初中物理课堂有效应用探究式学习方法的实践分析
纵观物理学史,理论的提出、规律的发现、公式的编撰,都离不开物理工作者孜孜以求、坚持不懈、勇于探索的身影。物理不是“衣来伸手、饭来张口”的学科,耳朵听来的知识只能应付考试,真正意义上的学习应该是动脑、动手,以热情的态度探索未知的世界。初中物理作为基础性的观察、实验学科,培养学生的探究意识、习惯、技能和方法,更能为将来跨越式的学习打下坚实的基础。
一、初中物理探究式学习方式浅谈
物理探究也可称为科学探究,在20世纪80年代,该学习方式开始引入到多数国家的基础教育中,在多元、生动、开放、动态的学习气氛条件下,通过自主探索学习获取崭新、与众不同的学习观感。在初中物理课堂中,可将探究视为物理研究的模拟活动,学生充当科学家,在实践中出真知,否定被动的知识接受。受现实条件的影响,课堂外的物理学探究受到诸多因素的限制,如实验条件有限、学生知识构成与能力不高、缺乏指导等,所以探究式学习应该充分利用有限的课堂时间创造无限的教学价值。当然,还应明确,探究式学习仅是科学教学方式中的一种,也不可能将所有的物理知识进行探究,教师要深思熟虑,考虑教学的重点和难点,选择具有代表性、针对性的知识,培养学生的探究精神。
在进行探究式教学设计时,要考虑以下原则:第一,系统性原则。探究是师生、媒介、学习材料的综合性学习活动,教师要着眼于整体,发挥各因素的作用。第二,主体性原则。探究的目的本来就是培养学生独立思考与创新的能力,尊重学生主体,就是把握了探究的本质。在探究过程中,教师要构建开放性课堂,以学生动机、兴趣为出发点,制定出合理评价的标准。第三,过程性原则。探究不仅在于得出结论,更要在“学中做”“做中学”,在探究中培养推理能力、假设能力、信息处理能力、实验能力。第四,民主性原则。该原则要求探究的氛围民主、宽松、和谐,不给学生心理负担,让他们平等发言,敢于质疑。第五,问题性原则。该原则是探究式学习的前提。
二、以问题为先导,为探究播下渴求的种子
疑问打开知识的大门,催生探究的欲望。试想,若牛顿对砸到他脑袋上的苹果熟视无睹,阿基米德若不对黄金重量、密度测量思虑有加,重视理论与实践的结合,那么万有引力定律、浮力的发现将不是那么容易,时间也会推迟。自然现象变幻莫测,规律时隐时现,带给常人满腹的疑问。初中生好奇心、求知欲强,对摸不透、猜不着的事物都满怀兴趣,创设疑问情境正符合初中生生理特征和心理性格特征。对教材中“明摆着”的知识再质疑,符合学术精神,并不多余。关于自然界中物理疑问情境的创设,比比皆是,教师应该能够信手拈来。例如在“物态变化”的课程中,为何夏天冰冻后的饮料拿出冰箱后瓶身会出现水珠,加热水时为何会出现白汽,冬天从室外进入温暖的室内,眼镜上为何会有雾珠?讲述物理的功用时,向学生提出:轮胎、鞋底花纹仅为装饰吗?千斤顶是怎样撬起“千斤”汽车的呢?在“大气压强”的学习中,以纸片盖住空玻璃杯,再倒置,纸片掉
落。玻璃杯盛满水,再以纸片盖住,倒置,纸片不掉。提问,水的重力为何不能压掉纸片呢?以上情况在生活中十分常见,但是学生都把它们当作可有可无的现象,并没有深思,也谈不上从理论上进行解释。在课堂中,教师的一些问题再一次打开了学生的探索之门,他们或许在教师的引导下,去解答心中的疑团,或许自行翻阅教材、查阅网络,寻求解决之道。但是无论如何,学生的探究意识、积极性、主动性是被调动起来了,同时也为后续教学打下了基础。
三、注重过程性培养,走好探究学习的每一步
