提高物理科学探究活动有效性的策略初探 |
| 所属栏目: 物理论文 更新时间:2015-01-10 点击次数:
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0w.net 摘要：尽管科学探究活动已经成为初中物理教学的一种主流，但在实施过程中还普遍存在着活动缺乏基础性、互动性、挑战性、开放性和创造性的问题。要解决好这些问题并有效地开展物理科学探究活动，在教学活动中我们应突出问题情境的创设，奠定活动基础；尽量增加体验活动，激活学生思维；合理引导学生交流与讨论，了解探究方法；有效分解探究步骤，确定探究策略；最后在互助互动中合作创新，真正实现有效的科学探究。 物理科学探究活动的核心是在课堂教学中让学生通过类似科学家的探究过程理解物理概念、规律和科学探究的本质，并培养相应能力的一种教学方式。具体来说就是在教学过程中创设一种类似研究的情境和途径，让学生通过主动的探索、发现和体验，学会分析和判断，从而增进学生思考力和创造力的一种教学方法。在新课程目标的引导下这种学习方式倍受关注，成为当前课堂教学活动的主流。但在课堂教学中科学探究活动的有效性如何呢？教学活动中应采取怎样的策略提高其有效性呢？这是我们需要进一步反思的问题。一、初中物理科学探究活动中存在的主要问题新一轮课程改革实验使课堂面貌发生了很大的变化，教学方式和学习方式都有了明显的改观，动手实践、合作交流与自主探究基本成为学习活动的主要方式。但综合看来，初中物理课堂教学中的科学探究活动还存在以下问题。1、缺乏基础性。科学探究活动是需要必要的基础与前提条件的。我们经常在课堂上看到这样的场景：教师引导学生发现问题后，马上组织学生自主探究。虽然学生的探究活动也显得比较活跃，但仔细观察就不难发现，这种活跃只是表面形式，多数学生根本不知做什么、探究什么、如何探究，只是简单的、毫无目的的摆弄着器材，教师也不得已穿梭于学生中间逐个指导。我们都知道初中学生的思维正处于发展初期，还不完全具备独立探究的能力，因此他们的探究活动需要前期的必要准备做基础，为有效的探究活动提供保障。2、缺乏互动性。初中物理教学是物理研究活动的教学，是师生之间、学生之间交往活动与共同发展的过程。因此说学习活动应是一个互动的过程，没有互动就不会对学生的学习起到促进作用。而在当前的教学实践中，教师的主导作用没有充分发挥，并且多数的探究活动也只是小组内个别学生的“个人表演”，其他学生只能盲从于这些学生的活动，探究活动肤浅而无实效。3、缺乏挑战性。具有一定挑战性的问题才能引起学生与生俱来的探究欲望，使其创造潜能得以充分发挥，增强探究活动中主动参与的动力。学生不是实验的“操作工”，引导学生动手实践的目的，在于用外显的动作来驱动内在的思维活动，促进思维的发展。如在教学活动中，经常听到教师提出：“大家想不想学？”学生声音响亮地回答：“想”。学生的回答显然是一种毫无目的的“应付行为”，这种引导有挑战性吗？4、缺乏开放性与创造性。科学探究活动的本质在于让学生带着问题走向教材、走向生活，从而获取知识、提高能力、增强信心。然而有些教师虽说让学生进行了必要的操作活动，但之后还是不停的打断学生的思路，试图引导学生回到教师预设的答案中，不让学生“越雷池一步”。这种活动显然不利于学生从多角度、多方向、多途径地去打开思维的大门，阻碍了学生思维的创新与发展。造成以上诸多问题的原因，在于广大教师对物理科学探究活动认识上的偏激，在传统 “教师中心论”的封闭教学受到人们抨击的同时，人们好像一下子又走向另一极端——“学生中心”。这不能不引起我们的进一步思考：科学探究就一定要完全由学生自己去做吗？我们在教学活动中，不能盲目的追求形式，也不能生搬硬套别人的模式，而应充分考虑到初中学生的年龄特点和已有经验，提高探究活动的有效性，使学生在活动中能真正的自主参与、主动发现。