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科学探究是《物理课程标准》的内容标准之一,是物理课堂教学追求的重要目标之一.苏科版教材在江苏已使用了八年,其间经历了过一次小型调整,即将面临课程标准修订后的第三次改版.但在实际教学中如何去做到真探究?怎样把握探究要素?如何去调控课堂?如何根据不同主体去制定不同的探究方案等仍是我们要去继续深入研究的问题.本文结合笔者的教学感悟及听课心得围绕探究的几个环节去谈谈课堂如何去落实真探究.
1 有效培养问题能力
提出问题是探究活动的第一个环节,是学生探究能力的首要能力,能提出有效的问题,尤其是适合探究的问题是学生科学素养中的首要品质.正如爱因斯坦所说:提出一个问题比解决一个问题更重要.
观点1:学生问题能力的培养贵在平时
学生的提问能力不会与生俱来,而是要耐心培育,即使教师设计再多的疑问情境也往往会让学生无动于衷或面面相觑.在教学中,尤其是各章节的起始课就必须要花大力气引导学生寻疑、质疑、释疑,逐步培养学生发现问题和提出问题的能力.并在此基础上,不断提升学生的层次性提问能力.
例1 近期听过《研究凸透镜成像规律》一课,教者在引入时先后用一只台灯和焦距不同的两个凸透镜分别对着白墙看到灯丝放大和缩小的像,要求学生根据这一现象提出一个可供探究的问题?
冷场了半分钟,有一个学生提出:凸透镜为什么能成放大和缩小的像?
教师感到为难,为什么会出现这样的情况呢?
教者的本意是希望学生能提出:凸透镜成像的大小与u和f有什么关系?而这对于刚接触物理不久的初二学生来说显然还不具备这样的能力.且本节课研究的是凸透镜成像规律,即u、v、f的关系,而教者出示的问题情境中多了一个干扰因素,就是两个透镜,且其焦距不同.这一情境的创设显然不如用一个凸透镜分别成放大和缩小的像来引入更能帮助学生找到问题的方向.
观点2:提出问题应具有明确的目标指向性
提出问题一般是新概念的引入环节,让人看得较多的课例就是教师经过华丽的情境铺陈,然后要求学生根据所给情境提出一个可供探究的问题.但由于情境的繁杂往往让学生眼花缭乱,摸不着头脑,这样的引入其实很难让学生下手去提问题.实际上,问题的引导要力图简洁明快,一针见血;情境的创设更要避轻就重,抓住要害.未必是每个问题都要学生提,教师的有效启发和合理提问同样是学生学会提问的良好示范.
例2 《直线运动》一课安排的活动“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”,要求学生研究的是“气泡在上升一段距离后”的运动规律.学生难免会提出疑问,为什么要上升一段距离后再测量?
对于学生这样的困惑,因为不是本课重点,教师最好的处理方法就是直接作出解释或给出实验要求.因为,对于这样的活动没有必要在此细节上纠结.原因是本课的教学任务重,时间紧,应把重点放在设计实验和数据处理上,淡化这一细节难点能起到抓住重点的作用.
培养学生的问题能力需要教师在日常教学中有针对性地根据具体的学习内容创设有必要的问题情境.问题情境可以从日常生活、自然现象、实验现象和各种资料中发现问题并提出问题;也可根据前后知识的对比或根据不同物理现象的比较提出问题.问题的设计方法很多,但在设计问题时应尊重学生的认知规律和认知起点,遵循培养学生创新能力,能启迪学生思维能力为出发点,针对学习探究过程中的重点、难点和易错点,多角度、多层次设计问题.
2 科学引导猜想及对猜想的正确处理
观点3:要培养学生有依据地猜想习惯
猜想并不是胡猜乱想,而是有一定的模式和规律可循的,要通过精心设计的情境帮助学生领悟到研究问题与猜想目标的关联之处,这也是培养学生思维准确性的重要环节.
