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随着新课程改革的不断深入,实施实验探究教学已经是新一轮基础教育课程改革的突破口,也是培养创新型人才的重要方式。实验探究教学是科学探究的一种重要表现形式,它能充分地体现学生在教学中的积极性、主动性和创造性,也是初中物理教学中培养学生创新精神和实践能力的重要手段和基本途径。笔者根据多年的教学实践经验,从以下几个方面来进行阐述。
一、物理实验探究教学过程中应处理好的几个关系
1.处理好实验探究教学与传授式教学的关系
实验探究教学作为一种教学方式,与传统的传授式教学相比,的确有许多优点,它能提高学生学习的兴趣,培养学生的动手和动脑能力。但实验探究教学也有其不足之处,探究教学很费时间,按教学大纲要求往往一节课能够完成的教学内容若进行实验探究教学至少得两节课,多者可能是三四节课,很难完成教学任务,且学校的教学设施不能满足教学需要,在这种情况下如果完全实施实验探究教学,则学习效率是不会高的、也不能适应现行的应试需要等。因此,实验探究教学与传授式教学并不是两种绝对对立的教学。从传授式教学到完全独立的实验探究教学,其间还存在着传授中有探究、探究中有传授的混合教学。从教育实际来看,学生探究能力的形成与发展也有一个渐进过程,只有掌握一定的基础知识和技能才能实施实驗探究教学。那么,如何处理好实验探究教学与传授式教学的关系呢?本人的做法是:根据教学要求、学生实际、教材内容、实验器材,尽可能多地开展实验探究教学。例如,介绍仪器的构造时,必须采用传授式教学,实验器材的使用必须讲透,选择仪器后,很多学生不知怎样使用,而出现故障后,问题出在哪里,一窍不通。学生不知灯座和灯丝的结构,所以安装灯泡时,总是抓着玻璃泡用力旋,结果最后变成灯泡不能使用了。在进行弹簧测力计调零时使劲掰指针,这样除了把指针弄坏,什么效果都没有。而在实验仪器的选择中,采用的是探究式教学。很多学生实验做完了,却不知道为什么要使用这些器材,仪器是怎样选择的。如平面镜成像的实验中为什么使用玻璃板而不是平面镜,且玻璃板要有颜色,而不能是完全透明的。在做电流做功与哪些因素有关的实验中,为什么用电热丝,为什么用煤油,而不用水和酒精呢?等等。
2.处理好实验探究教学中过程与结果的关系
事实上,实验探究教学是既重过程又重结果的。这是因为:(1)所有的科学探究离不开科学概念、科学原理
作为指导。任何一种探究都离不开人们先前获得的概念和原理,从实验探究教学的各环节来看,每一个步骤都离不开学生先前已有的知识。学生之所以会提出问题,就是因为碰到了用自己先前的知识无法解释或与自己的已有概念或原理相矛盾的情境。如果一个学生没有一定的知识准备,要他进行实验探究,发现和提出问题,那是不可能的。再从假设步骤看,学生提出的每一个假设都是基于他头脑中的已有的概念和理论,离开学生的已有知识去任意猜测,无异于建空中楼阁,只能导致实验探究失败,最后无法进行探究。由此可见,实验探究需要有一定的基础,以某种理论作为指导,在研究结论的基础上,才能加深对科学本质的理解。因此,实验探究不能轻视结果。(2)科学方法寓于科学知识中,是知识的核心和脉络,两者密不可分。科学方法必须从学习科学知识的过程获得,离开科学知识,谈论科学方法,无异于是天方夜谭。科学方法反过来又可以指导人们如何获得科学知识。科学方法与科学知识之间的关系就是学习方法和学习内容之间的关系。在实际实验探究教学过程中,必须要坚持过程与结果并重,既要让学生在探究中掌握和理解科学概念、原理,又要让学生体验知识的形成过程,培养科学素养,形成正确的情感态度和价值观,那种重过程轻结果或重结果轻过程的做法都是片面的。同时要注意实验操作对实验效果的影响,实验操作的步骤将直接影响着实验效果,从而对实验结论造成很大的影响。