中學(xué)物理教學(xué)科學(xué)探究論文
時(shí)間:2022-09-10 02:28:00
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為了更好地推動(dòng)新課程的實(shí)施,促進(jìn)科學(xué)探究在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用,湖南省教育科學(xué)研究院最近在岳陽(yáng)中學(xué)舉辦了湖南省第二屆中學(xué)物理教學(xué)創(chuàng)新大賽。大賽以科學(xué)探究為主題,參賽選手提供一段反映以科學(xué)探究為主題的物理教學(xué)30分鐘的錄像片斷及其該課的教學(xué)設(shè)計(jì)方案,接下來(lái)將放錄像的參賽選手聽完前面的課后立即評(píng)課10分鐘。評(píng)委會(huì)根據(jù)參賽選手的教學(xué)錄像、教案、評(píng)課的表現(xiàn)綜合評(píng)定獲獎(jiǎng)等等。雖然整體情況比較好,但存在一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在:大部分的高中教師不知道什么是科學(xué)探究,以為啟發(fā)式、導(dǎo)探式、解決問(wèn)題和解答習(xí)題就是科學(xué)探究;知道科學(xué)探究的教師又不知道如何選題,在17節(jié)課中有9節(jié)不適合科學(xué)探究課型,知道選題的又不知道如何進(jìn)行科學(xué)探究;初中組的教師上的課雖然形似科學(xué)探究課,但只是課堂氣氛轟轟烈烈,學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)不多,沒(méi)有真正形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的氛圍……究其原因,主要是高中課改以及培訓(xùn)還未全面推開,初中的培訓(xùn)還不夠細(xì)致、到位,對(duì)于新課程改革的理念還未很好地接受和消化。老師們普遍反映需要加強(qiáng)在科學(xué)探究這方面的指導(dǎo)和幫助。
什么是科學(xué)探究呢?在《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式之一。將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),旨在將學(xué)習(xí)重心從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中,通過(guò)經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過(guò)程,學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神科學(xué)探究的形式是多種多樣的,其要素有:提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。在學(xué)生的科學(xué)探究中,其探究過(guò)程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素。科學(xué)探究滲透在教材和教學(xué)過(guò)程的不同部分。
一、物理科學(xué)探究課必須是一堂物理課
一堂物理課,應(yīng)當(dāng)有一定的課堂結(jié)構(gòu),對(duì)內(nèi)容的處理要詳略得當(dāng),不可面面俱到,沒(méi)有重點(diǎn)。既要有三維一體的教學(xué)目標(biāo),又要有流暢的邏輯結(jié)構(gòu),還必須具有物理特色。按照新的教學(xué)理念,教學(xué)目標(biāo)分為三維:知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀。傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)分地注重知識(shí)的傳承,對(duì)過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀未引起足夠的重視。在物理教學(xué)中,除了科學(xué)知識(shí)外,還有科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)態(tài)度等。這些是科學(xué)素養(yǎng)中不可或缺的部分。當(dāng)然,在科學(xué)探究課中,情感、態(tài)度和價(jià)值觀重在體驗(yàn),讓學(xué)生在體驗(yàn)中升華,不可貼標(biāo)簽或喊口號(hào)。
一堂好的物理課必須有流暢的邏輯結(jié)構(gòu)。好的一堂課,宛如一首優(yōu)美的散文詩(shī),一氣呵成。如果一堂課在邏輯上顛三倒四,聽起來(lái)就會(huì)味同嚼蠟。如“帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”,學(xué)生已經(jīng)知道物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和提供帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是洛倫茲力,而某教師在教學(xué)中通過(guò)一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生來(lái)探究帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑與電荷的大不、電荷的質(zhì)量、磁場(chǎng)的大小之間的關(guān)系。這個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)是建立在上的。這樣做,在邏輯上是不允許的。
一堂物理課必須具有物理特色,要?jiǎng)?chuàng)建真實(shí)的物理情景,提供產(chǎn)生“問(wèn)題”的土壤,有真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)作為支撐。從這次比賽的情況來(lái)看,絕大部分的問(wèn)題是教師提出來(lái)的,而不是學(xué)生提出來(lái)的,問(wèn)題就在于教師沒(méi)有提供明確的物理情景,或是聯(lián)系實(shí)際、聯(lián)系科技,、生活不夠緊密,致使學(xué)生提不出問(wèn)題。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,虛擬實(shí)驗(yàn)可以代替真實(shí)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)探究并且以科學(xué)家模擬原子彈的爆炸等為例來(lái)說(shuō)明其可能性。要知道,學(xué)生要探究的是其中的原理,而不僅僅是結(jié)果,最重要的是讓學(xué)生在真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)中,親身體驗(yàn)物理過(guò)程,領(lǐng)悟物理思想和方法,證實(shí)或證偽自己的猜想。
二、合理地選擇科學(xué)探究課的課題
科學(xué)探究課的選題非常重要。因?yàn)樵诳茖W(xué)探究活動(dòng)中,學(xué)生必須要通過(guò)經(jīng)歷,科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過(guò)程,在原有的知識(shí)基礎(chǔ)上構(gòu)建新的物理知識(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)新的技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神沒(méi)有探究的價(jià)值,沒(méi)有學(xué)生探究經(jīng)歷的真實(shí)過(guò)程,沒(méi)有學(xué)生探究的背景知識(shí),、技能,沒(méi)有學(xué)生探究的實(shí)驗(yàn)條件,這樣的科學(xué)探究就沒(méi)有必要或沒(méi)有可能進(jìn)行。因此,科學(xué)探究課的課題必須有探究的價(jià)值、學(xué)生探究的思維基礎(chǔ)和技能、探究的時(shí)間和空間、探究的實(shí)驗(yàn)條件。
