在物理教学中如何引导学生有效地科学探究

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  摘 要:新课改要培养学生的创新精神和创新能力。与之配套的中考试题开始有步骤、有序地、目标明确地从科学探究的角度针对学生的理解掌握情况进行考察和考查,并注重学生科学品质、科学精神、科学自然观的形成。这就要求教师在传授物理知识的同时,应更加注重学生科学探究能力的培养。
  关键词:问题;猜想;实验探究;交流评价
  
  新课程改革给学校、课堂、教师和学生带来了实实在在的变化,课改所倡导的由学生“自主、探究、合作”的学习方式逐渐被教师理解和应用,改变了现有的课堂和教学方式。同时中考试题也开始有步骤、有序地、目标明确地从科学探究的角度针对学生的理解掌握情况进行考查,从只看重实验结论,只看重公式的运用和运算的结果转向注重物理学习中科学过程与科学方法的研究,注重科学品质、科学精神、科学自然观的认识与体验。
  
  一、引发认知冲突,创设问题情境,激发探究欲望
  
  经历长期传统教学的影响,学生问题意识缺乏,已形成对教师提出问题的依赖和思维惰性。因此,教师要花大精力巧设问题情景,以知识为载体,激活学生思维,引导学生学习如何提出有价值的问题。比如在讲浮力应用时,根据学生学过的知识,铁的密度大于水的密度,铁沉入水底,但为什么铁制的轮船却不下沉?教师适时提供废牙膏皮让学生实验探究这其中的奥秘。又如在探究串联电路中电流规律时,我利用了两个不同规格的小灯泡串联,学生一眼就比较出两灯的亮度不同,从而形成错误的直觉,认为哪盏灯亮就是那盏灯中的电流大。此结论是否正确,他们自然就想到了用电流表去探究串联的电流规律。要能让学生提出值得探究的物理问题,教师就得想方设法的找到学生的兴奋点、盲点、迷惑点,利用实验现象、生活场景等为其提问创设问题情景,及时引发认知冲突,他们自然的就能提出丰富多彩的物理问题。
  
  二、有效加以引导,切入物理应用,感悟如何猜想
  
  牛顿曾经说过:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现。”猜想与假设是科学探究过程的重要环节,在培养学生创造思维与能力方面具有其重要的作用,也是科学探究过程中的重点之一。学生的猜想并不是凭空想象的,它是引导学生对研究的对象或问题进行观察、实验、分析、比较、联想、类比和归纳等基础之上,依据已有的材料和知识,得出符合一定的经验与事实的推测性想象。那么如何引导学生学会猜想呢?我认为,首先要猜之有据。我们都知道,猜想绝不是凭空瞎想,所以在猜想之前学生必须具备一定的生活经验和相应的基础知识。其次要猜之有导。我们发现,在学生的猜想过程中,教师的引导作用是至关重要的,有了老师的引导学生研究目的性就更加明确了,就能更好地体验科学探究的过程。例如,我让学生猜想物体吸热多少受哪些因素影响?有不少学生就提出与加热时间长短有关,这种想法偏离了要探究问题的方向,此时,就需要教师的有效引导。当然,教师引导也不能牵着学生的鼻子走,要把握一定的度,因为探究式教学的目的就是要培养学生终身学习的愿望,培养学生的自主能力。过于机械的引导会束缚了学生的个性发展,使学生的“主动参与,自主探究”成为一句空话。再次,要猜之有评。学生在猜想活动中所产生的种种猜想结果,实际上是学生知识水平与能力发展状况的体现,教师引导学生对猜想结果的自我评价,不仅仅有利于学生及时弥补知识和能力上的缺陷,而且一个好的评价还能激活学生个体的主体精神,体现个体的处境与需要,促进学习个体能力的发展,让学生达到会猜、能猜的目的,从而使猜想活动有效地进行下去。猜想不仅仅属于科学探究的环节,在物理教学中我们可以让学生猜想概念的本质特征,猜想物理公式的推导,猜想解题方法的种类,猜想他人的思维方式等等。我们要对教材中的猜想因素深入挖掘,恰当处理,引导学生进行正向、反向猜想,使学生的创新意识、主体意识在猜想中得到发展,进而达到我们最终的目的。
  