观点4:科学合理地处理学生提出的猜想
无论教师如何启发引导,学生的猜想也仍然会在前意识的基础上进行猜想,这符合他们的认知规律,至少站于学生的立场似乎是合理的.而那些我们无法预设的猜想结果恰恰能体现课堂真实的美感,也是学生思维灵动的火花.这就要求教师充分发挥教学机智,善于处理学生的各种猜想,让学生在师生交流和讨论中确定合理猜想.
例3 在2011江苏省实验课教学比赛中,一位老师执教《电功》一课.教者通过家电的图片引入新课后,学生明白了电功就是各类电器把电能转化为其它形式能的过程.教者顺其自然地要求学生猜想影响电功的因素有哪些?
学生猜想:电流、电阻、电压、规格、时间.
教师对电阻的处理使用了欧姆定律,在初中阶段是可行的,但对“规格”的这一猜想教师始料未及,含糊排除.
其实,这一环节的科学处理足以成为本课中一个很好的亮点.
其一、排除电阻的方法.可以通过控制变量法,一段导体只要确定了电流和电压,也就可以确定电阻,即让学生知道I、U、R三个量中只需要研究两个量.为什么要去R而不是去掉I、U中的一个呢?这只能直接告诉学生:我们的知识水平尚未达到,到高中后再研究.
其二、学生的认知水平中“规格”具有强烈的印记,实际上是学生“前概念”中尚未建立的“电功率”的代名词,本是一个很好的合理猜想,如何处理?教师应首先肯定这一猜想是正确的.然后明确告诉学生,你们猜想的“规格”其实是我们即将要学习的一个新物理量,而这一物理量正是由电流和电压同时决定的.
那么,如何有效引导猜想呢?可行的办法有:
2.1 观察猜想
在学生已有知识和生活经验的基础上,设计与猜想目标相关联的情境,能很好地引导学生提出自己的合理猜想,这样既可以为后续解决问题找到方法,又可以发现新的结论.如:弦乐器的音调由哪些因素决定的?可启发学生联系实际——弦乐器上有几根粗细不同的弦,使用前常需要调弦,使用时手指按在弦上的不同位置等,学生自然就能猜想到:可能跟弦的长度、粗细和松紧程度有关.
2.2 归纳猜想
就是通过某类物理对象中一些个别对象具有的某种属性,而猜想该对象都具有这种属性.如“液化的方式”,可根据“露”是早上有而白天就没有的现象进行分析、归纳,学生很容易就能提出“降温”使气体液化的猜想. 2.3 类比猜想
所谓类比就是把相同或相似的不同事物进行比较,根据熟悉事物的已知属性去猜想新事物也具有相同或相似的属性.如“决定电阻大小的因素”,可与道路进行类比.能有效地诱发学生思维活动,以期“他山之石,可以攻玉”的效果.
2.4 逆向猜想
从结论开始,倒过来思考问题,来猜想这一结果的原因或条件,即利用逆向思维的方法来实现猜想.物理史表明,逆向猜想在物理学的发展中起到重要的推动作用,曾导致许多重要的物理定律的建立和发现.当奥斯特发现了电流磁场后,许多人还在研究“电生磁”时,法拉第却反过来猜想,最终发现了“电磁感应”.
3 大担放手让学生设计方案
我们常见的物理课堂大都是努力地通过前期的情景烘托、提供的器材暗示、简单布置提前预习教材文本、有的老师在公开课前甚至安排几个同学作助手等,对这样的设计,其真实性就大打折扣.事实上,方案设计是最能考验我们的教育理念中是否真的把学生作为主体去对待,或是放手让学生去真探究.在方案设计的独立思考或讨论中,恰恰是凝聚学生群体智慧、培养实验设计能力的重要环节.
观点5:尽可能让学生自主设计实验
教师要充分尊重学生的设计方案,对可行的方案要大加褒扬,不可行的方案也要帮助学生分析原因,从而架起学生学习物理的“心”桥.
