佟晓军

【摘要】为了探索科学探究教学的操作策略,本文以实现学生学习方式的变革为目标,结合教学实践和实例,论述了科学探究教学中应该重视的两个方面的问题:科学探究的要素及开展科学探究教学的目标。通过一般步骤中的某些要素让学生逐步养成质疑的学习习惯,自主参与科学探究的过程,从中充分掌握自主、探究、合作学习的科学方法。

【关键词】高中物理 新课程改革理念 科学探究

吉林省从2008年全面实施新课改以来,中学物理新课程改革使物理教学内容发生了很大的变化,特别是在新的教育理念“以学生为本、全面发展”“自主学习、教学方式多样化中,突出体现探究式教学方法。”物理学是一门以实验为基础的自然科学,在高中物理必修、选修各个模块中充分体现了典型的科学探究学习方法,给科学探究教学提供了非常广阔的空间,笔者拟就这些问题谈点想法。

1.科学探究的特点。科学探究是学生用科学研究的方式主动的获取知识、应用知识、分析问题、解决问题,构建自主、探究、合作的学习方式。学生把科学知识的学习与科学方法有机结合起来,成为知识的“发现者”“拥有者”和“应用者”,从而培养创新精神和实践能力。

2.科学探究的要素。在高中物理的学习中,特别要注意学习的过程与方法,更要注重科学探究的要素。首先要从物理学的角度提出科学有价值的问题;对解决的方式和问题的答案提出猜想与假设;然后,根据已有的条件,制定实验计划选择实验方法及所需要的装置与器材设计实验;根据实验步骤进行实验操作,从多种方式收集实验数据;对实验数据进行分析处理得出结论,对实验结果进行解释和描述、分析与论证;分析评估假设与实验结果的差异,注意探究过程中未解解决的矛盾,发现新的问题吸取经验教训,改进探究方案;最后交流与合作,写出实验探究报告。例如,麦克斯韦的电磁场理论、爱因斯坦的相对论、安培的分子电流假说等,可让学生按照教材中科学研究的方法,通过动手实践、用心体会、深入理解物理规律。

3.科学探究的目标。由于探究课堂具有较强的自主性,所以在科学探究中要让学生充分参与到教学过程中来,让学生处于主动地位,充分地挖掘、开发学生科学探究的潜能,从而培养学生自主、探究、合作学习的能力。

4.科学探究的基础。引导学生发现问题并提出问题是科学探究的基础,因此,在科学探究之前,教师要根据教学内容、探究目标,通过演示实验、多媒体呈现、物理过程描述等多种手段为学生提供丰富的物理情景,引导学生提出问题。在对提出的问题进行归纳和提升之后,从物理学的情景中提出有价值的问题或探究主题,为科学探究打下了良好的基础。

5.科学探究的关键。猜想与假设是学生创新性思维的重要体现,也是科学探究的关键。象科学家进行科学假说一样,猜想与假设都要建立在一定的事实基础之上,否则是无价值的,所以教师要引导学生根据实际现象或已有的知识提出假设,避免猜想的盲目性。

例如,在讲“自由落体运动”一节时,演示“牛顿管”的实验,学生们一致认为硬币先落下,其次是软木塞,最后是羽毛落下。笔者随即设疑:如果将“牛顿管”中的空气抽出,情况又如何呀?引发学生提问。有学生提出:“物体下落快慢与什么有关?”还有学生问:“为什么羽毛最轻还同时落下”经过归纳,前一个问题大多数同学最关注,并且符合学生认知需要,因此成为了本节课的探究课题。根据物理的知识和经验,有同学猜测可能与质量大小、接触面积有关,等等。这时,将抽出空气的“牛顿管”再做实验,激发了学生的新的认知冲突,通过这一过程,使学生体验了有根据的猜测,并使后续的探究具有了明确的目标和科学价值。

6.重视科学探究的过程。制定计划、设计实验、进行实验、分析论证、评估交流,是获得科学结论的途径,也是获取实验现象、数据、结论的重要过程。新课改不提倡让学生按照设计好的实验步骤“照方抓药”,教材中也不再具体给出实验现象和结果,所以实验中,教师要启发和鼓励学生根据探究目标设计实验方案、实事求是地记录实验现象和数据、通过分析,归纳出实验结论。教师根据学生的知识水平、认知能力,根据优势互补的原则进行分组,以小组合作的方式进行,各小组成员要一起制定实验方案,实验中主动参与,分工合作,各尽其职。实验中,教师要不断进行监控和方法指导,保证探究活动科学有序进行,尤其要注重对实验设计中的创新方案要给与鼓励。为了提高探究效率,教师可给学生设计一些具体问题,使学生有更具体的探究目标。例如,在“楞次定律”一节的探究中,笔者曾给学生设计以下问题:指针偏转方向和电流流向的关系之间有什么规律?磁铁的N(或S)极插入线圈时,感应电流的方向以及其磁场方向如何?磁极远离时又是怎样的?根据实验结果,你能得到哪些结论?并总结出什么结论?这些问题的设置使得学生的探究有序进行,避免了盲目性。不过,也要允许学生有新的想法,从而体验思考的乐趣。

在合作中,要鼓励小组中的每个成员都敢于发表见解,发挥作用,最后提炼成小组成果在全班进行交流,营造出一种和谐的学习氛围,提高学生对探究的热情和兴趣。

科学探究教学与传统教学相比过程较复杂,不确定的因素较多,这就决定了其操作中的策略性较强。物理学有着丰富的教学内容,每节课的教学方式不尽相同,新课程改革提倡教学方式多样化,但培养学生的科学探究能力是物理教学中必须坚持的方向,我们只有在实践中不断和总结和反思,因地制宜地解决科学探究中的实际问题,使探究性活动落到实处,才能使科学探究教学逐渐走向成熟和完善,真正促进学生创新意识的形成和解决问题能力的提高。

参考文献:

[1]吴怡.新课程理念下高中物理教学衔接问题的探索与实践[J].物理教师,2007,(3).

[2]徐光杰.对初高中物理衔接教学的反思[J].成都教育学院学报,2001,(9).

[3]邵明.关于初高中物理教学衔接的思考[J].大连教育学院学报,2009,(2):97-98.