中學(xué)物理教學(xué)科學(xué)探究論文

時間:2022-09-10 02:28:00

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中學(xué)物理教學(xué)科學(xué)探究論文

為了更好地推動新課程的實施,促進科學(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)計方案,接下來將放錄像的參賽選手聽完前面的課后立即評課10分鐘。評委會根據(jù)參賽選手的教學(xué)錄像、教案、評課的表現(xiàn)綜合評定獲獎等等。雖然整體情況比較好,但存在一些問題,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)生動手動腦的機會不多,沒有真正形成學(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)還不夠細致、到位,對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《物理課程標準》中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標,又是重要的教學(xué)方式之一。將科學(xué)探究列入內(nèi)容標準,旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。學(xué)生在科學(xué)探究活動中,通過經(jīng)歷與科學(xué)工作者進行科學(xué)探究時的相似過程,學(xué)習(xí)物理知識與技能,體驗科學(xué)探究的樂趣,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:提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作。在學(xué)生的科學(xué)探究中,其探究過程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素??茖W(xué)探究滲透在教材和教學(xué)過程的不同部分。

一、物理科學(xué)探究課必須是一堂物理課

一堂物理課,應(yīng)當有一定的課堂結(jié)構(gòu),對內(nèi)容的處理要詳略得當,不可面面俱到,沒有重點。既要有三維一體的教學(xué)目標,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)目標分為三維:知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀。傳統(tǒng)的教學(xué)過分地注重知識的傳承,對過程與方法、情感態(tài)度與價值觀未引起足夠的重視。在物理教學(xué)中,除了科學(xué)知識外,還有科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程中的科學(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。當然,在科學(xué)探究課中,情感、態(tài)度和價值觀重在體驗,讓學(xué)生在體驗中升華,不可貼標簽或喊口號。

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,一氣呵成。如果一堂課在邏輯上顛三倒四,聽起來就會味同嚼蠟。如“帶電粒子在磁場中的運動”,學(xué)生已經(jīng)知道物體做勻速圓周運動的規(guī)律和提供帶電粒子做圓周運動的向心力是洛倫茲力,而某教師在教學(xué)中通過一個虛擬實驗讓學(xué)生來探究帶電粒子在磁場中的運動半徑與電荷的大不、電荷的質(zhì)量、磁場的大小之間的關(guān)系。這個虛擬實驗是建立在上的。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,要創(chuàng)建真實的物理情景,提供產(chǎn)生“問題”的土壤,有真實的物理實驗作為支撐。從這次比賽的情況來看,絕大部分的問題是教師提出來的,而不是學(xué)生提出來的,問題就在于教師沒有提供明確的物理情景,或是聯(lián)系實際、聯(lián)系科技,、生活不夠緊密,致使學(xué)生提不出問題。有一種觀點認為,虛擬實驗可以代替真實實驗,讓學(xué)生通過虛擬實驗來探究并且以科學(xué)家模擬原子彈的爆炸等為例來說明其可能性。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)生在真實的物理實驗中,親身體驗物理過程,領(lǐng)悟物理思想和方法,證實或證偽自己的猜想。

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。因為在科學(xué)探究活動中,學(xué)生必須要通過經(jīng)歷,科學(xué)工作者進行科學(xué)探究時的相似過程,在原有的知識基礎(chǔ)上構(gòu)建新的物理知識,通過實驗學(xué)會新的技能,體驗科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家進行科學(xué)探究的方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神沒有探究的價值,沒有學(xué)生探究經(jīng)歷的真實過程,沒有學(xué)生探究的背景知識,、技能,沒有學(xué)生探究的實驗條件,這樣的科學(xué)探究就沒有必要或沒有可能進行。因此,科學(xué)探究課的課題必須有探究的價值、學(xué)生探究的思維基礎(chǔ)和技能、探究的時間和空間、探究的實驗條件。

有時有些課題雖然可以按探究課來上,但必須考慮其有無價值。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,這樣的探究就沒有意義了??茖W(xué)探究不是萬能的,不是所有的課題都可以作為科學(xué)探究課來上,有些陳述性知識,特別是一些“是什么的問題”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)”是運用分子理論來解釋的;程序性知識也只能靠傳授,如科學(xué)探究的要素是程序性知識,他們怎能按探究的課型來上呢?又如“帶電粒子在磁場中的運動”,學(xué)生已經(jīng)知道物體做勻速圓周運動的規(guī)律和提供帶電粒子作圓周運動的向心力是洛倫茲力,學(xué)生不難理解,沒有必要讓學(xué)生通過虛擬實驗來探究帶電粒子在磁場中的運動半徑與電荷的大小、電荷的質(zhì)量、磁場的大小之間的關(guān)系,這樣的探究沒有實際價值。即使是可以探究的內(nèi)容,由于有些探究的實驗沒有相應(yīng)的設(shè)備和條件,有些探究學(xué)生可能沒有相應(yīng)的知識基礎(chǔ)和技能,也無法探究。如“行星的運動”中開普勒三定律無法探究、“電磁波”中“電磁波是橫波”也無法用實驗驗證。

三、正確處理好科學(xué)探究中各個要素

在提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作七個要素中,評估、交流與合作應(yīng)該貫穿于整個探究過程中,不只是在最后再作評估。如對于學(xué)生的計劃與實驗方案的設(shè)計,如果不做評估、交流,有時可能就可能無法進行實驗。

在提出問題時,是創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出問題,還是教師自己提出問題,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)生自己提出問題來。在實際的教學(xué)過程中,往往是教師越俎代庖,并且有時提出的問題缺乏針對性。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水電發(fā)電機組的課件,問學(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中轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的,但學(xué)生可以回答說“是由于水沖動或水沖動水輪機組而產(chǎn)生的”本來教材上有一個發(fā)電機模型,教師可以安排實驗,讓學(xué)生在觀察實驗的過程中提出電是怎樣產(chǎn)生的,進而做出種種猜想。即使是教師提出的問題既應(yīng)該有一定的思維基礎(chǔ)或生活體驗,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)生提出的問題中,問題應(yīng)該有一定的層次性,讓不同層次的學(xué)生都能享受提出問題的樂趣。

在提出猜想時,剛開始進行科學(xué)探究課時可以允許學(xué)生“胡思亂想”、“胡說八道”,但在經(jīng)過一定時間的訓(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”,盡管有時直覺在科學(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)生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),樹立科學(xué)態(tài)度。對于學(xué)生的猜想,要予以適當?shù)脑u估:難于證實或不能證實的,要予以說明;對可以證實或證偽的,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;對于明顯的錯誤猜想,不僅不要給學(xué)生難堪,而且要予以適當?shù)墓膭?,給與更多的關(guān)注。

在進行實驗的過程中,在課時十分緊張的情況下,如對于多因素變量中,使用控制變量法時,沒有必要讓每一個學(xué)生都經(jīng)歷每一個變量的探究可以只考慮其中的一個或兩個,讓學(xué)生進行分組實驗。在實驗中,學(xué)生可能會遇到技術(shù)和技能上的問題,在收集數(shù)據(jù)時也可能出現(xiàn)不規(guī)范的地方,特別是在處理數(shù)據(jù)時,有時會出現(xiàn)拼湊數(shù)據(jù)的情況,教師要特別注意。在實驗數(shù)據(jù)有問題的地方,往往是科學(xué)上有重大發(fā)現(xiàn)的時機,應(yīng)該讓學(xué)生懂得實驗數(shù)據(jù)有問題不要緊,重要的是查明原因,以實事求是的態(tài)度對待和處理可能出現(xiàn)的任何問題。