在物理教学中培养学生的科学探究能力
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作者: 雍成宏
摘 要: 物理学是研究物质结构,物质相互作用和运动规律的一门自然科学。在物理教学中老师不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,而且应重视对学生终生学习愿望、科学探究能力、创新意识和科学精神的培养。
关键词: 物理教学 科学探究 科学探究能力
科学探究不仅仅是一种教学理念,更是科学内容的重要组成部分。科学探究就是指在教师的指导和启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行的物理教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参考对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种科学的教与学组织形式。把科学探究贯穿于教学中,能够培养学生较强的分析问题、解决问题的能力与创新能力。如何才能把科学探究很好地运用于物理教学过程中,让学生在探究活动中轻松进行、得到知识,提高能力,本文对此进行了探讨。
一、更新教学理念,开发科学探究潜力
我国基础教育课程改革正进入实验阶段,正在执行新教程实施的广大教师,不能凭过去的老经验、老传统进行教学,应充分学习、钻研、利用现行教材,研究摸索出适合新教材实施下的课堂教学的新形式,这关系整个基础教育课程改革的成效,也是学校的常规教学顺利走向新课程改革的关键。在传统的教学过程中,教师经常对学生缺乏正确的估计,总认为他们是被动接受者,需要教师扶着,这就扼杀了学生的主动性与独立性,而主动性与独立性恰恰在学生的具体学习中分别表现为“我要学与我能学”,教师应充分信任学生,创设和谐、民主、平等氛围,放权于学生,把课堂还给学生,让学生的主动参与和独立学习成为可能,让课堂从满生命气息,释放学生内在的探究能量,使探究蔚然成风。
二、积极鼓励学生,大胆参与科学探究
科学探究是学生参与式的学习活动。老师要鼓励学生积极动手、动脑,通过自主的探究活动,学习物理概念和规律,体验到科学的乐趣,了解科学方法,获取科学知识,逐步树立科学创新精神;要帮助学生克服怕出错、怕麻烦等思想障碍,同时在学生比较困难的地方给予具体的指导,使学生能够比较顺利地参与科学探究活动。这样做不仅可以让学生更多地体验到成功的愉悦,而且可以避免多次失败产生的消极心理影响。
三、引发认知冲突,激发探究的激情
教师在充分信任学生的基础上,应根据教学内容与学生实际,创设问题情景,引导学生发现新的物理情景,引导学生发现新的物理情景与已有知识冲突所在,从而激发学生探究的激情,进而转化为一种探究动力。例如:在讲解有关浮力知识时,常会遇到下列一些问题:①浮在水面上的物体受到浮力,而沉在水下的物体是否不受浮力?②轻的物体是否一定受到浮力,而重的物体是否不受浮力?③密度比水大的物体是否一定下沉?这样一系列的问题如何有效解决?采用的探究方法应该是有效、切实可行的。
四、切入物理应用,深化探究意识
教师在教学时应注意从学生的认知特点和规律出发,从让学生感兴趣的生活与自然现象引入问题,抓住学生的注意力,通过学生自主的探究过程,寻求物理规律,并且将这些规律应用于生活,应用于生产实际,让学生树立“从生活走向物理,让物理走向生活”的理念,使学生体验物理知识应用的乐趣,深化探究的意识。例如,在教学杠杆这一节时,教师展示古埃及及金字塔投影片,并提出问题,让学生思考:①古埃及人在修建金字塔时是靠什么来搬运大石块的?(杠杆)②什么是杠杆?为什么利用杠杆能够用较小的力产生较大的力?教师出示翘石块的撬棒,并出示抽水机摇柄的复合挂图,让学生动手探究,讨论、归纳杠杆的定义,平衡条件,以及杠杆的分类。
五、设计探究程序,培养探究能力
在讨论探究教学中,教师在培养学生创新能力的“导向性、可知性、程序性和新颖性”四原则指导下,应结合课程内容和学生实际,通过以学生为主体的“直观演示启发、设疑启发、攻难启发和求变启发”等选择设以“帮、扶、放”的培养程序,逐步培养探究能力。
1.帮、扶,是指在提出问题后,按照假设猜想→设计实验→实验验证→分析数据→得出结论,让学生尝试分析实验原理,作出正确的探究判断,让学生对学习产生成就感和自我提高感。
2.放,就是放手让学生完成实验探究的全部过程。如在新授电阻这一节时,先让学生猜想:不同的导体,电阻一般不同,影响电阻大小的因素是什么呢?教师出示材料、长度、横截面积不相同的导体引导学生观察,比较后首先提出猜想一般是:导体的电阻可能与导体的材料、长度和横截面积有关,同学们能否设计实验来验证自己的猜想呢?但教师故意不讲要采取控制变量法,让学生练习自行设计实验方案,并且提示学生每次实验结束后,都要反思实验方案与结果得出的思维过程,培养学生能够根据已有的实验方案独立选择实验器材的能力,并且对已有的实验方案独立组装并操作实验仪器,让学生自行判断,分析实验。
从帮扶到放手让学生动手参与,是培养学生创新探究能力的有效途径。
六、发挥团队精神,重视交流与合作
在现代社会生活和科学工作中,个人之间和团体之间的交流与合作是十分重要的。教师在安排科学探究活动中,要注意培养学生这方面良好素质的形成。物理课的大多数科学探究都不宜以个人为单位进行,应该分组进行,每组2-3人。组内的角色分工要明确,例如甲负责操作、乙负责记录,或不同学生负责从不同信息源中寻找相关信息。组内角色要转换,例如第一次甲操作乙记录,第二次乙操作甲记录。要注意发挥每个学生在探究活动中的作用,不能由少数学生包办代替。这样做既能使每个学生都得到机会均等的全面练习,又能充分体现工作中的分工与协作。为了让学生充分体现探究的过程,教师应该安排足够的时间让各组各种想法、各种观点进行充分的交流和讨论。
培养学生的科学探究能力,首先是理念的问题。只有充分发挥学生的自主探究潜能,才能充分运用新教材,也直接影响到学生对新教材内容的接受、掌握程度,这是新形势下教育发展的需要,也是教师自身教学手段的更新尝试,符合学生的认知规律,所以切实可行。
参考文献:
[1]物理课程标准(实验稿).北京师范大学出版社,2001.
[2]丁玉祥.科学探究的组织实施研究.中学物理,2003.03.
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