二、提高“科学探究活动”有效性的策略科学探究活动的有效性如何，关键要看学生在学习活动中是否最大限度的处于主体激活状态。因此，在教学活动中我们要针对初中学生的思维特点，在教学活动中突出问题情境与体验活动的激活作用，引导学生交流与讨论，确定探究方案与策略，最后在互助互动中合作创新。1、实施有效的探究活动，必须创设良好的活动环境由于学生的思维水平以及知识经验的制约，他们的探究活动是否有效的前提条件在于探究活动前的准备是否充分，即心理和物质方面的准备，这是人们最容易轻视的一个环节。学生在没有进行充分准备的情况下去探究，后果是可想而知的，这是造成学生盲目操作、无效探究的主要原因。因此在教学活动中，我们应在充分了解学生现有发展水平的基础上，结合学习内容有目的、有意识地帮助学生做好自主探究活动前的充分准备，为学生有效的探究活动奠定必要的基础保障。学生的活动（学习）是教学过程的的特征之一，教师的重要任务在于引导学生积极主动地参与活动 。在江苏科学技术出版社出版的初中物理义务教育课程标准实验教科书中，我们注意到新教材试图通过“做一做”、“试一试”、“看一看”、“想一想”、“读一读”等栏目把学生自主活动贯穿整个物理课堂教学的全过程，突出地体现了物理学以科学探究为主的学科特点和课堂教学活动多样化的现代教学论观点。它体现了尊重学生的主体地位、重视教育内容与社会生活的联系、重视学生个性及实践能力的培养的观念。因此新课程目标下的初中物理教学应该是一种活动化的教学，就应该让学生在活动化的教学情境中，形成积极主动、生动活泼、和谐愉快的自主学习过程，使教学过程从“以教育者为中心”向“以学习者为中心”转变，从教师主导的“教中学”向学习者为主体的“做中学”转变，从而激活学生的主体意识，形成良好的探究心理条件。正因为如此，教师在教学中就要善于积极挖掘教材中“活动”因素，融合相关学科知识，创造性地使用教材设计具体的“活动”情境。例如在学习“光的色散”现象时，先让学生观察五光十色的灯光效果，然后打出一首有关彩虹的谜语，让学生在猜谜活动中引入研究光的色散的教学；又如在唱一首歌的过程中体会音调高低的变化；在“猜猜我是谁”的活动中学习“音色”概念……。这类新颖有趣丰富多样的活动不仅避免了干巴巴的讲解和枯燥乏味的练习，而且高度激活了学生的注意力、理解力、想象力、创造力，将学生的眼、耳、口、手、脑各路接受“频道”调谐到最佳感应状态，提高了学习效率，而且还以别开生面的活动创意，打破旧的学习套路，注入新的生机活力，成为启动学生物理学习兴趣的新的生长点，也给教学过程带来新的目标和方向。 2、实施有效的科学探究，必须以体验活动为基础从心理学的角度讲,体验是人类的一种心理感受，与个体的经历有着密切的联系，不同的个体对于事物会有不同的感受而引起不同的体验。它是一种心智活动，或者说，是一切心智活动的前提与基础。体验是用全部的心智去感受、关注、欣赏、评价某一事件、人物、事实、思想。只有经过体验，我们才能把一个陌生的、外在的、与己无关的对象变为熟悉的、可以交流的、甚至是融于心智的存在。只有以体验为前提，才能有效地进行分解离析的认识活动。比如，同样是记忆，未曾经历体验过的记忆犹如过客，而在体验基础上的记忆则如同经过消化后摄取的营养。再比如，未曾经历体验的理解是表层的理解，冷眼旁观性的理解，是为理解而理解。而在体验基础上的理解则是经历撞击、感悟等心智活动后的深度的理解。教育者的任务，恰恰不单纯是让学生知道某个问题，记住某个结论，而是要创造条件让学生去体验某种事实、体验某个问题、体验某项过程、体验某一结论。体验活动不仅对学生的感性认识有帮助，还对学生的情感态度和价值观的形成有独特的作用。成功的体验会使学生增强信心，失败的体验对于学生也同样重要。