有時(shí)有些課題雖然可以按探究課來(lái)上,但必須考慮其有無(wú)價(jià)值。如“探究怎樣用變阻器改變燈泡的殼度”在學(xué)生知道變阻器的原理后,這樣的探究就沒(méi)有意義了。科學(xué)探究不是萬(wàn)能的,不是所有的課題都可以作為科學(xué)探究課來(lái)上,有些陳述性知識(shí),特別是一些“是什么的問(wèn)題”用傳統(tǒng)的講授方法可能事半功倍,而用探究就可能事倍功半,如“氣體的性質(zhì)”是運(yùn)用分子理論來(lái)解釋的;程序性知識(shí)也只能靠傳授,如科學(xué)探究的要素是程序性知識(shí),他們?cè)跄馨刺骄康恼n型來(lái)上呢?又如“帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”,學(xué)生已經(jīng)知道物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和提供帶電粒子作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是洛倫茲力,學(xué)生不難理解,沒(méi)有必要讓學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)探究帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑與電荷的大小、電荷的質(zhì)量、磁場(chǎng)的大小之間的關(guān)系,這樣的探究沒(méi)有實(shí)際價(jià)值。即使是可以探究的內(nèi)容,由于有些探究的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有相應(yīng)的設(shè)備和條件,有些探究學(xué)生可能沒(méi)有相應(yīng)的知識(shí)基礎(chǔ)和技能,也無(wú)法探究。如“行星的運(yùn)動(dòng)”中開普勒三定律無(wú)法探究、“電磁波”中“電磁波是橫波”也無(wú)法用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
三、正確處理好科學(xué)探究中各個(gè)要素
在提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作七個(gè)要素中,評(píng)估、交流與合作應(yīng)該貫穿于整個(gè)探究過(guò)程中,不只是在最后再作評(píng)估。如對(duì)于學(xué)生的計(jì)劃與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),如果不做評(píng)估、交流,有時(shí)可能就可能無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
在提出問(wèn)題時(shí),是創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出問(wèn)題,還是教師自己提出問(wèn)題,應(yīng)該根據(jù)具體情況而定,但在一般情況下,首光是考慮讓學(xué)生自己提出問(wèn)題來(lái)。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,往往是教師越俎代庖,并且有時(shí)提出的問(wèn)題缺乏針對(duì)性。如在《科學(xué)探究:怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》一課中,有位教師出示了一個(gè)水電發(fā)電機(jī)組的課件,問(wèn)學(xué)生“電是怎樣產(chǎn)生的?”,教師的本意是希望學(xué)生猜想出感應(yīng)電流是由于線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的,但學(xué)生可以回答說(shuō)“是由于水沖動(dòng)或水沖動(dòng)水輪機(jī)組而產(chǎn)生的”本來(lái)教材上有一個(gè)發(fā)電機(jī)模型,教師可以安排實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中提出電是怎樣產(chǎn)生的,進(jìn)而做出種種猜想。即使是教師提出的問(wèn)題既應(yīng)該有一定的思維基礎(chǔ)或生活體驗(yàn),也應(yīng)該有一定的發(fā)散性,以利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。在引導(dǎo)學(xué)生提出的問(wèn)題中,問(wèn)題應(yīng)該有一定的層次性,讓不同層次的學(xué)生都能享受提出問(wèn)題的樂(lè)趣。
在提出猜想時(shí),剛開始進(jìn)行科學(xué)探究課時(shí)可以允許學(xué)生“胡思亂想”、“胡說(shuō)八道”,但在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的訓(xùn)練以后,要引導(dǎo)學(xué)生盡可能地提出猜想的依據(jù),“自圓其說(shuō)”,盡管有時(shí)直覺(jué)在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中又十分重大的作用。盡可能地提出猜想的依據(jù),有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),樹立科學(xué)態(tài)度。對(duì)于學(xué)生的猜想,要予以適當(dāng)?shù)脑u(píng)估:難于證實(shí)或不能證實(shí)的,要予以說(shuō)明;對(duì)可以證實(shí)或證偽的,在不符合教師預(yù)設(shè)的情況下可以布置學(xué)生課余完成;對(duì)于明顯的錯(cuò)誤猜想,不僅不要給學(xué)生難堪,而且要予以適當(dāng)?shù)墓膭?lì),給與更多的關(guān)注。
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,在課時(shí)十分緊張的情況下,如對(duì)于多因素變量中,使用控制變量法時(shí),沒(méi)有必要讓每一個(gè)學(xué)生都經(jīng)歷每一個(gè)變量的探究可以只考慮其中的一個(gè)或兩個(gè),讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可能會(huì)遇到技術(shù)和技能上的問(wèn)題,在收集數(shù)據(jù)時(shí)也可能出現(xiàn)不規(guī)范的地方,特別是在處理數(shù)據(jù)時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)拼湊數(shù)據(jù)的情況,教師要特別注意。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有問(wèn)題的地方,往往是科學(xué)上有重大發(fā)現(xiàn)的時(shí)機(jī),應(yīng)該讓學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有問(wèn)題不要緊,重要的是查明原因,以實(shí)事求是的態(tài)度對(duì)待和處理可能出現(xiàn)的任何問(wèn)題。