科學(xué)探究法在物理教學(xué)中的意義

梁玉巧

“注重科學(xué)探究,提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”是新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的基本理念。中學(xué)物理教師應(yīng)在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,倡導(dǎo)學(xué)生積極參與、勤于動(dòng)手,培養(yǎng)學(xué)生處理信息、獲取新知識(shí)的能力,提高分析問題、解決問題的能力。在教學(xué)中注重科學(xué)探究,正是全面提高學(xué)生的興趣和能力,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式多樣化的重要手段。下面,筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐談?wù)剬?duì)科學(xué)探究的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

1.科學(xué)探究對(duì)物理教學(xué)的意義

1.1有助于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。探究和接受是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的兩種基本形式。但目前在中學(xué)物理教學(xué)中“灌輸式”太多,學(xué)生成了裝知識(shí)的容器。學(xué)生親身經(jīng)歷、體驗(yàn)、探究得太少,這樣不利于學(xué)生理解、掌握知識(shí),形成學(xué)習(xí)能力。實(shí)際上,在學(xué)習(xí)某一概念、規(guī)律前學(xué)生頭腦中通過日常生活、生產(chǎn)及學(xué)習(xí)已經(jīng)產(chǎn)生了一些物理知覺,有一些是正確的,對(duì)掌握、理解和形成物理概念、規(guī)律有一定的積極作用;但也有一些是錯(cuò)誤的,它們?cè)趯W(xué)生大腦中產(chǎn)生固定的模式并定型化,阻礙了學(xué)生掌握、理解新的知識(shí),并使學(xué)生產(chǎn)生了一些片面的認(rèn)識(shí),教師即使反復(fù)講解、強(qiáng)調(diào),但學(xué)生在分析問題時(shí)仍然會(huì)以生活概念為依據(jù)進(jìn)行思考。教師只有引導(dǎo)學(xué)生親自探索,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)已有經(jīng)驗(yàn)與新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象或事實(shí)有矛盾,他們才會(huì)自覺審視、反思并修正自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。

1.2有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。物理學(xué)不僅指物理知識(shí)本身,而且包括探究物理知識(shí)的思維過程和方法。物理學(xué)是“知識(shí)”、“過程”和“方法”的結(jié)合體。前人對(duì)物理學(xué)的研究積累了大量的物理知識(shí)、物理思想方法。教師通過探究式的教學(xué),讓學(xué)生嘗試研究問題的過程,學(xué)習(xí)認(rèn)知未知事物的方法,學(xué)生能不僅最終獲得物理知識(shí),而且能讓在探究科學(xué)知識(shí)的過程中體驗(yàn)和領(lǐng)悟科學(xué)家們的思維過程和思維方式,從而培養(yǎng)終身的探索樂趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力。

1.3有利于學(xué)生樹立科學(xué)價(jià)值觀,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。物理學(xué)是一門實(shí)事求是的科學(xué)。通過對(duì)物理課的學(xué)習(xí),學(xué)生會(huì)逐步樹立尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度,敢于質(zhì)疑,不迷信權(quán)威,樹立科學(xué)的價(jià)值觀。同時(shí),學(xué)生科學(xué)探究的過程實(shí)際上是一個(gè)創(chuàng)新的過程,學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的物理情境中發(fā)現(xiàn)和提出問題,并作出合理的猜想與假設(shè),最后“發(fā)現(xiàn)”物理現(xiàn)象與規(guī)律。這一過程能使學(xué)生的創(chuàng)新潛能得到充分的開發(fā)。

2.科學(xué)探究的幾個(gè)要素

2.1提出問題。愛因斯坦說過:“提出一個(gè)問題比解決問題更重要?！睂W(xué)生提出問題的能力應(yīng)該是逐步發(fā)展的,教師可充分發(fā)揮信息技術(shù)的整合作用,展現(xiàn)給學(xué)生一個(gè)有趣的故事、物理現(xiàn)象或物理事實(shí),讓學(xué)生能夠從中發(fā)現(xiàn)問題并把自己的發(fā)現(xiàn)用問題的方式表現(xiàn)出來。鑒于學(xué)生的年齡特點(diǎn)和科學(xué)知識(shí)的局限,不是所有的問題都可以讓學(xué)生通過探究來解決,教師應(yīng)該以學(xué)生提出的問題為探究內(nèi)容,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際進(jìn)行篩選和梳理,選擇那些對(duì)學(xué)生的發(fā)展有意義、學(xué)生能夠探究的課題。