例如,平面镜成像的实验中,背景要比较暗,这样所成的像就比较清晰。玻璃板要与水平桌面垂直,这样才能使镜子后面的蜡烛与像完全重合。天平要放在水平台上,这样才有“物体的质量等于砝码的示数加游码的示数”。研究杠杠平衡条件的实验中要求杠杆在水平方向平衡,这样才能直接从杠上读出力臂。凸透镜成像的实验中要求蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一直线上,并且焰心、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样才能使像成在光屏的中心,便于观察像的特点,从而得出正确的实验结论。
3.处理好实验探究教学内容与教学时间的关系
在实践中我们发现实验探究教学太费时间,严重影响教学任务的完成,甚至有人认为是一种十分不经济的教学方式。对于这个问题,首先,我们必须承认实验探究教学的确要花费大量的时间,没有足够的时间是无法真正开展有意义的实验探究的。但是花这个时间是值得的。对于一个课题的实验探究从情景探究到实践探究少则需要两节课,多则需要两周。这就需要学校在初二、初三安排课程表时有针对性地对物理课堂作适当的调整,并进行重新规划,提倡开展连堂课,这对学生进行实验探究教学将会是有力的支持。其次,要全面看待这一问题,如果单纯从知识的传授来说,实验探究教学是要比传授式教学花费的时间多得多。但是如果从知识技能、过程方法、情感态度与价值观的全面培养来看,实验探究教学则是一种比较经济的教学方式。再次,如果单纯从一节课来比,实验探究教学的时间效益是比较低的,
但是如果从一个单元或一个内容专题的教学来比,许多教学实践表明,设计合理的以探究为核心的采用多样化教学方式的实验探究教学其时间效益则不比传统教学的差。另外,研究表明,实验探究教学所花时间将随着教师对实验探究教学的开展以及学生对其认识和了解的程度、学生探究知识和能力的进一步提高而呈现缩短的趋势,如果能够坚持实施,则时间效益将会进一步提高,那时同仁们将不再为完不成教学任务而发愁了。
二、实施物理实验探究教学时应注意的几个问题
1.探究的目标要明确
初中生所进行的物理探究多半是在课堂内完成的。为了便于比较、检查,探究时所用的器材、方法常常是相同的、有选择的,而教学计划中的课时是有限的,这就决定了初中物理探究实验的目标应相对集中。在教学中,教师要适时恰当地控制学生发散了的思维,充分利用各种方式突出探究的主题和目标。否则面对众多的器材学生漫无目标地进行探究,其结果只能是白白浪费宝贵的课堂教学时间。
为了提高探究实验教学的效率,在有限的时间内完成教学任务,有时还需要围绕总的探究目标将探究分成若干个适当的层次分布进行。对分布进行的各阶段目标也应明确,必要时还要控制条件。“研究杠杆平衡条件”的探究式实验如不采取措施,要在一节课内完成是很困难的。可将此实验分两步进行探究。第一步,探究支点在中间的杠杆平衡条件。第二步,探究动力、阻力在支点同侧的杠杆平衡条件。在每步探究中通过有目的地给出一些数据来控制条件,引导学生进行有向探究,使学生初步体会到分别改变动力、动力臂、阻力、阻力臂都可以使杠杆达到平衡。
2.从实际出发考虑探究实验教学的容量
初中物理实验探究教学受课时、教学进度的限制,只能在一定的时间内完成。这就要求教师根据具体情况,如实验设备情况、学生基础情况等因地制宜地确定探究的容量。
3.根据初中生的心理特点设计实验方案
探究实验教学应包括让学生尝试实验后得不到明确结论的情况,让学生知道寻找规律并不是每次探究都能成功的。考虑到初中学生心理上的不稳定性,几次探究不成就会丧失信心、兴趣;也会影响授课计划的完成。因此目前我们研究的探究实验教学总是让学生能通过实验得出明确的结论。这虽然有其片面性,但却是符合学生实际、教学实际的。为了让学生能通过实验得出明确的结论,教师就必须选择那些便于操作、便于观察,而且误差不大的实验方案,对于一些探究定量关系的实验,则更应对其实验误差做到心中有数。
