在实验中培养学生的创新精神与探究能力

探究性学习是指以培养学生创新精神和实践能力为目标,以充分体现学生的主体性、主动性、参与性为前提,以个人或小组探究活动为主要形式的一种发现问题、分析问题、解决问题,从而获得科学、人文等多方面知识及能力的学习方式,也是学生体验科学过程、理解科学本质、领悟科学精神、发展科学方法观、培养创新精神和实践能力的主要学习模式。教学过程是一个不断地提出并解决问题来获得新知识的问题性思维过程。下面以高中物理实验教学为例来探索如何培养学生探究能力。

一、改变实验教学的思路

以往物理演示实验是教师在上面做,学生在下面看,观察现象、记录数据,然后进行归纳,得出结论,学生处在一种被动学习的局面,目的性不明,可见度又低,久而久之,学生学习物理的兴趣逐渐淡化;学生实验也是照本宣科,教师先指导学生认识课本上提出的实验目的、器材、步骤,然后放手让学生进行实验,教师巡回指导,实验做完,归纳结论完事,停留在浅层次上,并不能真正培养学生的探究能力与创新能力,也调动不了全体学生学习物理的积极性,效果显然不佳。物理以实验为基础,许多概念、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动中,我们要改变以往实验教学的诸多做法:演示实验能改成分组实验的尽量改为分组实验;即使是演示实验,也要想办法扩大实验现象的可见度;指导学生自制器材,增加实验小组的数目,尽量做到每人都有动手的机会;增加实验的数目,凡是不易弄懂的物理问题都可以借助于实验进行解决,在实验中发现新的问题,进行归纳。总之,我们不能为做实验而做实验,要让学生在做实验的过程中学习研究事物的内在联系、解决问题的方法,在实验过程中发现新问题,培养学生的创新能力。

二、改变实验教学方法,培养学生的探究学习能力

物理教学中主要应从“设疑”和“体验”两方面入手。

1.在教学中应“善设疑”。“善设疑”就是在物理教学中有意识地设置一些必要的疑难问题,启发学生的探究欲望和培养学生的探究能力。初中学生对于物理教材中要求掌握的知识和技能往往不能自觉地产生探究欲望,或者不能进行严密的科学探究,或者因故而发生转移、中断。在这种时候,物理教师要及时设疑引导,而不要代替学生探索。形象地说,就是教师让学生明确探究的目的,为学生的探索提供桥梁或阶梯,诱导学生自己通过它去探索并取得知识。

(1)要有目的地设计疑难,或者为了启发学生的探索欲望,或者引导学生通过探索的难关,教师都必须心中有数,绝不可随心所欲。

(2)疑难要力求设计得科学、严密,有利于引导学生进行正确的思维活动,要特别避免提出模棱两可、似是而非、易于导致学生发生误解的问题。

(3)要求讲究提出问题的方法。力求问题提得巧妙、有趣味,有利于调动学生探究的自觉性。

(4)要使学生努力可以解决,也就是要将问题提在学生的知识和智力的“最近发展区”以内。

2.在实验教学中注重让学生“体验”。这里所说的“体验”是指采用类似科学探究的方法促进学生主动、积极发展的一种新型学习方式。学生个体在这种新型的学习活动中身临其境,亲身体验和实践,在实践的全过程中发现规律。正如波利亚所说:“学习任何知识的最佳途径是由学生自己去发现,因为这种发现,理解最深,也最容易掌握其中的规律、性质和联系。”这种“体验”的设计思路主要有以下几个步骤:

(1)以实验为手段,挖掘教材蕴涵的探究因素。探究性学习教学模式的核心是让学生自主地参与获得知识,重视的是探究过程。在物理教学中不应仅仅满足于创造条件让学生动手实验,还应创设问题情景让学生设计实验,在通过实验进行探究的活动中发展学生的发散性思维和批评性思维。

(2)在实验之前让学生大胆猜想。这个过程是学生思维极其活跃的过程,它容易突破传统思维的框框,并时而迸发出创造思维的火花。牛顿说:“没有大胆的猜想,就不会有伟大的发现。”学生对未知领域产生好奇并急欲获得正确的认识,将会产生强烈的求知欲望和饱满的学习热情,这种非智力因素的情感作用,将反过来促进思维的活力和思维的定向能力。

(3)学生通过自己的思考和小组讨论设计实验装置。这蕴含着重要的思想方法,是物理知识应用的重要表现。设计方案,既能培养学生的思维能力,又能使学生产生一种成就感、自信心。接下来的实验验证,学生会带着急于知道方案是否可行,猜想是否正确的心态去探究的,就会以严谨、认真、科学的态度去实验,不断发现问题、解决问题,活跃了思维,培养了正确的学习态度和实验能力。而传统的教学中教师只是把现成的实验装置、方法简单地交给学生,学生听教师讲完实验后按部就班去完成,并记录下相关数据。这种情形下的学生是带着一种完成任务的心态去实验的。他们没有自己的思维,完全是按照师设计好的思路,为了实验而实验,忽略了实验能力培养这一意义,实验能力不会有多少提高。

(4)得出结论时采用学生分析、讨论、归纳、总结的方式,结论出自学生之口,印象深刻,不易忘记。而传统教学中是老师对实验现象进行分析、讲解,最后给出一个所谓的“标准答案”,学生的任务是只要记住最后结论就行了。这样学生往往会认为实验只是一种形式,结论才是最终目的,甚至认为实验完全没有存在的意义,只要老师或书本给个结论就行了。长此以往,学生就会缺乏发现问题、解决问题的能力和对新问题的应变能力,实验探究思维能力更是不能得到提高。

(5)探究过程中注重情感教育。教师设计教师与学生、学生与学生共同探究的教学环境时,重视师生交往中的情感因素,用自己对学生的深厚情感去引发学生积极的情感交融,营造融洽、宽松、平等、合作的气氛,激发学生学习物理的浓厚兴趣,使学生在进行物理学习时乐于探究。探究性实验模拟物理知识发现的原始过程,让学生受到物理思想方法教育,体验人类探索知识的艰辛历程,培养学生崇尚科学的高贵品质和实事求是的科学态度;传统的教学与思维能力的培养往往是脱钩的,学生对实验的最初兴趣,随着两者脱钩的延续,也将逐渐平淡下来,实验的探索功能最终被淹没,实验现象与结论之间的桥梁因缺少思维而被切断。

三、改革实验教学评价观念

以往的教学评价,往往是以学生的考试成绩来评价学生,在探究教学过程中,这个评价方法已显得不够全面,实验评价应成为其中的一个重要组成部分。新的《物理课程标准》已把科学探究列入了内容标准,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获得知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。现在我市初中毕业考试有物理加试,这对高中物理教学特别是实验教学很有帮助。在平时的教学中,实验教学评价如何方便、科学地操作是我们从今以后的努力方向。总之,在中学物理教学中必须加强学生的科学探究训练。