2.2猜想與假設(shè)。為了使探究具有一定的目的性和指向性,在學(xué)生探究之前,教師要讓學(xué)生根據(jù)已有的物理知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)確定探究的問題進(jìn)行初步的猜想與假設(shè)。如電學(xué)課中的“水果電池”,能激發(fā)學(xué)生對(duì)蘋果導(dǎo)電性能的探究興趣,學(xué)生會(huì)提出自己的猜想和假設(shè),思維非?；钴S。

2.3制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化。一般做法是先分析該探究要解決哪些問題,每個(gè)問題有哪幾種解決問題的方法。根據(jù)現(xiàn)有條件和探索的要求,各應(yīng)該選擇哪種方法為好,然后根據(jù)這些被選中的方法確定需要什么器材,按這些方法的邏輯關(guān)系構(gòu)思出探究步驟的計(jì)劃。教師要引導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)互相交流探究計(jì)劃,尋找探究中的不當(dāng)之處,并推測(cè)它在探究中產(chǎn)生的不良后果,從而體驗(yàn)制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的重要作用。教師可以讓少數(shù)學(xué)生去設(shè)計(jì)一些既有一定創(chuàng)新意識(shí),又符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的探究方案。

2.4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)。教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探究方案,利用觀察實(shí)驗(yàn)和其他的方法、技術(shù)收集數(shù)據(jù)、資料和信息。教師要讓學(xué)生對(duì)已有的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋,找出這些數(shù)據(jù)和探究課題之間的關(guān)系,進(jìn)行科學(xué)的歸納和總結(jié)。如果涉及多個(gè)變量,教師要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋。

2.5分析論證。教師應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不等于探究結(jié)論。探究的結(jié)論是在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過分析、論證所得出的具有普遍意義的規(guī)律。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生整理收集各種信息、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄,并應(yīng)用科學(xué)的思維和方法通過分析、歸納找出規(guī)律,從而得出結(jié)論。

2.6評(píng)估。探究過程不是得出結(jié)論就結(jié)束了。學(xué)生通過探究得到了哪些啟示,為什么探究的結(jié)果與事先的預(yù)測(cè)不一樣,探究的設(shè)計(jì)和計(jì)劃的進(jìn)行過程是否有缺陷,還有哪些地方需要改進(jìn)?這些都需要學(xué)生去反思,從而發(fā)展學(xué)生的批判性思維。通過反思和評(píng)估,學(xué)生會(huì)逐步提高科學(xué)探究能力。

3.在探究式教學(xué)中教師和學(xué)生地位的轉(zhuǎn)變

在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師是知識(shí)的先期擁有者。對(duì)教師來說,學(xué)生所要學(xué)習(xí)的知識(shí)是非常容易的。但學(xué)生作為初學(xué)者,在學(xué)習(xí)中遇到的困難可能很容易被教師忽略,這就使得教師和學(xué)生很難產(chǎn)生同樣的感受,這種師生之間不同的心態(tài)往往會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生不良的影響。

在新課標(biāo)指導(dǎo)下的教學(xué),主要是以探究式學(xué)習(xí)為主,為了避免教師和學(xué)生之間的心理差異,教師的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生和自己共同去探究新知識(shí)。教師應(yīng)以同樣渴求知識(shí)的心理與學(xué)生一起參與新知識(shí)的探究,教師要把自己當(dāng)作一名初學(xué)者,退到和學(xué)生同一起跑線上來思考問題、分析問題,共同體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。因此,探究式教學(xué)要求教師從知識(shí)的權(quán)威者變?yōu)橹R(shí)學(xué)習(xí)的參與者、合作者。

4.對(duì)開展探究式教學(xué)的思考

探究式教學(xué)改變了課堂教學(xué)的面貌,改變了以往“灌輸式”教學(xué)方法。隨著教學(xué)理念的更新,教學(xué)方式也產(chǎn)生了變革,即變傳授式為積極探究式,變以教師為中心的封閉、靜態(tài)的講授過程為學(xué)生主動(dòng)積極參與的開放式動(dòng)態(tài)教學(xué),變使學(xué)生消極呆板地學(xué)習(xí)為主動(dòng)動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦地學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的探究熱情,培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí),使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、習(xí)慣、信心、競(jìng)爭意識(shí)、主動(dòng)性明顯增強(qiáng),在討論交流過程中培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、表達(dá)能力、思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

在教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)了目前開展探究式教學(xué)中的一些不足。比如,學(xué)生受傳統(tǒng)教學(xué)方式影響較深,思維發(fā)散能力差等,這也反映了目前中學(xué)生的素質(zhì)未能跟上。因此,探究式教學(xué)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。但是相信隨著我國素質(zhì)教育的全面推進(jìn),學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、自主探索、自主解決問題的能力一定會(huì)得到加強(qiáng),學(xué)習(xí)方式多樣化的目標(biāo)也一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。