只有当学生感觉到有一种需要的时候，他们的学习才会更有效。在笔者观摩的一堂中,任课老师就很好地注意到了体验活动对探究活动成败的影响，从而使科学探究活动扎实有效地开展。这一堂课是学习《物体的浮与沉》，指导学生探究物体的浮沉条件是这堂课的重点。任课教师是这样安排的：（1）给你一些物体，如小木块、小石块、小铁块、小塑料块、橡皮泥等腰三角形，把这些小物体浸没在水中后放手，观察它们分别会处于什么运动状态？请同学们根据观察到的结果，进行交流与讨论：（学生充满了兴趣地将这些物体反复地在水中试放）（2）请同学们想一想，怎样使下沉的物体浮起来？又怎样使上浮的物体觉下去？（学生用各种方法尝试使物体上浮与下沉）学生操作并交流使物体上浮与下沉的方法与实例。（3）请同学们根据以上的经验探究物体的浮沉条件？在这个活动中，执教老师能从生活经验出发提出问题，然后让学生充分地体验，在尝试中体验、在成败中思考，从而使学生在探究物体的浮沉条件时有了充分的思考和方法的积累，探究活动的效果非常明显。3、实施有效的科学探究，必须以问题为先导学起于思，思起于疑，疑解于问。围绕教学目标创设有一定思维价值的问题情境是激发学生探求动机和兴趣、改善学生思维品质、提高学生内化水平的重要环节。设置问题情境，就是围绕教学目标将教材的重点难点转换为问题形式。我在教学中注意让学生在各种问题中产生联想和讨论，从而形成积极主动的课堂活动氛围。向学生提出具有挑战性、激励性、争议性的问题，有效地刺激学生的思维。为了让学生体验声音是由振动引起的，我给学生提供了纸、烧杯、水、试管等物品，然后提出问题：“你有多少种方法让这些物品发出声音？它们在发声时有何相同点？”又如在“影响电阻大小的因素”教学中，上课伊始，我便向学生宣布：“这节课，你们都是物理学家，摆在你们面前的研究课题是：《导体的电阻与什么因素有关？关系怎样？》你将怎样研究？你需要什么仪器？设计什么样的电路？”学生们经过思考后，便各抒己见，结论、方案五花八门，待讨论、争辩后得出一些初步结论和可行性方案……。这样做，完全打破了以教师为中心，以讲台为聚集的教学模式，老师讲得很少，学生活动充分，课堂气氛生动、活泼。将问题的难度定位在学生的最近发展区内。我很注意在已知与未知之间架设桥梁，在学生的“最近发展区”内不断激发起学生“跳起来摘果子”的热情和愿望。例如在学习了“噪声的控制”后，我适时的提出：有‘吃’噪声的东西吗？从而自然地引发学生探究“比较材料的隔声性能”。 又如：磁铁具有吸铁性，能够吸引铁块，铁块也能吸引磁铁吗？ “蒸发”中的“怎样使打湿的小方巾很快变干？采用什么方法？需要些什么工具？”“改变物体内能的方法”中提出的问题：“你能想出些什么方法将此小铁块的内能增大，温度升高吗？”……，切实把握提问的时机。在学生应疑处设疑，无疑处设疑和关键时刻重点所在处设疑，使课堂充满着智慧的挑战，激起学生探求的无穷兴趣。例如，在学习“声音的音调”时，先让学生听老虎的叫声与蚊子的声音，比较出音调的高低不同，然后适时地提出“蚊子是靠嘴发出声音的吗？”学生根据课外知识回答“蚊子是靠翅膀振动发声”时，教师可不失时机地提出“鸟飞行时也拍打翅膀，为何我们听到的声音不同呢？”从而很自然地引发学生思考音调高低与振动频率的关系并进行探究活动。4、实施有效的科学探究，必须有效地分解探究的步骤在议论中了解方法，确定策略由于学生的知识经验不同，观察问题的角度不同，在探究活动中也会存在一定的差异。如果盲目地让学生进行探究活动，那么有一部分学生会白费力气，一无所获，更不会有成功的体验。因此，在学生进入科学探究活动前，我们有必要引导学生说一说自己探究的方案与策略，即从什么样的角度探究、选用什么样的器材、达到什么目的等等，这样有利于学生集思广益，取长补短，开发思维，从而确定一个比较合理的、适合自己的、有效的探究策略。