浅谈如何在物理实验教学中激励学生主动探究
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作者: 陈少华
本文从科学探究作为物理教学培养学生科学素养重要的方式入手,详细阐明了在物理教学中如何改进实验教学,从而激励学生主动探究。
[关键词]物理实验教学 主动 探究
如何使学生在学习物理的过程中,体会物理学科带来的乐趣,由“怕学”而转为“愿学”甚至“乐学”,一直是我们物理教育工作者不懈的追求。“注重科学探究”是新课程改革的核心理念,其要旨在于引领“学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神”。笔者注意到,一方面,充盈着探索之乐趣、发现之魅力的课堂越来越频繁地出现在物理教学时空内;另一方面,学生总是在老师的牵引下被动地探究,并没有真正地投入进去。笔者发现,实验教学作为物理教学的主阵地,若加以改进,在激励学生主动探究上起着不可忽视的作用。
一、变演绎式演示实验为探究式演示实验
传统教学中教师采用的是演绎式的演示实验。如在做“压缩气体,气体内能增加”的实验中,以往的方式是先演示,然后讲解原因,或是让学生根据已学知识进行推理,然后进行演示加以验证,这种传统的演示实验现象虽然很吸引人,但学生仍是被动地接受知识,对学生的创新能力、探究能力及对知识的深入理解,仍有很大程度的限制,如对“实验研究的现象是什么?为什么要在筒内放易燃物?为什么要迅速下压活塞?”这一系列问题学生仍不明确。可变此实验为探究式实验,筒内先不放易燃物而压缩空气,要求学生仔细观察空气的内能是否增加,这时学生会感到十分困惑,会想到能否变“看不见”为“看见”顺着这样的思路展开教学,让学生主动参与设计和实验,提出多种方案,然后讨论哪种最简便可行,进行演示,不仅使学生印象深刻,而且培养了他们的创新能力和解决问题的能力。在探究式演示实验中,笔者认为,教师要尽量作到以下几点:①要给学生充分的思考时间和空间,每个教学环节都要留有余地。能由学生动手解决的问题教师就不要轻易包办代替;能由学生分析思考得出的实验结论教师就不要急于下结论,同时要尽可能多地留给学生动口、动手、动脑的时间。②教师在演示实验时,要适时地穿插富有启发式的设问、讲解,引导学生观察应该注意观察的部位所产生的现象,启发学生思考。
二、变演示实验为学生实验
教材中有些演示实验教师可从中选择,设计为学生实验。如在比热容概念的教学中,虽然过去也采用演示实验教学,但多数学生只是被动地看实验,并没有真正投入到探究的过程之中,可将实验做如下改进:①提出问题:物体吸收热量究竟跟哪些因素有关?②学生提出假设:A.物体吸收的热量与物体的质量有关,质量越大,吸收热量越多。B.物体吸收的热量与物体升高的温度有关,温度升高的越多,吸收的热量越多。C.物体吸收的热量还可能与物质的性质有关,不同的物质,吸收的热量可能不同。③设计实验:经过讨论认定假设 A、B是显而易见的,所以只设计假设 C的实验,学生之间、学生与老师之间相互交流,共同确定实验方案,取几种不同的物质,如水和煤油进行对比,因为物体吸收的热量还跟物体的质量、升高的温度有关,所以实验必须控制变量,即水和煤油取相同的质量,使它们升高相同的温度,又因为热量的多少无法直接测量,要比较吸收热量的多少,可以比较它们受热时间的长短,因此要使两个酒精灯的火焰调节到基本等大,最后给出统一的方案;④进行实验,收集数据,并加以比较。⑤得出结论:各小组汇报自己的实验结果,得出实验的结论。这样的实验探究形式,留给学生充分的想象空间,给学生创造了无拘无束的气氛,让他们有自主探索、自主创造的机会。
三、变验证性实验为探究性实验
探究性实验教学的目的在于引导学生主动地探究新知识,让学生感受探究、发现、发明的过程。接受科学方法的训练,学会分析处理信息,培养学生的探究精神,提高学生分析和解决问题的能力。在初中阶段,我们可以结合学生的发展特点,适时适度地变一些验证性实验为探究性实验,会大大激发学生的探究欲望,充分发挥他们的创新潜能。如在焦耳定律的实验探究中我们是这样做的:一是提出课题。二是电流产生的热量跟哪些因素有关。三是猜想假设,设计实验(略)。四是实验验证得出结论。五是实验的再探索。
实践证明,探究性实验教学较验证性实验教学有更为广阔的活动空间和思维空间,可以激发和满足学生的探索和创新的欲望,学生在自己“探索”物理规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来,锻炼和培养自己的创新能力。
四、变现成实验为设计性实验
在物理实验中,即使实验目的和要求相同,但如果实验原理和实验器材不同,实验方案也往往具有多样性。因此,如果选择典型的课题,通过多种方案的设计和实施,则可有效地培养学生的创新思维能力。设计性实验是学生运用已有的知识和技能,在一定要求和条件下,自行设计实验方案和实验步骤,完成实验要求。设计性实验力求使学生感到有探索价值和设计必要,能引起学生兴趣,培养学生动手动脑的能力。
具体可采用的方法有:一是根据同一实验目的,开放常规实验仪器,让学生自己设计实验方案,选择实验器材进行实验。例如,提供下列器材:提供下列器材:天平、量筒、水、弹簧测力计、空瓶、系有细绳的小铁块等,让学生自己设计实验去测以无色透明的液体的密度,学生通过广泛联系和运用所学的知识和方法,集思广益,初步提出许多可能的方案,其中一些闪烁着创造性的火花。对此,再组织学生讨论、辨析、对合理的加以肯定,不恰当的提出问题所在,对无法完成的方案阐明其原因。二是根据限定的实验器材,要求学生进行发散性实验设计,看看至多能有多少种不同的实验。
总之,教师一定要用心设计实验,将书本知识和学生体验联系起来,把书本知识“重新激活”,恢复到鲜活的原生状态,这就唤醒了学生内在的需要和兴趣,提升了探究问题的欲望;再经老师启发、引导,对实验结果进行分析评估、归纳概括,使学生始终处于积极的自我探索和自我发现状态,从而使学生享受到成功的快乐,感受到深层次的情感体验。
参考文献:
[1]钟启泉.物理教育展望.上海:华东师范大学委员,2002.
[2]柴西琴.对探究教学的认识与思考.课程.教材.教法,2001.8.
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