浅淡探究性学习与应用

初中物理《新课程标准》强调以物理的知识和技能为载体,让学生经历科学探究过程,学习科学探究的方法,培养学生的科学探究精神、实践能力、创新意识;提出改革以书本为主、实验为辅的传统教学模式,提倡多样化的教学模式。积极开展探究性学习的理念就是在这一背景下应运而生的。

一、探究性学习的内涵

探究性学习的内涵是指在教师的指导下学生运用科学探究的方法进行学习,主动去获取知识、发展科学探究能力、形成科学概念和培养探索未知世界积极态度的实践活动。

探究性教学的目的在于培养学生的创新精神和实践能力,因而知识与能力的获得主要不是依靠教师的强制性灌输,而是在教师的指导下由学生通过主动探索、主动思考、亲身体验而获取的。探究性教学实质上是将科学领域的探究引入课堂,使学生通过经历类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质,并培养科学探究能力的一种教学方法。

二、探究性教学法的程序

1、创设情景,提出问题

陶行知说过:“创造始于问题”。《新课程标准》中明确指出:“学生在学习中发现并提出问题,是至关重要的,是求知的起始,也是教师展开教学的最好开端”。提出问题是整个探究的基础,如何发现并提出问题是实施探究性学习的前提,如果学生提不出问题,探究很难进行下去,在探究性学习中,教师要注重培养学生发现问题的兴趣,养成提出问题的习惯,并积极创设情境促使学生头脑中产生有指向性的疑问。最常用、有效的方法有设计实验,应用直观教具、挂图和多媒体技术,结合物理故事、生活实例等。

2、科学猜想

科学猜想是研究自然科学的一种广泛应用的思想方法。它不是无根据的幻想,而是有客观根据的。在教学中通过讨论、多媒体技术等,引导学生积极思维,多问几个“为什么”。让学生有独立思考的时间和空间,根据已有的知识、经验或收集到的信息做出较合理的猜想。

3、设计实验,验正猜想

此阶段主要是为了给学生一种科学有效的探索真理的途径和研究问题的方法。学生在教师的指导下,自主设计探究方案,进行实验探究,收集实验数据。突出教师与学生、学生与学生、学生与课程的交流与互动。让学生在探究过程中体验科学探究的乐趣,了解科学探究的方法,发展科学探究的能力,培养独立操作的能力。

4、得出结论,指导实践

对实验收集的信息进行分析、鉴别、处理,得出结论,并上升到理论的高度。培养学生的综合、归纳能力。再将理论指导实践,培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。

三、探究性教学案例

下面以初中物理《电阻》为例分析探究性课堂教学的设计思想。

1 演示实验,引入新课

请同学们观察所带来的各式电线,谈谈各自的“发现”并提出大家最感兴趣的问题?

同学可能的发现和提问:(摘选)

(1)一般电线内部是金属丝,外部包有一层塑料。

(2)为什么普通电线内部的导线多用铜制成,可否采用其他常见金属材料来代替铜。

教师结合(1)再联系旧知识及实物重新加深学生对导体、绝缘体概念的理解,并指出好的导体和绝缘体都是重要的电工材料。

结合(2)引思:能用铁或其它材料来代替铜吗?从而打开课堂探究之门。

演示实验,当用镍铬合金线替换电路中的铜导线后,灯泡亮度明显变暗。学生通过观察灯泡的明暗去推断电流强弱,并发表见解:电压一定时,导体中的电流大小还与导体自身有关。

2 提出课题

教师提出“电压一定时,导体的哪些因素会影响电流大小”这一课题,引领学生进入问题情境探究。

3 启动思维,引发猜测

研究伊始,教师就应指出,导体的属性很多,要是——加以研究的话,工作量很大。这时应学会定出几个“重点怀疑对象”,将搜索范围缩小些。接着鼓励学生试着放开眼界,开动脑筋,寻找种种蛛丝马迹,去猜测、设想导体中的哪些属性影响电流的可能性大一些。

学生分组讨论,提出自己小组的假设。教师也有意选择几组,加入讨论。

教师主持,学生交流设想:有的学生提出,从刚才的演示实验中,可以看出电流的大小可能和导线的材料有关;有的学生则在与水流的对比中推断出可能与导体的横截面积和长度有关;也有学生联想到长跑时比短跑时的速度慢,认为可能与电流所流过的路径长短有关。

少数学生提出质量、密度是影响电流大小的因素,教师应先让学生对质量、密度因素进行验证。当学生发现元法找到长、粗、材料相同而质量(或密度)不同的导线时,教师再给予指导,启发学生,(在一定温度下)长、粗、材料一定,电线就唯一确定了,其对电流的影响也就固定了,因此不可能再和其它的因素有关,进而排除质量和密度这两个因素。

