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基于学生高阶思维培养的初中物理实验教学

2022-05-16白玉

锦绣·中旬刊 2022年1期
关键词:高阶思维创造性实验教学

摘要:实验是物理教学的根,思维是物理教学的魂,只有进行试验才能使学生有所感知。在物理实验教学中,需要变走马观花为寻根究底,变全盘接收为质疑创新。通过高阶思维培养下的课题研究,能够激发广大学生对基础物理的研究兴趣,同时也能培养广大学生的物理高阶逻辑思维能力。

关键词:高阶思维;实验教学;创造性

美国著名教育家布卢姆曾将思维过程从教学整体性的认知逻辑思维管理角度,由低到高细分为六个思维等级,即教学整体思维过程目标:记忆、理解、应用、分析、评价和重新操作。

本文以物质密度探究进行分组实验教学,变走马观花为寻根究底,变全盘接受为批判质疑,变依葫芦画瓢为拓展探究,不仅激发学生学习物理兴趣,而且以

帮助学生丰富感性知识,掌握正确的物理观念,培养学生的高阶思维能力。

一、学非探其花,要自拔其根

变走马观花为寻根究底,在实验教学中,针对教材的实验方案,教师稚化追问,提出新的问题,为什么要进行这个实验?实验方案为什么要这样设计?还有别的实验方法可以代替吗?从而避免学生走马观花,引导学生在面对新问题时如何正确分析、推理和判断,从而培养学生的高阶思维能力。

例如,在一次测量小石块的密度实验中,教师可以先组织学生之间相互交流,讨论实验方案,再按照教材的方案(如图1)进行实验,先调节天平使其平衡,再测石块的质量,把量筒中装入适量水,用线把石块浸入量筒的水中,两次取得的、读数的差值就是石块的体积,最后,教师追问并引导学生进行科学推理。

问题1:为什么要在量筒内装适量的水?如果水过多或过少,对实验有什么影响?经过学生讨论,大家一致认为,量筒上方没有刻度,水过多的话会无法读数,还可能水满溢出水,要是水过少则可能无法浸没石块,测量石块的体积就不正确。

问题2:如果石块很大,根本放不进去,这个实验应该如何改进?经过全体学生一番热烈讨论,大家一致表示赞同一并认为,如我们的图2,在烧杯中加水到标记,取出石块再补充水,将量筒中的水倒入杯中到标记,但是,学生认为这种测量可能会带来误差,石块从烧杯中取出时会残留水,体积偏大,做标记时不准确,会导致测量的密度偏小,也有学生提出,可以利用溢水杯,在溢水杯中倒满水,把石块浸没水中,把溢出的水倒入量筒,水的体积就是石块的体积。

问题是思维的源泉。学生对教材的实验方案有很多的质疑、疑惑困惑。本文在教学引导案例中,教师基于案例分析,培训学生的各种思维迷思建立思维引导概念,通过教学案例稚析强化学生独立追问,用高阶思维引导方法对其进行教学引导,可以帮助培训学生独立思考解决社会实际问题,避免教师引导培训学生走马观花,不仅能够培训教育学生独立解决分析实际社会问题的独立思维能力,而且可以极大促进有效培训,培养学生对高级基础社会科学知识的深入系统理解,还有助于培养学生的各种高级基础科学知识思维。

二、变全盘接受为质疑创新

质疑是创新的基础,创新是质疑的深化,质疑是提出问题,创新是提出解决问题的方法。在进行实验教学中时,教师首先要特别注重的是引导学生们培养思考的思维能力,使其能够提出自己的实验见解,通过思考,找出一个实验中可能存在的实验误差及其原因,引导学生们对其进行实验、质疑、反思,鼓励学生们通过进行多样的思维活动解决实验问题,进而不断培养学生们的高阶实验思维。

例如,关于测量食盐水的液体密度,教师立即设问,根据液体密度公式,你认为是否能直接测量盐水的密度呢?那么需要直接测量哪些液体的质量?有的学生教师认为,需要直接测量食盐水的液体质量和被测体积,教师立即设问,那如何直接测量食盐水的液体质量和被测体积呢?有的学生教师认为,先通过测量食盐水的液体质量,考虑到食盐水本身是一种液体,不能直接把水倒在测量托盘上,所以,先通过测量空盐水烧杯的测液体质量,把食盐水直接倒入空烧杯,再直接测量食盐水和空烧杯的液体质量,最后把食盐水直接倒入到计量筒中,再测出水的体积。立即有学生教师提出另一种测量方案,先通过测量食盐水的测量体积和空盐水烧杯的液体质量,把食盐水直接倒入空烧杯,测量食盐水和空烧杯的液体质量(如图3)。

教师设问:你认为哪种方案更准确?有的认为第一种方案好,也有的认为第二种方案好。教师提供实验器材,要求学生同意第一种选第一种,同意第二种就选第二种进行试验,并汇报实验结果。学生发现第一种方案普遍比第二种方案偏大。

教师追问:两种方案测量结果为什么不同?产生误差的原因是什么?有的学生认为第一种方案的结果错误,有的学生认为第二种方案的结果错误。老师一起进行实例演示:往烧杯内倒水,然后把烧杯内的食盐水平均倒入量筒,再让两个学生一起进行观察烧杯,学生发现烧杯内有少量水残留,学生讨论产生误差的原因,第一种产生测量误差方案中食盐水的质量正确,从烧杯倒入量筒时,有少量食盐水残留,体积偏小,导致测出的密度偏大。第二种产生测量误差的方案,食盐水的体积正确,从量筒倒入烧杯时,有少量食盐水残留,质量偏小,导致两个学生测出的密度偏大。

误差是实验过程中普遍存在的现象。本案例,教师引导学生通过观察物理教材实验产生的误差,鼓励学生进行评价,变全盘接受为质疑创新,开展创新实验操作,进行科学论证,培养学生解决问题能力。学生经历了选择、判断和创作的过程,发展了学生的高阶思维能力。

三、结语

实验教学实践活动方式贯通于整个实践管理活动中,实验教学是一种让广大学生通过多层次互动思维的学习方式。在实验中学生可以进行问题评价分析,并独立自主参与问题的思考与解答,整个过程能有效的提高广大学生对学科基础知识的深层含义的理解和基本技能的掌握。因此,开展高阶思维化的物理实验能够挖掘广大学生的知识、思维、创新潜力,提升广大学生的思维自主性和创造性。

参考文献

[1]陈懋.基于学生高阶思维培养的初中物理实验教学[J].物理教师,2021,42(09):56-58.

[2]梁晓妍.浅谈在初中物理教学中培养学生高阶思维能力的策略[J].天天爱科学(教育前沿),2021(06):75-76.

[3]祖丕繆.高中视角下初中化学实验教学对学生高阶思维的培养[J].高考,2021(05):136-137.

作者简介:白玉(1977.07—),女,汉族,籍贯:河北阜城县人,工作单位:辽宁省沈阳市第二十三中学(南昌中学),学士学位,专业:物理教育

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