基于初中物理探索性实验教学研究

摘要: 本文作者结合教学实践,就初中物理探索性实验的特点、实施方法和功效等方面作了阐述。

关键词: 初中物理教学探索性物理实验教学研究

一、引言

“探索性物理实验”是学生在教师的指导下探索尝试,通过实验观察现象、分析结果,从中找出规律、获取知识、培养能力的过程。学生的这种探索与科学家的探索之间既有共性又有差异性,主要反映在以下方面[1]:

1.这两种探索都是一种求知的过程,探索的结果对探究者本人来说都是未知的。两者进行探索的基本程序和方法也是相似的,它们都是由问题、假设(猜想)、实验、事实(证据)、解释、评价、发表与交流等基本要素构成。

2.这两者又是有区别的。首先是探索的目的不同。科学家的探索是以发现人们尚未认识的科学事物及其规律为目的,而学生的探索是教师以探究的形式为载体,使学生在获取知识的同时,领悟科学的思想方法,培养学生科学探索所需要的能力,起到培养创新型人才的作用。其次是在探索过程上的区别。科学家的探索是科学探索的真实历程,而学生的探索是科学探索的模拟过程,是对科学探索的再探索。最后是在探索程度上的差异。科学家的探索是建立在深厚的专业基础的背景下进行的全方位的探索,而学生的探索是学生在浅易的专业基础的背景下进行的局部的、较低层次的探索。

二、探索性物理实验的特点

现行初中物理新课程标准将“科学性探究学习”放在了内容标准的首位,它要求学生在探究性活动中,通过亲身经历与科学工作者进行科学探究的相似过程,学习物理知识与技能,从而体验科学性探究的乐趣,掌握科学的探究方法,领悟科学的思想和精神。但事实上,初中生的知识结构、生活阅历、思考问题的方式和实践经验的积累程度等方面很难达到自己设计问题,参与实验,独立探究解决问题的方法的要求,这必然对新课程标准的具体实施和学生今后的学习造成很多困难。如何培养学生的探究精神,提高他们的探究能力?物理教师可在实验教学方面作大胆的尝试,使学生从被动式接受转化为主动探究。以下是笔者在实际的教学活动中根据新课程标准,结合初中物理实验教学实践,对“科学性探究学习”进行的尝试。

三、探索性物理实验的教学研究

探测性物理实验的实施方法及其发挥的功效可以用一个流程图的方式表达出来,如下图所示:

在探索过程中,学生在提出问题、处理问题、设计探索方案、总结并交流学习成果等方面自主探究得越多,探索就越“开放”。建构主义认为学习不是由教师把知识简单地传递给学生的过程,而是由学生自己主动建构知识的过程,这种建构是无法由他人来代替的。教师应是意义建构的帮助者、促进者,而不是知识的提供者和灌输者。教师应引导学生以探索法和发现法去建构知识的意义,主动去搜集和分析有关的信息资料,对所研究的问题提出各种假设并努力加以验证,并善于把当前学习内容尽量和已有的知识、经验联系起来。

在探索性物理实验中教师应注意以下几点:

1.培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。

是否具有敏锐的发现问题和提出问题的能力,是判断一个人是否具有创造力的重要依据。教师应在探索性实验中培养学生掌握科学的观察方法,引导学生在观察的基础上发现问题、提出问题,激发学生强烈的求知欲和探究欲。教师应运用“不愤不启,不悱不发”的教育规律,在学生“心求通而未得,口欲言而不达”之时,适当点拨引导,使学生的自主探究意识和探索能力得到增强。

如笔者在讲解“测定盐水的密度”的实验时,学生对测定液体的质量,提出的测定步骤为:(1)测定烧杯的质量;(2)测定烧杯和盐水的总质量;(3)将盐水倒入量筒,测出盐水的体积;(4)根据密度=质量/体积求出其密度。笔者没有立刻否定学生的方案,而是让他们按照该步骤进行实验。学生在将盐水从烧杯倒入量筒时,发现烧杯中的盐水倒不干净,从而发现了问题。这时笔者启发他们如何把这个误差消除掉,学生通过自主探索得出了正确结论。学生在自主探索中发现问题,提出问题,解决问题,这样有利于掌握知识,提高课堂效率。

2.激发学生学习物理的兴趣。

新奇的实验只能从感性上引发学生的直接兴趣,并不能从理性上使其形成认识兴趣,而日常教学中更多需要学生掌握的是理论知识和研究物理的方法。当学生在听不懂这些知识时,就会产生学习障碍,学习物理的兴趣也就下降。因此,教师在教学中要加强配合探索性教学的演示实验,合理地进行改进,引导学生,这是提高学生学习兴趣的要点之一。

如笔者对初二刚开始接触物理的学生讲声音是以疏密波的形式传播时,学生对疏密波是什么、是如何产生和传播的很难理解。所以笔者在借助仪器演示疏密波的同时,还让学生动起来:让学生等间距排列,充当介质中的微粒,然后让其中一位学生充当声源先振动,带动边上的学生(介质微粒)由近至远开始振动,过了一会儿,队伍中很明显地显示出了波的疏部和密部。通过这样的实验,学生了解了波的形成就是因为介质微粒的振动形成的,并且形成的时候是从声源开始,由近及远的。

3.培养学生的创新能力。

创新教学的构成是由研究性、引导性、发现性、归纳性等有机地结合起来的,这就要求教师在实验中创造性地应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性的教”为学生“创造性的学”创造环境和条件。因此,教师除了演示实验和分组实验之外,在学生的模型制作、游戏、调查探索性实验活动中,还可以发展创造活动,鼓励学生创新。这样既可以使学生掌握知识,又能提高学生思维的流畅性、灵活性和独创性。

如在做“土电话”的实验中,笔者只是简单地介绍了制作材料和过程。当笔者看到学生的成果时,感到特别的惊讶。笔者想象中学生做的“土电话”,就是两个用棉线连起来的一次性纸杯,而学生制作的材料各式各样:有易拉罐,有一次性纸杯,还有薯片的纸筒,中间的连线也是各式各样,有棉线、钢丝、铁丝等。他们对各个“土电话”进行比较实验后发现,材料不相同时,传声的效果也不相同。笔者趁机鼓励他们一个一个去试试,看哪种材料的传声效果比较好,学生也很快得出了结论。

四、结语

探索性物理实验有利于教师在初中物理教学中把科学知识、探究能力和对科学探究过程的理解有机地融合在一起,但探索性实验比传统性实验要花费更多时间。教师面临的任务是:如何明智地选择那些通过探索才能达到最佳效果的学习任务,使学生得到最充分的发展。

参考文献:

[1]吴永令.初中物理探索性实验教学研究.江西师范大学学位论文,2004.

[2]邵瑞珍.教育心理学(修订本).上海:上海教育出版社,1997.6.

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