物理探究式課堂教學模式初探
楊素英
【關鍵詞】 物理探究
1 問題的提出 在新世紀的信息時代,社會的發展對教育提出了新的要求,按新的教學大綱要求,新課程理念的基本內涵是:注重提高全體學生的科學素養,注重學生的自由學習,倡導科學探究,實現教學方式多樣化。在新的課程理念指導下,教師的教學理念、學生的學習方式都將發生根本性變化,原有的教學模式被打破,教師從知識的傳授者變為學生學習的組織者、指導者、促進者;學生也要從被動的接受知識轉變為主動地獲取知識,重視自身非智力因素的培養,這一轉變教師起著很關鍵的作用。如何在課堂中有效地組織教學?對每一位教師而言,都是一個值得深思的問題。 物理是以實驗為基礎的自然學科,物理的思維方式就是科學探索的思維方式,按照物理的思維方式——探究式設計課堂教學是教學的核心問題。
2 探究式課堂教學模式及其理論依據
探究式課堂教學模式是指教師按照教學大綱的要求,根據學生的認識水平和已有的知識基礎,與學生一起精心設計探究方案,指導學生在課堂內按設計的計劃進行的一種教學活動。它是以解決問題為中心,注重學生獨立鉆研,著眼于思維和創造能力的培養,充分發揮學生的主動性,仿照科學家探求末知領域的途徑,通過發現問題、提出問題、分析問題、創造性解決問題等途徑去掌握知識,培養學生的科學探究能力、實事求事的科學態度和敢于創新的探索精神。 其理論依據主要是:20世紀初,著名實用主義教育家杜威首先提出“做中學”的主張。20世紀中葉,著名生物學家、教育家施瓦布提出了探究式的教學方法,他主張不要把科學知識當做絕對真理教給學生,而應作為有證據的結論;教學內容應呈現學科特有的探究方法;教師應當用探究的方式來教授知識,學生也應通過探究活動展開學習。同時,以皮亞杰為代表的現代認識心理學家們提出的認知發展理論,也為人們將科學探究程序轉化為探究教學模式提供了重要理論依據。我國教育家陶行知先生在教育與知識問題上發展了杜威的思想,創造性地提出了“教學做合一”的理論,強調教育要與生活實踐相結合,教與學都必須以“做”為中心,把教、學、做一體化,“一面做,一面學,一面教”,充分體現了教學法和生活法的合一。
3 探究式課堂教學模式的實施設計
探究式課堂教學模式的過程一般有7個環節:提出問題、猜想、制訂計劃設計實驗、實驗探究、分析論證、表達交流得出結論、評估。
3.1 創設情景, 激發動機,提出問題
按照布魯納學習的內部動機理論,主張學習者抱有的內部動機才是形成學習的真正動力。所謂內部動機,是想要在學習本身中發現學習的源泉和報償。以內部動機為動力的學習者,不要求任何別的外部報償。他所要求的報償就是對于該活動的出色的結果的滿足感,或是對于活動過程本身的喜悅。例如,想練就高超的球藝,想掌握出色的畫技,想巧解數學難題,想非凡地解決問題,想展開探究活動等,都是受這種內部動機的驅使,才使學習得以形成的。因此,在進行探究式的教學過程中,首先要激發學生探究的內部動機。所有的探究都從好奇心開始,為了達到課堂探究的目標,教師要創設情景,把問題呈現出來,通過這個環節,讓學生能在簡單層次上像科學家那樣去主動發現問題,激發學生進行探究。
3.2 合理猜想,形成假設
通過設疑,啟發學生進行合理猜想,引起對問題的討論和爭辯。在探究學習過程中,樹立假設和猜想的階段,主要是靠直覺思維的作用。它具體表現為思維主體在解決問題時,運用已有的經驗和知識,對問題從總體上直接加以認識和把握,以一種高度省略、簡化、濃縮的方式洞察問題的實質,并迅速解決問題或對問題作出某種猜測。直覺思維在科學發現中具有極為重要的作用,是創造發明中獨特的思維品質。安培從電流磁效應現象直覺到磁的成因應是電流,提出分子電流的假說,揭示了磁現象的電本質;法拉第由電能產生磁的現象,根據直覺提出了磁也能產生電的假說,然后通過大量的實驗,發現了電磁感應現象;愛因斯坦更是一個具有極強直覺能力的科學大師,他在26歲到37歲時分別創立的狹義相對論和廣義相對論,并不是在已有的理論體系基礎上通過邏輯推理得出的,而是在很大程度上靠他自己的豐富的想象力、直覺和靈感。因此在教學中,教師應積極鼓勵學生對研究的課題作出大膽的有根據的猜想和假設,而不必去追究推測的理由,以培養學生的直覺思維。有時假設即使是錯誤的,教師也不要輕易否定,要他們自己通過實驗去認識。
