移到其它问题的解决过程中去。
探究式教学特别要注意的是情景、留白、和反思,探究强调体验,没有情景就没有体验,情景也是猜想的依据;留白就是要给学生留有思维的时间和空间,要有思考的余地;要重视反思,没有反思就没有进步
(3)重视课外实践的落实
积极鼓励学生完成课外小实验、小制作等课外实践活动。全班每个学生都完成有困难时,也可分学习小组,由各小组分工承担任务。除了布置任务,教师还要关心学生实验、制作的进程,在方法上给予帮助,在器材的选用上给予指点。
组织学生交流,共享学习成果。由各小组展示自己的课外实验、课外小制作,给他们锻炼的机会,其他组的同学也可以了解别人的实验、制作过程,从中吸收有益的东西,实现成果共享。对学生的小实验、小制作要给予激励性的评价。对学生在小实验、小制作中出现的巧妙构思要从科学思想方法的高度进一步提炼,更要鼓励学生表现出来的一丝不苟、不怕困难不怕挫折的科学态度、科学精神。
说说物理研究性实验教学
时间:2016/5/5