例4 2011南通市初中物理教学比赛课题是《直线运动》.大家知道,这一课的教学要求还是很高的,其最大难点是如何设计实验方案来帮助学生真切体验匀速直线运动.比赛中,所有选手都自带器材,大都是测量玻璃管中水泡运动一段时间后的速度(个别选手将水改成了机油,一个选手把水泡改为红烛,效果大体相同).
这一环节,几乎所有的选手都“浓墨重彩”地花了相当长时间放手让学生进行讨论,有的甚至长达5分钟才开始交流设计方案.
其实方案只有两个:一个是相同路程测时间,另一个是相同时间测路程.
结果:没有一个选手选用后者,都是想方设法地把学生引到前者,因为选手们早已在玻璃管的中部做好了10 cm一格的标记.于是,这种方案设计的大讨论就异化为对时间测量的讨论.
在此,我不禁要问:在这一活动中难道“相同时间测路程”真的不可行吗?为什么不让提出这一方案的小组就与众不同地去按他们的意愿尝试一回呢?事实上这一方案是在动态中记下气泡的等时位置,然后再静态中测距离反而显得更方便.
我们要研究学生,研究他们已经知道了哪些,以研究学生的已知为起点,研究他们是怎样思考问题的.在此基础上进行科学有效地预设,关注预设的思维程度要恰当,但更应关注学生的思维方式,尊重学生的自然生成.我想:真正的设计不应经过教师修饰,是巧妙引导下的顺其自然,更是学生群体智慧碰撞后的浑然天成.
4 合理调控实验过程
实验是学生经历体验和发现新知的过程,任何一节成功的课例,实验方案形成后就必须要有足够的时间保证学生完成实验并能获取有效的实验数据.因此,对实验过程的调控至关重要.应是教者在教学设计时重点思考的问题.无论演示实验还是学生实验,都应该让学生明确实验目的,理解实验原理.尤其是进行学生实验时,应让学生在理解实验方案的前提下,自己选择实验器材,组合实验装置,自主进行实验.
观点6:保证足够时间让学生独立实验
兴趣是学生的第一位老师,实验是物理教学中激发兴趣的一种重要手段,初中生普遍喜欢做物理实验,这符合初中生爱动的特点,教师要尽可能为学生创造实验机会,并研究如何教学生更好地在实验中“学”.
例5 特级教师海门东洲中学滕玉英校长执教的《磁体与磁场》一课.其中磁体的相关概念不是难点.她为学生创设的学习情景让人体会到了什么是自主学习,什么叫“做”中学.
活动主题:认识磁体.
提供器材:每组两根条形磁体,小磁针,大头针,硬币,铜、铁、铝等金属,薄塑料片,玻璃板等.
学习要求:根据以下问题,两人一组进行合作学习.
(1)用磁体分别靠近大头针、铜块、铁块、铝块和一元硬币时,你发现______
(2)把大头针均匀洒在桌上,放上磁体,再拿起磁体后,会看到:磁体的 部位吸引的大头针最多.
(3)将小磁针放在支架上,当它静止时,它总是指向______(南北/东西)方向.我们就把指南的那个磁极叫做______极,指北的那个磁极叫做_____极.
(4)用棉线将一磁体吊起,用另一磁体的N极分别去靠近该磁体的N、S极,观察到当N极靠近N极时,两个磁极相互______;当N极靠近S极时,两个磁极相互______.
(5)用被磁体吸引的大头针去接触其它大头针时,观察到______.
让学生根据活动单自己阅读,有目的地进行实验,然后全班汇报交流,教师适当点拨,关键处请学生展示实验过程.学生通过操作、观察、联想,生成什么是磁性?什么叫磁体?什么是磁极?磁极间的相互作用,磁化等概念.学习在动手体验、观察现象中生成物理概念.
保证足够的实验时间,把有效的实验与积极的思维相结合,抽象而机械的物理概念就会在学生的动手过程中灵动起来,预设的教学目标也自然水到渠成.