3.3 制定計劃,設計實驗
制定計劃和設計實驗是從動手操作的角度把探究的猜想與假設具體化,要盡可能讓每一位學生自己設計,讓他們得到一種科學探索的體驗,感悟探究的艱難,之后再體驗成功的喜悅,充分體現“以生為本”的教學理念。
3.4 進行實驗,收集數據
在探究學習中,師生是處于協作關系。教師提供各種必要的實驗器材,讓學生進行探究實驗,通過學生的主動參與,學生的積極性、主動性得以充分發揮,充分體現了學生的主體地位。當然作為教師的主導地位不容忽視。放手讓學生進行實驗操作,收集數據,并不是說教師可以袖手旁觀,教師應及時進行指導,并要注意收集實驗過程中的問題, 同時關注學生在實驗過程中操作是否規范,是否每一位學生都積極參與,幫助學生發現其錯誤,提供有關他的失敗信息,并及時修正其探究的過程。
3.5 分析論證
學生在實驗中獲得感知,再對這些數據進行比較、概括,進行思維加工,得出初步結論,并嘗試對實驗結論進行描述。
3.6 交流討論,得出結論
在學生交流過程中,可以相互補充,互相完善結論,培養合作精神,讓學生在自我發展的基礎上,通過梳理學生認知結構來歸納結論,使學生感到成功的快樂。
3.7 評估
評估是對探究反思的過程,通過評估能優化探究方案,并有可能引起新的發現,導致新的探究過程的開展。評估過程有利于學生養成嚴謹的科學態度,有利于發展學生思維的批判性。
在探究式課堂教學模式實施過程中,并不是這7個探究步驟都要涉及,也不是每個過程都必須由學生獨立完成,教師在教學過程中, 針對不同問題各有不同的側重點,可靈活掌握。
4 教學示例 - “楞次定律”的探究式教學設計
4.1 提出問題
先讓學生重溫感應電流產生的條件及右手定則,然后教師出示一個線圈和一個靈敏電流表G,并把它們連成一個閉合回路,再出示一個條形磁鐵,讓學生注意觀察老師的操作,同時認真觀察靈敏電流表G指針的偏轉情況即產生感應電流的情況,接著教師發問:此時的感應電流方向可否用右手定則來判斷?我們能否找出一個更普遍的規律來判斷感應電流的方向呢?
4.2 猜想形成假設
請同學們根據已有知識,猜想一下,感應電流的方向可能與哪些因素有關系?
4.3 實驗與探索
教師先介紹線圈的繞向及電流表G指針的偏轉方向與電流方向的關系,再復習一下安培定則二。然后,學生二人一組接好閉合回路進行實驗探索,并把觀察結果填入備好的表格內。
4.4 分析歸納
引導學生根據實驗結果,歸納出結論:¢↑時,感應電流使B感與B原方向相反,阻礙磁通量的增加 ;¢↓時,感應電流使B感與B原方向相同,阻礙磁通量的減少。并讓學生仔細品味課本上的楞次定律的表述以加深理解。
4.5 深化規律
應用楞次定律,再去判斷部分導體切割磁感線運動和該實驗中的感應電流方向,使學生認識到右手定則能判斷的或不能判斷的,楞次定律都能判斷;出示練習題,啟發、引導學生試著判斷感生電流方向,進一步總結出楞次定律應用的步驟。
5 在探究式課堂教學模式中應注意的幾個問題
探究式課堂教學模式并不是適合所有的教學內容,在教學過程中,針對具體的教學內容和特點,要注意多種教學組織形式和不同的教學方法綜合運用, 例如在學生對某一現象有大量感性認識時,講授法可能會是一種更適當的選擇。 科學探究活動是循序漸進的,探究能力的發展是一個漸進的過程,需要在探究實踐中不斷積累,因此, 探究式教學的總體安排應有一定的梯度,先簡單后復雜,使探究活動的水平循序漸進地提高。另外由于課堂探究教學受教學內容和時間的限制,教師要做好科學安排。
學生在探究式學習中所表現出的主動性、積極性,學習過程中的情感態度,教師應根據每次活動中的操作目標,制定出相應的評價標準,要多鼓勵、多肯定。
6 教學效果評價
通過采用探究式課堂教學模式進行教學, 課堂變活躍了,學生學習物理的興趣濃了,學生既能獲得扎實的基礎知識,理解了科學探究的本質,又培養了學生的科學探究能力和觀察、實驗能力。既發揮了教師的主導作用,又充分體現了學生的主體作用,實現了課堂教學的優化。