(责任编辑 黄春香)
一、物理实验探究教学过程中应处理好的几个关系
1.处理好实验探究教学与传授式教学的关系
实验探究教学作为一种教学方式,与传统的传授式教学相比,的确有许多优点,它能提高学生学习的兴趣,培养学生的动手和动脑能力。但实验探究教学也有其不足之处,探究教学很费时间,按教学大纲要求往往一节课能够完成的教学内容若进行实验探究教学至少得两节课,多者可能是三四节课,很难完成教学任务,且学校的教学设施不能满足教学需要,在这种情况下如果完全实施实验探究教学,则学习效率是不会高的、也不能适应现行的应试需要等。因此,实验探究教学与传授式教学并不是两种绝对对立的教学。从传授式教学到完全独立的实验探究教学,其间还存在着传授中有探究、探究中有传授的混合教学。从教育实际来看,学生探究能力的形成与发展也有一个渐进过程,只有掌握一定的基础知识和技能才能实施实驗探究教学。那么,如何处理好实验探究教学与传授式教学的关系呢?本人的做法是:根据教学要求、学生实际、教材内容、实验器材,尽可能多地开展实验探究教学。例如,介绍仪器的构造时,必须采用传授式教学,实验器材的使用必须讲透,选择仪器后,很多学生不知怎样使用,而出现故障后,问题出在哪里,一窍不通。学生不知灯座和灯丝的结构,所以安装灯泡时,总是抓着玻璃泡用力旋,结果最后变成灯泡不能使用了。在进行弹簧测力计调零时使劲掰指针,这样除了把指针弄坏,什么效果都没有。而在实验仪器的选择中,采用的是探究式教学。很多学生实验做完了,却不知道为什么要使用这些器材,仪器是怎样选择的。如平面镜成像的实验中为什么使用玻璃板而不是平面镜,且玻璃板要有颜色,而不能是完全透明的。在做电流做功与哪些因素有关的实验中,为什么用电热丝,为什么用煤油,而不用水和酒精呢?等等。
2.处理好实验探究教学中过程与结果的关系
事实上,实验探究教学是既重过程又重结果的。这是因为:(1)所有的科学探究离不开科学概念、科学原理
作为指导。任何一种探究都离不开人们先前获得的概念和原理,从实验探究教学的各环节来看,每一个步骤都离不开学生先前已有的知识。学生之所以会提出问题,就是因为碰到了用自己先前的知识无法解释或与自己的已有概念或原理相矛盾的情境。如果一个学生没有一定的知识准备,要他进行实验探究,发现和提出问题,那是不可能的。再从假设步骤看,学生提出的每一个假设都是基于他头脑中的已有的概念和理论,离开学生的已有知识去任意猜测,无异于建空中楼阁,只能导致实验探究失败,最后无法进行探究。由此可见,实验探究需要有一定的基础,以某种理论作为指导,在研究结论的基础上,才能加深对科学本质的理解。因此,实验探究不能轻视结果。(2)科学方法寓于科学知识中,是知识的核心和脉络,两者密不可分。科学方法必须从学习科学知识的过程获得,离开科学知识,谈论科学方法,无异于是天方夜谭。科学方法反过来又可以指导人们如何获得科学知识。科学方法与科学知识之间的关系就是学习方法和学习内容之间的关系。在实际实验探究教学过程中,必须要坚持过程与结果并重,既要让学生在探究中掌握和理解科学概念、原理,又要让学生体验知识的形成过程,培养科学素养,形成正确的情感态度和价值观,那种重过程轻结果或重结果轻过程的做法都是片面的。同时要注意实验操作对实验效果的影响,实验操作的步骤将直接影响着实验效果,从而对实验结论造成很大的影响。例如,平面镜成像的实验中,背景要比较暗,这样所成的像就比较清晰。玻璃板要与水平桌面垂直,这样才能使镜子后面的蜡烛与像完全重合。天平要放在水平台上,这样才有“物体的质量等于砝码的示数加游码的示数”。研究杠杠平衡条件的实验中要求杠杆在水平方向平衡,这样才能直接从杠上读出力臂。凸透镜成像的实验中要求蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一直线上,并且焰心、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样才能使像成在光屏的中心,便于观察像的特点,从而得出正确的实验结论。