5 正确对待数据处理
数据处理当是一堂课“画龙点睛”之笔,对数据处理的巧妙是有效培养学生归纳能力的重要途径,也是学生获得实验成功喜悦的重要一环,其实也是实验目的之所在,或是实现教学目标的核心环节之一.因为数据处理的最直接价值就是得出实验结论,也正是我们呈现一堂课核心知识的收关环节.
观点7:让学生根据数据和现象学会结论表述
近几年中考,失分最多的题目正是用一句话或两句话表述的问题.足以看出学生的表达能力训练不够.原因就是学生不会说话、不会概括,即:归纳概括能力不强.而深层的原因则源自我们的课堂.大多数的课堂一般采用PPT播放或直接依赖教材,呈现给学生的是有关结论的主体框架,只要求学生填写一、两个关键词,这种程式化地描述方法若是得不到有效的矫正,学生很难养成对结论去完整思考和归纳的习惯.所以面对要求相对完整地描述一个现象或根据数据进行总结时,就会显得无能无力或丢三拉四. 例6 苏科《物理》活动15.3“探究影响电流热效应的因素”中,实验结论表述为:“通电导体产生的热量与导体本身的_____、通过导体的______以及通电时间有关……”
笔者查阅了多个版本的教材,对各个活动结论的表述大体如此.也因此,通过两年的物理学习,学生的语言归纳能力得不到完整的训练.同样这也是我们教学中常常疏忽的地方,很少大胆放手让学生表述出实验结论或直接使用学生的表述作为我们的实验结论.
事实上,让学生学会用自己的语言表述实验结论也是探究能力的重要方面,也许学生的表述不完整、不精练,甚至有错误,这恰恰需要我们在一次次的训练中帮助学生逐步去学会说话.
观点8:误差处理要科学合理
初中阶段对误差不作过高要求,通常用平均值来减小误差.但作为教师要知道,按物理学要求,相对误差应在5%以内的数据才有效.我们不难在很多的课堂中看到:学生数据偏差到离奇的程度,我们的教师多以“实验误差”一带而过.
例7 这是南通教学比赛中的一组数据,玻璃管上已做好10 cm一格的标记.教师苦苦等待,展示了一组学生的数据.
数据是真实的.是由学生在合作中完成,一个学生观察,一个读表.显然气泡在动态过程中记时的参考点有了较大的偏差,起点记时可能提前了或是记第一格数据时学生还未进入状态.这种偏差发生在学生的分组测量中是很正常的事,但在市级比赛中被教师处理为误差,反映了教师本人对数据也缺乏科学的态度和正确的认识.针对这样的问题若是时间允许不妨引导学生再做一遍或师生合作演示一遍来帮助学生释疑.
学会对数据的筛选也是学生数据处理能力的重要方面,教师就必须要敏锐地发现数据中的问题,以便及时准确的进行分析.既实事求是、尊重事实,又要寻找问题的症结.这是培养学生科学精神的重要细节,绝不可以用一句错误观点去搪塞.
值得一提的是数据处理可多引用图像来帮助研究,既能直观地表达所测物理量之间的关系,又能通过对应数据描出的圆滑曲线发现个别测量错误,通过图像对系统误差进行分析,或者从图像中获得实验结论.
当然,对于一个探究活动而言,不可能面面俱到对每个要素进行同步训练,需要我们在教学中有所侧重,循序渐进,既要整体考虑学生科学探究能力目标的逐步达成,又要分别考虑每次探究的侧重点,使所有要素对应的探究能力都得到培养.这不仅有利于在有限的课堂时间内完成探究任务,而且能使所侧重的探究环节更加深入、具体.此外,每一次探究结束前,还应对学生的探究活动进行总结和评价,分析得失,引导学生进行反思,帮助他们知道如何修正错误,怎样做得更好.