当前,在市场经济环境下,整个社会大环境趋利性明显。教育亦然,以考试得高分证明学习的优秀。但是,探究性学习要求抛开结果,注重过程性培养,如创新思维能力、逻辑推理能力,要让学生以主人公的身份发挥主观能动性来排除万难,达到目的。这里涉及探究内容的选择性问题,内容一定要具有特殊性、代表性,有“以一敌百”的功效,以提高探究质量。例如,在学生熟知“灯泡功率实验”后,为进一步提升学生思维,再次设置实验条件:在电源电压是6 V、灯泡额定电压是3.8 V的条件下,怎样以电压表(3 V)测量灯泡的额定功率。在该次探索实验中,学生要认识到,电压表不可超量程以获得灯泡额定电流得出额定功率,需要思维创新和知识联想。将变阻器、电压表并联,如果灯光亮起,则变阻器电压为2.2 V,实验用电压表便能发挥用场。再如这样一道典型物理题:请将图1所示滑轮组装成最为省力的滑轮绕法。同时利用组装后的滑轮匀速提起3.6 N的物体,以0.36 W为拉力功率,75%为滑轮组机械效率。试求拉动绳子的速度以及总的移动滑轮重量。若重物小于3.6 N,那么滑轮组机械效率会怎样变更?分析该问题,题目已知条件少,学生画出绕法就需要“互译”,同时也考查了学生逆向思维的能力。所以探究式学习应当注重过程,选择的问题要思维开放性强,要让学生去猜测、去设计,积极完成任务。
四、生活性的探究可拉近物理与生活的距离
在学生的眼中,物理也如数学一样抽象,是理科的难点。其实,他们只看到物理计算的繁琐,而没能发现物理是自然现象的总结。若将物理知识回归到现实生活中来,物理将会变成有趣、适用的学科。在探究式学习中,学生普遍热情不高,这与探究内容的空洞性有关,即内容也许太过远离学生平时的生活。注重物理知识探究的生活性,也可理解为物理知识与现实生活之间的相互利用。在教学“声现象”的课程时,讲到分贝,教师便可让学生调查城市噪音污染,例如汽车喇叭、工厂生产、建筑施工发出的噪音,并鼓励学生提出控制、防治噪音污染的办法。在教学“光现象”的课程时,教师也让学生放眼周围,说说光污染,并设置问题:光污染与人类健康、生态环境之间的关联探究。让学生探究生活中的物理现象,是摆脱“读死书”、活学活用的良好举措,也能培养学生关心自然、关心社会的情感责任。
五、重视实验探究,让学生动手获得结果
通过物理实验可得出物理理论,也可验证物理理论正确与否。初中物理实验是学生更好地认识物理的重要方法,是在统计、观察、访问、信息收集、阅读后
进行的探究活动。在进行物理实验时,答案是不能事先告诉学生的,而是要让他们亲自动手得来。另外,物理实验也会让纸笔演算得出的结论更加真实、直观,而非模糊、凌乱,不敢肯定。在教学“滑动摩擦力的影响因素”时,要求学生做实验,并对比得出的结论,如图2所示。实验时,学生观察弹簧测力计的示数,得出了重力、接触面与滑动摩擦力之间的关系(相同拉力)。
此外,浮力大小影响因素、金属块密度的量筒与天平测定法、固体熔化的温度变化、水的沸腾观察、功率测定等,也是可实现设定实验材料、问题,让学生动手操作。当然,在物理实验前,要进行安全教育,例如防止触电、防止引发火灾、防止短路、安全使用电气仪表等,教授解决方法。在教学“小石块密度测量”时,要使用到量筒、天平,量筒易碎,可能划伤手指,需要轻拿轻放,避免较高重心引起的摇晃而落地;若筒口打破,即使无碍于读数,也要废弃不用,以防止在实验中受伤。
探究式学习也要注重结果评价制度的构建,利于总结探究得失,吸取经验。评价也是鼓励的手段,学生辛辛苦苦的付出,若教师熟视无睹、置若罔闻,努力得不到肯定或关注,学生的积极性就会受到打击。探究评价因素要综合设置,包括学习态度、合作交流能力、实验操作技能、表达能力、协调能力、思维能力、探究能力等。此外,评价要多元化,以自我评价为主,教师、同学评价为辅,实行多角度、多层次的学生探究评价策略。
初中物理探究性学习方法似乎让基础性教育看到了学生综合素质提高的方法,但是也不能忽视探究性学习在实践过程中的不足,例如教师的不重视、学生操作的三心二意、探究过于盲目、没有找好切入点、探究操作性不强、持续性不佳等。初中物理实行探究性学习方式是由学科特性决定的,也是新形势下人才培养的教学需要,应当大胆实践,克服困难,完善探究式学习方法。
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