提要:学案制教学、探究性实验课的教学以“自主”“问题”、“现象”、“方法”为基本要素。以“假设”、“实验”、“类比”为基本方法,给学生造就较大程度的自由思考,自行设计,自主实验的条件,以帮助学生新异思维的萌发,激发学生智慧潜力,创设学生自主学习、宽松的教学环境。
关键词:探究实验课,教学,思路,方法,收获,启示
一、探究性实验教学的基本思路
我们认为,强调教学的自主性、探究性,是针对传统的注人式教学而言的。传统的教学往往是由教师讲授知识,大量地灌输“权威性”的事实,脱离学生实际构筑“知识结构”,通过学生自主性学习,验证性实验,让学生观察现象,从而达到理解和印证知识之目的。
二、探究性实验教学的活动方式
探究性实验教学按其适用的场合和活动方式可分为两类:一是新课教学中值得探讨的问题,以师生协同,边讲边实验为主;二是以学生实践为主的综合性研究课题。下面对这两类实验教学的活动方式作具体的讨论。
1. 第一类探究性实验
第一类探究性实验可依据教学内容,对演示实验进行整合或更新,其基本结构为:
程序:(激趣式)引发问题——提出假说——实验探究——合作交流——总结规律——迁移创新
功能:明确目标——创设情境——发现新知——获得结论——发展能力
(1) (激趣式)引出问题,明确目标 教师根据教学内容和教学目标、要求,从教材或生产生活实际中提出一些富有启发性的有趣问题,设计一些富有探索性的实验,使学生明确学习目标。
(2)提出假设,合理推测 教师向学生提出间题后,引起学生的兴趣、好奇、怀疑、困惑和矛盾,从而激发学生的探索心理,创设探究问题的情境,促使学生积极思考、查阅资料、构思实验,提出某种假设,作出操作上、现象上、结论上的某些预测。
(3)设计实脸,观察现象在教师的指导下,学生设计可能的实验方案,组合实验仪器,边操作边记录现象和数据,直接掌握感性材料。
(4)探讨规律,作出结论,学生根据实验事实进行讨论、争辩,合作交流揭示出现象产生的原因,教师的适时点拨有利于去伪存真,把探究目标引向深人。
(5) 巩固开拓,迁移发展面对新的问题,学生能准确运用刚学到的知识去解决,教师及时给予指导和评价,使刚学到的新知识得以巩固提高,迁移发展。
这类探究性实验教学的基本要求是:以问题为基础,依循“问题——假设——实验——观察——再假设——再实验——分析与综合——结论”的思路贯穿始终。教师要根据教学重点设计实验,提出富有启发性的问题,引导学生积极思维。
2.第二类探究性实验
第二类探究性实验融合物理知识、技能和方法,表现出一定的新颖性、综合性和开放性。在实验探究过程中,学生遇到的或许是一个简单的问题,但要求通过多种途径去研究,体现思维的开放性和综合性(如示例);有时探究的课题,其历程比较曲折,必须深人思考,巧妙设计,体现思维的灵活性和深刻性在实验过程中,教师应给学生更多的自主权,启发学生按科学家解决问题的方法去探究.
第二类探究性实验的一般结构是:
明确探究课题——查阅文献资料——设计实验方案——观察实验现象——提出假设或推测——总结实验成果——提炼方法规律。
在教学中,我们选择一些有探究价值的专题设置成实验情境,学生通过设计实验方案,探索解决问题的途径,分步实验,局部推测,最终获得比较准确的结论。在实验探究过程中,学生面临矛盾和困惑,要求他们去收集有关的信息,创造性地加工信息,分析矛盾,解决矛盾,这是对学生智力因素和非智力因素的双重考验。
示例:如何鉴别一个透镜是凸透镜还是凹透镜。
(一)教师提出问题:请用4种不同的方法鉴别凸透镜和凹透镜。
(二)学生的探究过程:
实验与观察方法1:用手摸透镜,中间厚边缘薄的是凸透镜,中间薄边缘厚的是凹透镜。
方法2:用眼睛观察太阳光通过透镜后的光,能会聚成一个明亮点的是凸透镜,不能会聚成一个明亮点的是凹透镜
方法3:通过透镜观察物体,能看到正立、放大虚像的是凸透镜,不能看到正立、放大虚像的是凹透镜。
方法4:观察烛焰发出的光通过透镜后,在光屏上所成的像,能在光屏上得到倒立像的是凸透镜,不能在光屏上得到倒立像的是凹透镜。
总结与归纳以上四种实验方案,简洁明晰,易于操作和观察,分别利用凸透镜和凹透镜构造上的特点、对光的性质以及成像的规律进行求异探索.
由此可以看出,探究性实验是学生走出书本和课堂的一条非常好的途径。为此,我们收集了学生容易“想当然”的基于“经典”实验素材的一些实际问题,如:测定粘稠液体的密度、测定易溶于水的物体的密度、测定体育课上使用的铅球的密度、用一只电表(电压表或电流表)测量导体的电阻,要求学生在验证已学过知识的同时,对一连串“意想不到”的新异现象进行研究,从而形成新的物理观,初步掌握物理问题研究的方法。
三、探究性实验教学的初步收获和启示
1.探究性实验教学有助于开发学生的智慧潜力
探究性实验教学以“问题”、“现象”、“方法”为基本要素,以“假设”、“实验”、“类比”为基本研究方法,给学生造就了较大程度的自由思考、自行设计、自主实验的时空条件,为帮助学生新异思想的萌发提供了良好的情境。在教学中如何把握有利时机激发学生的智慧潜力?怎样创设宽松的教学环境?如何让更多的具有创造潜能的学生尽快脱颖而出?已成为我们物理教学中深思和探讨的热点。
2.探究性实验教学提高了学生的学习能力
尽管教学中所涉及的探究性实验的内容不同,解决问题的方法也各有差异,但在探究过程中都充分体现了心智技能与操作技能的和谐统一,学生必须学会对各种实验现象进行分析和筛选,发现提供假设和作出推理的关键素材,运用已学的规律或简单的计算,推测可能的结论或规律.更有价值的是,通过探究性
实验,学生深切体验到收集课题资料、设计实验方案、运用科学方法的重要性。
3.探究性实验教学激发了学生学习物理的兴趣
探究性物理实验以问题和矛盾入手,力图使学生产生强烈的认知冲突,从而激发学生的内驱力。从学生聚精会神的眼光和争持不下的讨论中,我们明显可以察觉出学生对学习物理抱有浓厚
的兴趣,学习习惯也有所变化,已从以前实验的“旁观者”转变为主动的参与者。
4.自主探究性实验教学有助于加速教师的成长
探究性实验教学是一种依赖物理实验解决问题、获取知识规律的教学模式,具有很大的灵活性和开放性,教学设计是充分反映教师创造力的一个研究过程,教师必须查阅大量资料搞清有关实验问题的来龙去脉,寻求解释疑难现象的理论依据,对实验方案的可行性作出论证并尝试实践。