发展学生的科学探究能力是科学课程的重要任务,也是培养学生科学精神的重要内容,更是全体物理老师课堂教学所应追求的目标.本文提出的真探究就是要在平时的物理课堂中把这种思想真正能够得以落实,通过铺设真情境,调动学生真情趣,引导设计真实验,帮助学生获得真体验,从而使学生的探究能力和科学精神得到真培育。
1 有效培养问题能力
提出问题是探究活动的第一个环节,是学生探究能力的首要能力,能提出有效的问题,尤其是适合探究的问题是学生科学素养中的首要品质.正如爱因斯坦所说:提出一个问题比解决一个问题更重要.
观点1:学生问题能力的培养贵在平时
学生的提问能力不会与生俱来,而是要耐心培育,即使教师设计再多的疑问情境也往往会让学生无动于衷或面面相觑.在教学中,尤其是各章节的起始课就必须要花大力气引导学生寻疑、质疑、释疑,逐步培养学生发现问题和提出问题的能力.并在此基础上,不断提升学生的层次性提问能力.
例1 近期听过《研究凸透镜成像规律》一课,教者在引入时先后用一只台灯和焦距不同的两个凸透镜分别对着白墙看到灯丝放大和缩小的像,要求学生根据这一现象提出一个可供探究的问题?
冷场了半分钟,有一个学生提出:凸透镜为什么能成放大和缩小的像?
教师感到为难,为什么会出现这样的情况呢?
教者的本意是希望学生能提出:凸透镜成像的大小与u和f有什么关系?而这对于刚接触物理不久的初二学生来说显然还不具备这样的能力.且本节课研究的是凸透镜成像规律,即u、v、f的关系,而教者出示的问题情境中多了一个干扰因素,就是两个透镜,且其焦距不同.这一情境的创设显然不如用一个凸透镜分别成放大和缩小的像来引入更能帮助学生找到问题的方向.
观点2:提出问题应具有明确的目标指向性
提出问题一般是新概念的引入环节,让人看得较多的课例就是教师经过华丽的情境铺陈,然后要求学生根据所给情境提出一个可供探究的问题.但由于情境的繁杂往往让学生眼花缭乱,摸不着头脑,这样的引入其实很难让学生下手去提问题.实际上,问题的引导要力图简洁明快,一针见血;情境的创设更要避轻就重,抓住要害.未必是每个问题都要学生提,教师的有效启发和合理提问同样是学生学会提问的良好示范.
例2 《直线运动》一课安排的活动“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”,要求学生研究的是“气泡在上升一段距离后”的运动规律.学生难免会提出疑问,为什么要上升一段距离后再测量?
对于学生这样的困惑,因为不是本课重点,教师最好的处理方法就是直接作出解释或给出实验要求.因为,对于这样的活动没有必要在此细节上纠结.原因是本课的教学任务重,时间紧,应把重点放在设计实验和数据处理上,淡化这一细节难点能起到抓住重点的作用.
培养学生的问题能力需要教师在日常教学中有针对性地根据具体的学习内容创设有必要的问题情境.问题情境可以从日常生活、自然现象、实验现象和各种资料中发现问题并提出问题;也可根据前后知识的对比或根据不同物理现象的比较提出问题.问题的设计方法很多,但在设计问题时应尊重学生的认知规律和认知起点,遵循培养学生创新能力,能启迪学生思维能力为出发点,针对学习探究过程中的重点、难点和易错点,多角度、多层次设计问题.
2 科学引导猜想及对猜想的正确处理
观点3:要培养学生有依据地猜想习惯
猜想并不是胡猜乱想,而是有一定的模式和规律可循的,要通过精心设计的情境帮助学生领悟到研究问题与猜想目标的关联之处,这也是培养学生思维准确性的重要环节.
观点4:科学合理地处理学生提出的猜想
无论教师如何启发引导,学生的猜想也仍然会在前意识的基础上进行猜想,这符合他们的认知规律,至少站于学生的立场似乎是合理的.而那些我们无法预设的猜想结果恰恰能体现课堂真实的美感,也是学生思维灵动的火花.这就要求教师充分发挥教学机智,善于处理学生的各种猜想,让学生在师生交流和讨论中确定合理猜想.