例如，教学“研究怎样利用磁场获得电流”时，我们启发和鼓励学生大胆猜想，学生提出：感应电流的有无与磁场强弱有关，与磁场方向有关，与电路是否闭合有关，与闭合电路在磁场中运动的快慢和方向有关，与闭合电路在磁场中的面积大小有关，与闭合电路的部分导体在磁场中运动的快慢和方向有关，等等。在判断猜想正确与否的途径上，学生提出了做实验、读课本、查资料、问老师等多种方法。整个学习过程，学生思维活跃，具有开放性。”组织学生议论探究方法和策略的目的，是引导学生对思路与策略进行整理，并不是要求全体学生统一模式、同一思路、整齐划一。学生通过议论可议相互借鉴、开发思路，并对探究的方法策略有一个基本的了解和认识。在合作中互动互助，协作创新学生的学习过程是学生个体不断与外界交互作用的过程，从这个意义上讲，科学探究不能要求学生都单独进行个体活动、单兵作战，在一定程度上需要合作来获得广泛的探究活动经验，并在合作的同时激发创新精神。尤其是抽象思维尚处于发展初期的初中学生，它们之间的交流合作更易于接受，并在研讨中获取必要的帮助和支持，开启思维的大门，增强学习的积极性和主动性。 合作互助的效果不能用次数来衡量，合作的形式要更好的为内容服务，为学生有效的探究活动服务。因此，我们要根据学习内容，合理的设计合作时机，在学生需要帮助时，引导他们进行合作，尤其是一些个人难以完成的探究任务，充分利用合作来弥补学生个体思维的不足，更好地完成探究活动。在争辩中开发思维，创新发展心理学研究认为，每个人都蕴藏着无限的潜在创造力，当这样的创造力得到了合适的环境，就能激活思维的火花，创新意识才能在探究过程中得以发展。在教学中我们经常见到这样的场景：学生提出自己的见解后，如果与教师的预想不同，教师往往是面无表情，目光转向其他学生：“谁再说说？”而当学生的意见与教师的预想一致时，教师则不管其他学生是否有想法，就大家赞赏，鼓掌的奖励接踵而至。长此以往，学生还敢提出自己的想法吗？学生只会为了迎合老师，为了获得奖励而去“照本宣科”。创设适当环境的关键在于学生是否能各抒己见，敢想、敢说、敢做，乐于发表自己的见解。从而满足不同学生的需求，在争辩的同时获取多方面的信息，通过不同的途径解除心中的疑虑。这就要求教师在学生提出不同的想法后，应鼓励学生谈自己对这个意见的看法。通过激烈的争辩，学生会进一步把探究的结论进行整理，提高解决问题的能力。在实践中深入分析，提升思维物理学习活动不只是以知识的获取为目的的，应是一个发现、建构、应用、再建构的不断往复的过程。在实践中可以进一步开启学生的视野，拓宽学习的空间，最大限度地挖掘学生的潜能，提高学习能力。因此说实践应用是科学探究的延续与发展，可以促进学生物理应用意识的提高，更加主动地去探索，去发现。例如，在“研究影响液体蒸发快慢的因素”教学中，我们让学生以小组为单位，先猜想影响因素，学生提出了温度、空气湿度、气候、液体表面积、表面空气流动快慢、液体的质量、体积都能影响液体蒸发的快慢等许多猜想，再设计检验方式和途径，做了“比较一杯开水和一杯冷水蒸发”“比较用电吹风吹和不吹的两杯水的蒸发”“比较一杯水和一桶水的蒸发”等大量实验，然后进行实践（实验）检验，最后写出研究报告。在课外布置学生查阅了管道输水、动物散热等大量资料，写出了“影响液体蒸发快慢因素的探讨”“‘蒸发’研究实验报告”等大量研究报告和小论文。教学策略是相互渗透、相互作用的统一体，在整个教学活动中往往又是交互着多种策略。针对不同的学习内容，还应适时地对这些策略进行调整，合理安排各部分所用时间，才能创设合理有效的教学情境，使学生的科学探究活动真正成为一种自觉行为。 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