在交流过程中教师应注意让学生说出得到假设的线索,启发、帮助学生明白自己所采用的生成假设的方法(如联想、类比、观察等),肯定正确的方法,指出不足之处。

4 自主探究,收集证据

学生按照自己的猜想,自己设计实验电路,自主拟定实验步骤,进行实验并完成实验报告。教师巡回指导,发现问题及时纠正。

学生上讲台,将实验报告投影于屏幕,重点就结论,电路图,实验步骤,实验设计思想进行交流,生生、师生互问、互辩。

这一阶段,教师应注意:(1)通过突出导线的选择原则,渗透“控制变量法”。(2)注意收集得出同一实验结论的不同实验途径,如探索长度因素时,既可以用导线①、②比较,也可以用导线③、④,还可以将同一导线的不同长度接人电路。激励学生用多种方法完成实验,培养他们的发散思维。(3)由于实验器材中四根导体的横截面积相同,因此在交流粗细因素时,特别注意让学生说出如何得到长度、材料相同而粗细不同的导体,如将②、④导线对折后分别与导线①、③相比;或向别组借一导线和自己组中相同的一根并联后测出电流,与原导线相比等。(4)对实验方法独特的学生给予赞扬,养成学生尽力追求“与众不同”的创新意识。

在学生探索出:电压一定时,导体的长度、粗细和材料会影响导体中的电流后,教师接着演示电阻与导体温度关系的实验,进一步揭示电阻与导体温度的关系。

6 总结实验,建立概念

教师总结实验成果,分析后指出:通过上述实验,我们找到了影响电流大小的四个因素。对一段导体而言,它的材料、长度、粗细都是确定的,它们各自对电流大小施加的那部分影响也是确定的。因而整个导体对电流大小施加的总体影响也就确定了,这一总体影响就是各个部分因素影响的总和。既然导体都有一个确定的对电流的总体影响,我们就可以定义一个物理概念来表示这一总体影响。教师要求学生思考,该怎样来定义这一概念?这一概念和导体的四个具体因素又有什么关系?

学生围绕这个问题进行讨论并明确:电流是自

由电荷的定向移动,电荷在导体中流动会受阻,可定义为导体的阻电性,即对电流的阻碍作用,阻碍作用的大小与导体的长、粗、材料和温度有关,导线越长、越细,对电流的阻碍作用越大。

只要学生能表达出大概的意思,教师就给予充分肯定。接着教师再介绍“电阻”的概念,进一步肯定学生探索的成功,引导学生体验喜悦情绪。

7 应用结论,指导实践

让学生利用探究得到的结论解释为什么普通的电线内部的导线都用铜制成,使学生认识知识的价值在于应用,学习目的指向更加明确。

与传统教学方式相比,这样处理不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的学,学生学得主动,学得积极。本节课在分组实验中,有意识地供给学生多余的实验器材,为多方探索提供更大的空间;在交流时突出完成实验的多种途径和方法,鼓励学生用多种方法完成,主要的学习活动皆由学生自己设计、组织、实施、交流、总结和评价,体现了以学生为主体的素质教育理念。并且注意了研究方法的渗透,课堂气氛轻松,师生交流和谐,真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。

三、实施探究性学习的几点体会

1 探究性学习重视学生的自主体验和自主探究并不意味着放弃教师的指导。教师在整个教学过程中是“导演”,是“顾问”。要导得好、导得妙。如果在尊重主体性的名义下,疏于指导,甚至放弃引导学生走上正确、合理的探究之路,对于基础比较差有困难的学生可能就无法完成活动,有些学生的活动就会陷入经验主义的误区。为充分发挥探究性学习的功能,避免学生的探究活动随意游离课题和放任自由,教师可以通过适当的手段引导学生的探究过程。

2 探究性学习的课堂具有明确的探究目标和探究目的,是为达到某种结果而精心设计的,不是对学生提出的所有问题都探究,向外扩展与发散不是无限制的,更不是随机性地确定探究对象,也不是将所有的课堂都搞成活动探究课,而是有意识地选择一些贴近社会及生活实际,立足于教材能体现科学研究方法的课题,指导学生去研究,在研究的过程中。学会如何用已有的知识和方法去解决问题,并在解决问题的过程中,学会发现新的知识和新的方法,并逐步形成“敢于怀疑,敢于实践”的科学品质。

3 探究性学习不仅仅是获取知识的方式和渠道,更重要的是在知识探寻中孕育一种问题意识,亲自寻找解决问题的途径,引发整个学习方式的变革。有些教师在探究性学习的实践中往往只重视其知识获得功能,而忽视其推动学习方式变革的功能,从而出现灌输式地“教”学习方法和探究方法的现象,使得“探究性学习”的应有功能大大降低了。

实践表明,开展探究性学习可以促进每一个学生的全面发展,它尊重每一个学生的独特个性,为每一个学生的充分发展创造空间,洋溢着浓郁的人文精神,体现着鲜明的时代特色,无论是作为一种学习方式,还是作为一种课程形态,在新一轮基础教育课程改革中都有着独特的不可替代的价值。

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