例3 在2011江苏省实验课教学比赛中,一位老师执教《电功》一课.教者通过家电的图片引入新课后,学生明白了电功就是各类电器把电能转化为其它形式能的过程.教者顺其自然地要求学生猜想影响电功的因素有哪些?
学生猜想:电流、电阻、电压、规格、时间.
教师对电阻的处理使用了欧姆定律,在初中阶段是可行的,但对“规格”的这一猜想教师始料未及,含糊排除.
其实,这一环节的科学处理足以成为本课中一个很好的亮点.
其一、排除电阻的方法.可以通过控制变量法,一段导体只要确定了电流和电压,也就可以确定电阻,即让学生知道I、U、R三个量中只需要研究两个量.为什么要去R而不是去掉I、U中的一个呢?这只能直接告诉学生:我们的知识水平尚未达到,到高中后再研究.
其二、学生的认知水平中“规格”具有强烈的印记,实际上是学生“前概念”中尚未建立的“电功率”的代名词,本是一个很好的合理猜想,如何处理?教师应首先肯定这一猜想是正确的.然后明确告诉学生,你们猜想的“规格”其实是我们即将要学习的一个新物理量,而这一物理量正是由电流和电压同时决定的.
那么,如何有效引导猜想呢?可行的办法有:
2.1 观察猜想
在学生已有知识和生活经验的基础上,设计与猜想目标相关联的情境,能很好地引导学生提出自己的合理猜想,这样既可以为后续解决问题找到方法,又可以发现新的结论.如:弦乐器的音调由哪些因素决定的?可启发学生联系实际——弦乐器上有几根粗细不同的弦,使用前常需要调弦,使用时手指按在弦上的不同位置等,学生自然就能猜想到:可能跟弦的长度、粗细和松紧程度有关.
2.2 归纳猜想
就是通过某类物理对象中一些个别对象具有的某种属性,而猜想该对象都具有这种属性.如“液化的方式”,可根据“露”是早上有而白天就没有的现象进行分析、归纳,学生很容易就能提出“降温”使气体液化的猜想. 2.3 类比猜想
所谓类比就是把相同或相似的不同事物进行比较,根据熟悉事物的已知属性去猜想新事物也具有相同或相似的属性.如“决定电阻大小的因素”,可与道路进行类比.能有效地诱发学生思维活动,以期“他山之石,可以攻玉”的效果.
2.4 逆向猜想
从结论开始,倒过来思考问题,来猜想这一结果的原因或条件,即利用逆向思维的方法来实现猜想.物理史表明,逆向猜想在物理学的发展中起到重要的推动作用,曾导致许多重要的物理定律的建立和发现.当奥斯特发现了电流磁场后,许多人还在研究“电生磁”时,法拉第却反过来猜想,最终发现了“电磁感应”.
3 大担放手让学生设计方案
我们常见的物理课堂大都是努力地通过前期的情景烘托、提供的器材暗示、简单布置提前预习教材文本、有的老师在公开课前甚至安排几个同学作助手等,对这样的设计,其真实性就大打折扣.事实上,方案设计是最能考验我们的教育理念中是否真的把学生作为主体去对待,或是放手让学生去真探究.在方案设计的独立思考或讨论中,恰恰是凝聚学生群体智慧、培养实验设计能力的重要环节.
观点5:尽可能让学生自主设计实验
教师要充分尊重学生的设计方案,对可行的方案要大加褒扬,不可行的方案也要帮助学生分析原因,从而架起学生学习物理的“心”桥.
例4 2011南通市初中物理教学比赛课题是《直线运动》.大家知道,这一课的教学要求还是很高的,其最大难点是如何设计实验方案来帮助学生真切体验匀速直线运动.比赛中,所有选手都自带器材,大都是测量玻璃管中水泡运动一段时间后的速度(个别选手将水改成了机油,一个选手把水泡改为红烛,效果大体相同).
