初中物理探究性教学实践的反思

发布时间:2015-02-12    编辑:物理学法小组    来源:网络&投稿

在物理教学中合理地使用探究性教学方法,合理地选择教学内容和形式,合理地运用教学工具,设计亲历式的教学途径,通过质疑,设计与实验、归纳、交流,得出规律或建立概念,符合现代教育的理念。笔者就初中物理探究性学习过程中复合主体的互动,探究性教学中的利弊的辩证互化等问题进行一些实践和反思,并提出粗浅的意见,以就教于同行。

一、探究活动是教师和学生复合主体互动的过程

教学实践和心理学研究表明,初中学生有了一定的观察能力、实验能力和思维能力,但分析判断能力还不成熟,自主性还不强,因此还需要给予正确的、及时的指导。在探究学习中完全放手、束缚太多都不现实,不仅不能实现教学目标,对后续课程的学习也有负面影响。因此探究性学习活动中,既需要学生的自主探究,也需要教师的必要指导,在互动中实现教学目标。

笔者在《探究平面镜成像特点》的一节公开课中,最初是想完全开放,自主探究。即创设情景后,由学生观察、讨论、猜想平面镜的成像特点,然后自行设计方案、小组实验,检验自己的猜想是否成立,最终得出成像特点。但是,试教过程中,明显感到实在太难驾驭,有的学生甚至对我的意图也不完全明白,结果只好临时调整教学策略,效果自然不理想。通过反思,认识到只有好的愿望、好的理念,不考虑学生的现状,自然不会获得理想的效果。

上公开课时,根据初二学生的认知能力重新设计了方案,适当增加了教师的指导,针对同学们的猜想,分步实验,逐个检验,及时交流,教师也成为研究主体中的一员,效果就理想多了。由于把学习过程还给了学生,没有了教师的绝对权威,学生们依据自己的天性、智力水准,自然地在教师的引导下完成认知过程,他们的热情自然高涨,从不同的角度思考、讨论,设计不同的方案,选取不同的实验用具,积极动手实验,再思考、讨论、交流,俨然一幅科学研究的情景。除了通常一些方法(如人举左手,镜中的像则举右手等)外,学生在活动中又找到了几种很有创意的方法。例如检验平面镜成像和物体相对于镜面是否对称时,一学生在拿起点燃的蜡烛在镜前移动,发现蜡烛倾斜(开始并不是有意的)时,镜中像也发生了倾斜,但倾斜的方向与蜡烛正好相反,运用数学中轴对称的知识,便得出物像相对于平面镜对称的结论;另一学生在实验时,手中没放下的火柴盒“帮了大忙”,他发现手中的火柴盒在蜡烛的左侧时,火柴盒的像在蜡烛像的右侧,调换一下位置,像也跟着变化,于是也得出了物像对称的结论……。显然,同学们在课堂活动中已经成为了教学主体,他们为自己的发现(或称为创新)而欢欣,我想这样的亲历的探究过程他们会终生难忘。

探究教学活动是一种特殊的认知和实践活动,教师和学生都是主体,也必须成为主体,他们各自通过自己的能动作用,履行各自的角色,并且和谐互动,只有这样,探究教学活动才能顺利展开。如果教师、学生中任何一方不能积极、能动、自主、创造性地履行自身的角色,便失去了主体的特性,那么,探究教学的目标也就不可能实现。

二、探究活动应允许学生出错,不追求活动的完整性

由于器材、环境、知识水准、操作技能等原因,学生的实验结果和结论有时误差较大。教师若以此为契机提出问题,通过分析、讨论,找出原因,改进实验方法,这对进一步提高学生的实验技能和综合能力会大有益处。切不可轻率指责、否定。同时,课前分组也应充分考虑学生的能力状况,活动过程中及时组织交流,以使学生学会倾听他人的见解,从而学会携手合作以实现活动目标。当然,课后的补救也是必要的。对探究过程中出现问题的小组或个人,教师应提供再探究的机会,帮助他们在分析失败原因的基础上,改进实验方法,完成探究,消除失败产生负面影响的可能。共性的问题,教师要采取恰当的措施补救,或提出新的探究课题。这很正常,正是问题或错误,才有了改进和创新。

笔者在组织《研究串联电路特点》的一节课中,由于分组自主探究,学生的活动热情很高,八个小组中的五个都由实验数据归纳出了串联电路中的电流、电压特点。但是,有一个小组,实验数据几乎无规律可循,另两个小组的实验数据近似与电路特点相吻合。在交流时,由于受到有正确结论的小组的影响,后两个小组的代表说:“我们的实验数据显示:串联电路中各导体中的电流基本相等;串联电路中各导体两端电压之和基本等于电路两端的总电压。”而实验数据出现问题的那个小组的代表交流时讲道:“我们小组的实验不能验证串联电路中电流、电压的猜想是否成立。”这种情况的出现非常正常,由于连接电路时导线接头处接触电阻的影响或操作不当,导致实验失败。考虑到本节课的时间有限,我只做了对三个小组探究活动的肯定和对他们实事求是的科学精神的认可,先请同学们(包括实验结论正常的同学)就此实验现象自己分析原因,留待下一节课再交流、讨论。虽然教学进度被打乱,我还要花费一节课的时间来“善后”,但能让同学们动起来,积极地探究新的、更深一步的课题,这不正符合了我们教育的目的吗?利弊互化,关键在怎样看待、怎样引导。