  三、完善探究计划,规范实验研究,渐进探究能力
  
  学生作出正确的猜想后,他们就有了急于动手探究的欲望,教师此时如果放任自由,往往局面很乱,表面看似轰轰烈烈,最终效果不理想。因此,教师需要深入到各活动小组观察,及时点拨在设计过程中、探究过程中被学生忽略的重要问题——实验计划的制定、实验表格的设计、实验可能的故障等。这实质是在“教”学生如何规范探究,培养其探究能力,但决不是教师包办,教师在学生合作学习中应是组织者、引导者、参与者。我在这项学生能力的培养上采取了“扶、引、放”程序,使之实现科学化、系统化。
  1.以“扶”帮学生“上路”
  所谓“扶”是指提出问题后,按“假设→制定计划与设计实验→实验论证→分析与论证”的程序,采用填空的形式,使学生的探究活动完全以填空的形式出现,这就便于学生把已有知识经验与要探究的内容联系在一起进行思维,从而缩小学生的探索范围与探索难度。学生常常把自己当成或希望自己是一个探索者、研究者与发现者,“扶”使学生探索愿望成为现实。
  2.以“引”让学生“学走路”
  “引”既是由“扶”到“放”的过渡阶段,也是把已经设计好的试验(可以是完全正确的设计方案,也可以是正确、错误兼备的方案)交给学生,交给学生分析试验的设计原理,作出正确的探究判断,从而形成发展科学探究能力。如在滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的教学中,教师提出可能的因素(接触面粗糙程度、压力大小、接触面积、物体运动速度)与试验方案,但故意不讲要采取控制变量法,让学生自行判断、分析、试验。
  3.以“放”让学生“自己走路”
  “放”是指出示观察对象后,提供部分或全部实验资料,让学生完成实验探究的全过程。如上电磁感应一课时,在演示手摇直流发电机后,学生在观察的基础上获得提示,大胆进行探究,效果良好。
  由“扶”到“放”的设计形式构成了循序渐进的培养学生探究能力的框架,形成了由教师引导学生探究逐渐到学生独立探究过渡的格局,是培养学生创新能力的基础。
  4.总结实验方法,及时评价交流,发展探究能力
  在培养学生探究能力时,应注意引导学生分析问题的多途径、多角度,启发学生找到最优方案,以达到优化思维、优化知识结构的目的,因而,及时进行实验的评讲交流是必不可少的。在这里,我首先是要让学生评价,要让孩子们说出来。课堂绝不是一言堂,学生在评价中是可以激发出思想火花的。其次是教师应因势利导,起到点拨的作用。教师应及时准确地发现学生思维的误区、难点,及时给予帮助,使之走出误区,化解难点。课堂上只有师生间、学生间的交流活跃起来了,课堂的气氛也就被激活了,课堂教与学的有效性也才能够实现。因此,教师在课堂上必须有针对性地组织起有效的交流,让师生、生生真正地互动起来。
  提倡质疑,激化交流。当然我们要求学生有序交流并不希望课堂上出现千篇一律的发言,我们应该提倡学生大胆地对别人提出自己的不同看法或独特见解,甚至明确提出“反对”或“不同意”的理由。即使相同的事物,由于学生的生活体验不同、视角不同,学生的看法也会大相径庭。学生的看法不相同,思维就活跃了,交流才会热烈。在课堂上,我们最怕的是学生不发言。遇到学生不发言,老师就得思考,课堂上提出让学生交流的问题是否适度、适时。如果问题超出了学生的能力范围或不容易使学生理解,老师就必须及时更换问题或换一种问法。课堂上教师还可以适度地引导学生“争论”——产生矛盾。须让学生知道:真金不怕火炼,科学真理是越辩越明,科学家在进行科学研究的时候也经常进行这样的“争论”。有矛盾才有深度,有深度才有收获。课堂上,如果学生已经形成了不同的意见,教师不用怕时间不够,尽管放手让学生“争论”,但是要注意引导“争论”的方向。如果学生没有形成不同的看法,教师也不妨提出一些似是而非的问题,让学生辨别讨论,从而提高学生交流能力。课堂上如果交流的时间不够,可以向课外延伸,让学生养成交流的习惯,让生活的各个角落都充满交流的空间,不断地提高学生的交流能力。
  有效的课堂交流是激活课堂机制,活跃学生思维,发展学生合作、沟通能力和创新能力的可靠保障,只要我们能想方设法激活学生思维,提高课堂交流的有效性,学生就一定会真正喜欢上我们的物理课,科学探究活动就会成为学生的自觉行为,学生的科学素养就能不断得到发展提高。
  (责任编辑;张华伟)
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