这一环节,几乎所有的选手都“浓墨重彩”地花了相当长时间放手让学生进行讨论,有的甚至长达5分钟才开始交流设计方案.
其实方案只有两个:一个是相同路程测时间,另一个是相同时间测路程.
结果:没有一个选手选用后者,都是想方设法地把学生引到前者,因为选手们早已在玻璃管的中部做好了10 cm一格的标记.于是,这种方案设计的大讨论就异化为对时间测量的讨论.
在此,我不禁要问:在这一活动中难道“相同时间测路程”真的不可行吗?为什么不让提出这一方案的小组就与众不同地去按他们的意愿尝试一回呢?事实上这一方案是在动态中记下气泡的等时位置,然后再静态中测距离反而显得更方便.
我们要研究学生,研究他们已经知道了哪些,以研究学生的已知为起点,研究他们是怎样思考问题的.在此基础上进行科学有效地预设,关注预设的思维程度要恰当,但更应关注学生的思维方式,尊重学生的自然生成.我想:真正的设计不应经过教师修饰,是巧妙引导下的顺其自然,更是学生群体智慧碰撞后的浑然天成.
4 合理调控实验过程
实验是学生经历体验和发现新知的过程,任何一节成功的课例,实验方案形成后就必须要有足够的时间保证学生完成实验并能获取有效的实验数据.因此,对实验过程的调控至关重要.应是教者在教学设计时重点思考的问题.无论演示实验还是学生实验,都应该让学生明确实验目的,理解实验原理.尤其是进行学生实验时,应让学生在理解实验方案的前提下,自己选择实验器材,组合实验装置,自主进行实验.
观点6:保证足够时间让学生独立实验
兴趣是学生的第一位老师,实验是物理教学中激发兴趣的一种重要手段,初中生普遍喜欢做物理实验,这符合初中生爱动的特点,教师要尽可能为学生创造实验机会,并研究如何教学生更好地在实验中“学”.
例5 特级教师海门东洲中学滕玉英校长执教的《磁体与磁场》一课.其中磁体的相关概念不是难点.她为学生创设的学习情景让人体会到了什么是自主学习,什么叫“做”中学.
活动主题:认识磁体.
提供器材:每组两根条形磁体,小磁针,大头针,硬币,铜、铁、铝等金属,薄塑料片,玻璃板等.
学习要求:根据以下问题,两人一组进行合作学习.
(1)用磁体分别靠近大头针、铜块、铁块、铝块和一元硬币时,你发现______
(2)把大头针均匀洒在桌上,放上磁体,再拿起磁体后,会看到:磁体的 部位吸引的大头针最多.
(3)将小磁针放在支架上,当它静止时,它总是指向______(南北/东西)方向.我们就把指南的那个磁极叫做______极,指北的那个磁极叫做_____极.
(4)用棉线将一磁体吊起,用另一磁体的N极分别去靠近该磁体的N、S极,观察到当N极靠近N极时,两个磁极相互______;当N极靠近S极时,两个磁极相互______.
(5)用被磁体吸引的大头针去接触其它大头针时,观察到______.
让学生根据活动单自己阅读,有目的地进行实验,然后全班汇报交流,教师适当点拨,关键处请学生展示实验过程.学生通过操作、观察、联想,生成什么是磁性?什么叫磁体?什么是磁极?磁极间的相互作用,磁化等概念.学习在动手体验、观察现象中生成物理概念.
保证足够的实验时间,把有效的实验与积极的思维相结合,抽象而机械的物理概念就会在学生的动手过程中灵动起来,预设的教学目标也自然水到渠成.
5 正确对待数据处理
数据处理当是一堂课“画龙点睛”之笔,对数据处理的巧妙是有效培养学生归纳能力的重要途径,也是学生获得实验成功喜悦的重要一环,其实也是实验目的之所在,或是实现教学目标的核心环节之一.因为数据处理的最直接价值就是得出实验结论,也正是我们呈现一堂课核心知识的收关环节.