3.处理好实验探究教学内容与教学时间的关系
在实践中我们发现实验探究教学太费时间,严重影响教学任务的完成,甚至有人认为是一种十分不经济的教学方式。对于这个问题,首先,我们必须承认实验探究教学的确要花费大量的时间,没有足够的时间是无法真正开展有意义的实验探究的。但是花这个时间是值得的。对于一个课题的实验探究从情景探究到实践探究少则需要两节课,多则需要两周。这就需要学校在初二、初三安排课程表时有针对性地对物理课堂作适当的调整,并进行重新规划,提倡开展连堂课,这对学生进行实验探究教学将会是有力的支持。其次,要全面看待这一问题,如果单纯从知识的传授来说,实验探究教学是要比传授式教学花费的时间多得多。但是如果从知识技能、过程方法、情感态度与价值观的全面培养来看,实验探究教学则是一种比较经济的教学方式。再次,如果单纯从一节课来比,实验探究教学的时间效益是比较低的,
但是如果从一个单元或一个内容专题的教学来比,许多教学实践表明,设计合理的以探究为核心的采用多样化教学方式的实验探究教学其时间效益则不比传统教学的差。另外,研究表明,实验探究教学所花时间将随着教师对实验探究教学的开展以及学生对其认识和了解的程度、学生探究知识和能力的进一步提高而呈现缩短的趋势,如果能够坚持实施,则时间效益将会进一步提高,那时同仁们将不再为完不成教学任务而发愁了。
二、实施物理实验探究教学时应注意的几个问题
1.探究的目标要明确
初中生所进行的物理探究多半是在课堂内完成的。为了便于比较、检查,探究时所用的器材、方法常常是相同的、有选择的,而教学计划中的课时是有限的,这就决定了初中物理探究实验的目标应相对集中。在教学中,教师要适时恰当地控制学生发散了的思维,充分利用各种方式突出探究的主题和目标。否则面对众多的器材学生漫无目标地进行探究,其结果只能是白白浪费宝贵的课堂教学时间。
为了提高探究实验教学的效率,在有限的时间内完成教学任务,有时还需要围绕总的探究目标将探究分成若干个适当的层次分布进行。对分布进行的各阶段目标也应明确,必要时还要控制条件。“研究杠杆平衡条件”的探究式实验如不采取措施,要在一节课内完成是很困难的。可将此实验分两步进行探究。第一步,探究支点在中间的杠杆平衡条件。第二步,探究动力、阻力在支点同侧的杠杆平衡条件。在每步探究中通过有目的地给出一些数据来控制条件,引导学生进行有向探究,使学生初步体会到分别改变动力、动力臂、阻力、阻力臂都可以使杠杆达到平衡。
2.从实际出发考虑探究实验教学的容量
初中物理实验探究教学受课时、教学进度的限制,只能在一定的时间内完成。这就要求教师根据具体情况,如实验设备情况、学生基础情况等因地制宜地确定探究的容量。
3.根据初中生的心理特点设计实验方案
探究实验教学应包括让学生尝试实验后得不到明确结论的情况,让学生知道寻找规律并不是每次探究都能成功的。考虑到初中学生心理上的不稳定性,几次探究不成就会丧失信心、兴趣;也会影响授课计划的完成。因此目前我们研究的探究实验教学总是让学生能通过实验得出明确的结论。这虽然有其片面性,但却是符合学生实际、教学实际的。为了让学生能通过实验得出明确的结论,教师就必须选择那些便于操作、便于观察,而且误差不大的实验方案,对于一些探究定量关系的实验,则更应对其实验误差做到心中有数。
(责任编辑 黄春香)