三、探究活动中应加强多学科知识的渗透

随着初中学生知识的不断积累,对现象的解释和判断会有不同的方法和结论。课堂上我曾经提出过“剧烈晃动过的香槟酒瓶,瓶塞为什么会猛地窜出很高?”的问题,本意是希望学生用气体对外做功、内能减少的知识来回答,而一位同学却说:“晃动香槟瓶,瓶内发生了更快的化学变化,产生了大量的二氧化碳气体……”。物理引来了化学,我们可以用先肯定、再告之课后探讨、或作为新课题再研究来搪塞,但下次呢?还好,课前我请教了资深化学教师,知道了香槟酒、碳酸饮料在封装前要加入一些酸类物质(如柠檬酸等)和碱(如小苏打)。但是化学变化是加入以后就已开始,等我们开瓶时,大量的二氧化碳气体已经产生,只不过在密封的瓶(或罐)内,压强较大时,它们部分溶解在饮料中,达到了动态的溶解平衡。剧烈晃动后,随着我们对它们做功,内能增大,很多二氧化碳气体从液体里逃逸出来,瓶内气体压强增大,气体对瓶塞做功,将瓶塞顶出,而气体的内能则减少。

在进行《平面镜成像》教学时,当引导同学们分析、归纳实验结论后,一位同学(数学课代表)突然提出:平面镜所成的像和物体属于轴对称的关系。当时我一愣,随后意识到初二数学中已学过轴对称的知识,如果用数学语言,平面镜成像中的四个特点(虚像、等大、等距、垂直)只需“平面镜所成虚像和物体相对镜面轴对称”一句话就够了。我在感到后生可畏的同时,也意识到物理老师还必须关注学生的各学科的发展进程,保持学科之间的联系。在学习物理时尽可能把其他学科知识作为基础和工具,同时也因其应用而深化对其他学科知识的认识,更通过相互渗透的过程开拓学生综合思考、分析的视角。

跨学科研究在学术界已司空见惯,但在中学课堂上却鲜有。除了说明我们的教育观念滞后外,作为教师,我们的综合素质,特别是科学素养也必须尽快提高。否则,没有“T”型知识结构,我们真的会在讲台上站不住脚的。新的课程标准已经把传统自然科学中各学科划归到科学技术课程之中,这其实已经昭示了未来课堂的走向。

四、探究活动应成为点亮学生智慧火花的过程

发现、创新是人的一种天性,教育的目的之一就是要发展这种天性。作为教师,就是将学科知识的内容与人类文化的长链联结起来,使学科知识具有整体性和发展性,使文化富有历史感,成为学生探索真理、创造世界的动力。

在《探究光的反射规律》一课中,有一位学生做出了“入射角与反射角之和等于90°”的猜想,有的已经做过预习的同学掩口而笑,我马上意识到这有损该同学的自尊心。于是表扬他热情高,敢于猜想,并鼓励他用实验检验自己的猜想,很多科学家都经历了像你这样的过程。这位同学一扫脸上的阴云,特别投入地思考、实验。当我希望他第一个交流时,他略显歉意、但又兴奋地告诉大家:“反射角与入射角之和只有在入射角为45°时才等于90°,在实验时我发现反射角与入射角总相等。”猜想本不言对错(虽要依据),可贵的是怎样在实践中检验,在实验中体验过程、感知方法。更何况这位学生在得出光的反射定律之一般规律后,又能发现反射规律中的一种特殊情况,这是对规律的再认识,难能可贵。

一位同学在猜想浮力与什么因素有关时,提出“浮力和物体的温度有关”,预习过的同学或许会嗤之以鼻,但敢于猜想、勇于回答本身就应该肯定,更何况,当物体的温度变化时,质量一定,其体积必然变化,所受浮力能不变化吗?当这位同学把浮力知识同热、密度等已有知识结合起来,融会贯通后。不就有了更高、更全面的视角吗?这也许会使课堂背离教师原本的设计,也许这节课的预设任务因此而不能完成,但探究中的创新、活动中的亮点也正在此,学生的创新热情和对科学的兴趣也许就在此时被激发,你很快就会发现,他们从此对物理有了极大的‘偏爱’。

实验时,也许有的学生会有一些看似错误的步骤,但我们切不可轻易阻止(当然特殊情况除外)或下定论,说不定智慧的火花就会在此闪亮。比如在《内能的改变》这节公开课中,多数同学利用气球快速的放气来感受物体对外做功时内能减少—表现为气球的温度降低,但是有的学生却把气球用力吹破。气球虽然没有了,但是他此时摸一摸气球的残片,发现温度降低的更多。在《探究平面镜成像特点》这节课中,那位用斜放蜡烛的方法证明物像对称的同学也许当初是为了让烛油流下一点儿固定蜡烛,甚至本意就为了好玩儿。玩中学,本就是青少年的特点,只要我们善于引导,其效果反而更好,学生的智慧会在玩和错中碰撞出火花,会在玩与错中逐步走进科学的殿堂。

在初中物理教学中开设探究性课程是新的课程标准的要求,是物理教学中实现态度、价值、过程、能力与方法目标的最好载体。上好探究课的标准在于:能否符合学生的实际;能否激发学生对物理的兴趣;能否使学生体验到科学研究的真实过程和方法;能否提高学生的综合能力。

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