观点7:让学生根据数据和现象学会结论表述
近几年中考,失分最多的题目正是用一句话或两句话表述的问题.足以看出学生的表达能力训练不够.原因就是学生不会说话、不会概括,即:归纳概括能力不强.而深层的原因则源自我们的课堂.大多数的课堂一般采用PPT播放或直接依赖教材,呈现给学生的是有关结论的主体框架,只要求学生填写一、两个关键词,这种程式化地描述方法若是得不到有效的矫正,学生很难养成对结论去完整思考和归纳的习惯.所以面对要求相对完整地描述一个现象或根据数据进行总结时,就会显得无能无力或丢三拉四. 例6 苏科《物理》活动15.3“探究影响电流热效应的因素”中,实验结论表述为:“通电导体产生的热量与导体本身的_____、通过导体的______以及通电时间有关……”
笔者查阅了多个版本的教材,对各个活动结论的表述大体如此.也因此,通过两年的物理学习,学生的语言归纳能力得不到完整的训练.同样这也是我们教学中常常疏忽的地方,很少大胆放手让学生表述出实验结论或直接使用学生的表述作为我们的实验结论.
事实上,让学生学会用自己的语言表述实验结论也是探究能力的重要方面,也许学生的表述不完整、不精练,甚至有错误,这恰恰需要我们在一次次的训练中帮助学生逐步去学会说话.
观点8:误差处理要科学合理
初中阶段对误差不作过高要求,通常用平均值来减小误差.但作为教师要知道,按物理学要求,相对误差应在5%以内的数据才有效.我们不难在很多的课堂中看到:学生数据偏差到离奇的程度,我们的教师多以“实验误差”一带而过.
例7 这是南通教学比赛中的一组数据,玻璃管上已做好10 cm一格的标记.教师苦苦等待,展示了一组学生的数据.
数据是真实的.是由学生在合作中完成,一个学生观察,一个读表.显然气泡在动态过程中记时的参考点有了较大的偏差,起点记时可能提前了或是记第一格数据时学生还未进入状态.这种偏差发生在学生的分组测量中是很正常的事,但在市级比赛中被教师处理为误差,反映了教师本人对数据也缺乏科学的态度和正确的认识.针对这样的问题若是时间允许不妨引导学生再做一遍或师生合作演示一遍来帮助学生释疑.
学会对数据的筛选也是学生数据处理能力的重要方面,教师就必须要敏锐地发现数据中的问题,以便及时准确的进行分析.既实事求是、尊重事实,又要寻找问题的症结.这是培养学生科学精神的重要细节,绝不可以用一句错误观点去搪塞.
值得一提的是数据处理可多引用图像来帮助研究,既能直观地表达所测物理量之间的关系,又能通过对应数据描出的圆滑曲线发现个别测量错误,通过图像对系统误差进行分析,或者从图像中获得实验结论.
当然,对于一个探究活动而言,不可能面面俱到对每个要素进行同步训练,需要我们在教学中有所侧重,循序渐进,既要整体考虑学生科学探究能力目标的逐步达成,又要分别考虑每次探究的侧重点,使所有要素对应的探究能力都得到培养.这不仅有利于在有限的课堂时间内完成探究任务,而且能使所侧重的探究环节更加深入、具体.此外,每一次探究结束前,还应对学生的探究活动进行总结和评价,分析得失,引导学生进行反思,帮助他们知道如何修正错误,怎样做得更好.
发展学生的科学探究能力是科学课程的重要任务,也是培养学生科学精神的重要内容,更是全体物理老师课堂教学所应追求的目标.本文提出的真探究就是要在平时的物理课堂中把这种思想真正能够得以落实,通过铺设真情境,调动学生真情趣,引导设计真实验,帮助学生获得真体验,从而使学生的探究能力和科学精神得到真培育。