浅谈初中物理科学探究的方法指导
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作者: 丁红军
摘 要:对学生学习方法的指导是新一轮课程改革的重要切入口。本文从初中物理课堂教学中如何指导学生在学习上注意培养问题意识、鼓励学生大胆假设、引导学生小心求证、帮助学生形成结论等方面进行了阐述,着重探讨怎样在物理课堂教学中指导学生掌握运用科学探究法进行更有效的学习,特别是关于引导、帮助学生形成问题意识方面怎样将理论和实践紧密联系作为第一手的资料。
关键词:学习方法 问题意识 猜想假设 求证 探究能力
物理学家劳厄说:“教育无非是当一切所学的知识全部忘掉的时候,最后所剩下来的东西。”最后剩下来的是什么?是“思想方法、思维习惯和能力”这些“缄默”的知识,这些默默地陪伴学生发挥作用,让学生受益终生的知识。所以,教师在教给学生知识的同时,更应对学生进行学习方法的指导,其中对学生在物理学习过程如何进行“科学探究”方法指导又显得至关重要。
物理课程中的科学探究,是指学生积极获取物理知识,认知和解决物理问题的重要实践活动。物理课程中的科学探究涉及到提出问题、猜想和假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思和评价、表达与交流等要素,即问题――假设――检验――结论,是科学探究过程的基本环节。因此,在初中物理教学的课改实践中,我紧紧抓住“积极获取”和“主动实践”两个关键点,从培养学生问题意识,鼓励学生大胆假设,引导学生小心证明,帮助学生形成结论等方面来指导学生在学习物理中运用“科学探究”法来进行学习的。
一、培养学生的问题意识
能够培养学生问题意识,进而使学生提出有质量的问题,对学生在学习中确立其学习主体有着至关重要的作用。现代教育理论认为:“任何教学内容都可以用一个问题呈现出来,学习的发生,起源于情境变化的刺激,或叫做问题。”在教学中,培养学生的问题意识,要在“情境变化”上下工夫。所以,教师在充分信任学生的基础上,根据教学内容和学生实际,创设问题情境,引导学生发现新的物理情景与已有知识冲突所在,从而引燃探究火花。认知冲突是指某一问题学生急于解决,但用所学过的知识和技能又无法解决的一种心理氛围,此时容易激发探究欲望,进而转化为一种探究动力。例如讲“杠杆”时,先创设情境,让几位力气大的同学不借助任何工具去拔一颗钉在木板上的铁钉,结果许多男同学都无功而返,一位女同学却轻而易举的拔出钉子,她只不过多了一个工具――羊角锤。将这种日常生活中“四两拨千斤”的现象直观化,通过创设问题情境,找准学生的兴奋点、盲点、迷惑点,及时引发认知冲突,在学生探究心切的情境下展开对“杠杆”的研究,能收到很好的效果。
中国传统教育强调的“不愤不启,不悱不发”,对创设问题情境也应该是个核心观念,教师要在如何使学生“愤”和“悱”上做足文章。在“备课”过程中“备学生”的确是使课堂教学更有成效的途径。
二、鼓励学生大胆假设
学生在问题情境中或在教师启发下主动地对问题可能的答案做出“猜想”或“假设”,并尝试根据经验和已有知识对“猜想”和“假设”做出初步的论证。这样做,可以帮助他们加深对课本内容的领会、理解,可以刺激他们科学思维的发展,还可以使学生知道科学研究中求得知识的方法。例如在“欧姆定律”这一节的教学中,我们要研究的课题是“电流的大小与那些因素有关”,教师先引导学生根据已经学过的知识进行猜想:你觉得电流的大小可能与那些因素有关?你猜想的依据是什么?学生讨论后做了如下的猜想:1.电压是形成电流的原因,电压变大了,就会“压着”更多的电荷更快地通过导体,而单位时间内通过导体横截面积的电荷(量)越多,电流越大,因此,我们觉得电流的大小可能与电压有关;2.我们觉得电流的大小可能与电阻有关,因为导体对电荷的阻碍越大,导体就越不容易通过,即相同时间内通过导体横截面积的电荷(量)就越少,电流就越小。
三、引导学生小心证明
在物理教学中引导学生证明他们的“猜想”和“假设”时,教师要特别提醒学生“小心”。“小心”地做实验,注意每一个细节;“小心”地理清自己的思路,尽可能地使思维更具逻辑性。
科学探究需要通过具体的操作来获取证据和验证假设,制订探究计划、设计实验方案,把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上来。例如在讲授“电阻的大小与哪些因素有关”时,学生猜想认为与材料、长度、粗细、硬度等等因素有关,教师指出这仅仅是猜想的可能的结论,正确与否,还需通过实验来进行验证,那么如何设计实验来验证上述猜想是否正确呢?学生讨论后认为:考虑到电阻的影响因素有多种可能,应该用“控制变量法”来设计实验进行研究,如研究“电阻大小是否与长度有关”时,应保持材料、粗细、硬度等因素相同而长度不同,方法就是从一根电阻丝上剪下一长一短两段来进行实验。如何比较谁的电阻大呢?学生讨论后认为可以把他们分别连到同一电源上,并分别测出通过的电流,通过电流大的,该导体的电阻就小。教师指导学生根据这一实验思路讨论、设计实验装置、步骤,进而共同实验,观察、记录实验结果。
四、帮助学生形成结论
在经历了对数据、实验现象的准确记录、比较和可能的因果关系进行分析后,教师要引导学生尝试用自己的语言对探究结果进行描述,描述时,应力求客观、准确地反映探究的结论。教师要清醒地认识到学生的学识和他们的语言表述还不能够准确、周密。所以,在学生自己形成结论的时候,一方面教师要切忌“灌输”现成的书本结论;另一方面,注意在不挫伤学生积极性的前提下,用学生能够接受的方式,使学生的结论更科学。
例如在探究“电流与电压的关系”时,学生通过实验得到一系列数据,通过对数据的分析,有的学生这样描述结果:“导体两端的电压变大时,通过导体的电流也变大。”也有学生认为“电阻不变时,电压与电流成正比”。这时,教师应指出,第一种描述欠妥,应该是“导体的电阻不变时,导体两端的电压变大,通过导体的电流也变大”;仅从数据的数学关系角度而言,第二种描述是可以的,但从物理学的角度而言,这种描述是不对的,这种描述把因果关系颠倒了,因为“电压是形成电流的原因”,电流随电压的变化而变化,所以应该表述为“电阻不变时,电流与电压成正比。”这样的描述不仅反映了电流与电压的数学关系,也符合物理事实。
总之,把科学探究方法引进课堂教学中,让学生亲历探究的过程,自主探究,可以使学生知道知识是怎样得来的,不但有助于他们更好地理解科学知识,而且有助于他们学会独立地获取知识;科学探究方法的掌握和内化,有助于学生发展智力、培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及创新能力。只有在教师有意识地长期熏陶下,学生才能逐步形成对科学方法的喜爱,形成科学探究方法意识,形成应用探究方法的技能、定势和能力。
参考文献:
[1]《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》.中华人民共和国教育部.北京师范大学出版社,2001年7月版.
[2]朱慕菊主编.《走进新课程》北京师范大学出版社,2002年6月版.
[3]廖伯琴,张大昌主编.《物理课程标准(实验稿)解读》.湖北教育出版社,2002年6月版.
[4]《研究性学习》.江苏省中小学教学研究室.江苏教育出版社,2001年6月版.
[5]林崇德.《发展心理学》.人民教育出版社,1995年11月版.
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