淺議探究式教學與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

張四方

摘要新課程標準強調從知識傳授向知識探究轉變,科學探究必須以學生為主體,探究式教學必須尊重學生身心發(fā)展特點,善于設計情景,激發(fā)學生的探究興趣,為學生創(chuàng)設和諧、自主的學習氛圍。探究式教學應重視學習過程,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

關鍵詞探究式教學探索興趣創(chuàng)新能力

中圖分類號:G632文獻標識碼:A

現(xiàn)代教育觀認為,科學教育除了傳授知識和訓練技能外,更應重視學生探索興趣及能力、思維習慣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),強調從知識傳授向知識探究轉變,傾向于培養(yǎng)學生科學探究能力、科學態(tài)度和科學素養(yǎng)。滬教版的初中物理教材,探究實驗有三十六個之多,是老教材的近四倍,這充分體現(xiàn)了新的教育理念。如何在探究過程中創(chuàng)設和諧平等的氛圍,發(fā)揮學生的主體作用,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力?筆者認為應注意以下幾點。

1 探究活動要符合學生的特點,遵循循序漸進的原則

從學生身邊唾手可得的事物入手,選擇一些簡單的器材做一些簡單的探究實驗。如用一只鋼筆和一些輔助器材就能完成如下幾個實驗:

①看影子——光的直線傳播;

②斜插入水中——光的折射;

③吸墨水——大氣壓的作用;

④用手按住筆尖和筆尾——壓力的作用效果和受力面積的關系。

這些簡單實驗不僅可以拉近物理與生活的距離,還能激發(fā)學生進行小發(fā)明、小制作,培養(yǎng)了學生實驗設計能力和創(chuàng)新能力。

在科學探究教學中,多數(shù)可以有多種實驗設計。如:在引入壓強時,讓學生根據(jù)身邊現(xiàn)有的課桌椅、書本、文具甚至人體和手腳、鞋等設計相應實驗方案。再用生活中常見的物品設計,學生在自主和諧的氛圍下,思維完全展開,說出了十幾種比較方法, 在對每種方法進行肯定后,讓學生指出哪些方法簡單、方便、易操作,讓學生體會物理研究應從簡單的事物入手。

又如,舊版的初中物理教材中,學生在學習歐姆定律時,不僅要探究電流與電壓的關系,還要探究電流與電阻的關系。而對后者,如何保持電壓不變來改變電阻,學生感到困難,且電流與電阻的反比關系也相對隱藏得較深,絕大多數(shù)學生是在老師一再強調下被動接受的。而滬教版的新的初中物理教材中只要求學生探究電流與電壓的關系,這不僅與新的課程標準一致,也符合初中生的認知特點。盡管該探究少了一個環(huán)節(jié),但學生經歷的探究過程更自主、更輕松,保護了學生的探究興趣,體現(xiàn)了體現(xiàn)以人為本的原則。

探究性實驗是科學探究的精髓,它一般包括七個要素。本著由易到難也對原則,滬教版的新初中物理教材先從最簡單的“長度測量”開始,且只涉及了科學探究的兩個要素,而對此之后的“速度”、“聲現(xiàn)象”的探究要求略有提高,涉及了科學探究的三、四個要素,到了探究“凸透鏡成像的規(guī)律”時,七個要素均有體現(xiàn)。這樣的處理符合學生的認知規(guī)律,新課程標準明確指出:在學生科學探究中,其探究過程可以設計所有要素,也可以只設計部分要素。

2 善于設計問題和情境,激發(fā)學生的探究興趣

興趣是最好的老師,激發(fā)學生的學習興趣,也是初中物理教學的一個重要目標,心理學研究表明,創(chuàng)設實驗情景和實驗效果密切相關,其本質在于形象與特定意義的結合,從而有效地引起學生的視覺追求,激活思維。

教師在教學中要當好組織者和引導者,從學生的興趣、愛好和生活實際出發(fā),精心設計情景和問題,讓學生在和諧、自主的氛圍中積極探究。

2.1 用史料設計情境

例如,在探究阿基米德原理時,先以曹沖稱象這一有趣的史實引入,并通過學生猜想,揭示:船吃水深度→排水體積→排水量→船與石頭的重力的關系,從而為阿基米德原理奠定了基礎。

又如,在學習大氣壓前,先介紹著名的馬德堡半球實驗,已賦予馬德堡半球以神秘的色彩,它的神奇讓學生興趣大增,這時自然而然的將視覺轉化為知識,實驗效果也就不言而喻了。

2.2 運用問題設計情境

思維源于矛盾,在教學過程中制造矛盾,可激活思維,讓學生欲罷不能,并提出自己的猜想和假設,并主動參與實驗,使正確的結論在實驗中得以強化。

例如,在浮力的教學中,來自學生的日常經驗往往誤導學生,不少人認為浮力大小與物體的質量、重力、密度及浸入液體的深度有關,覺得沉于液體底部的物體不受浮力。為此,我這樣設計:(1)將兩個體積相同的銅球和鋁球用彈簧秤吊著,浸入水中,讓學生觀察彈簧秤的示數(shù),并問這說明了什么?⑵用彈簧秤吊著銅球慢慢浸入水中,讓學生觀察彈簧秤的示數(shù)變化情況,待銅球沒入水中后,繼續(xù)向更深的水中浸入,再問學生浮力變化了嗎?

又如,學生在學習摩擦起電原因時,對不同物質的原子核束縛核外電子的本領不同很難理解,于是我這樣設計問題:拔河時誰能贏?并以此類比摩擦起電。接著又問:兩個相同材料的物體相互摩擦,能產生摩擦起電嗎?這就使看不見的靜電形象化,學生較輕松地攻克了難題。

2.3 運用實驗設計情境

生活中有些表象掩蓋了事物的本質,要糾正這些錯誤認識,教師必須精心設計情境,讓學生由表及里,對錯誤認識進行強有力的駁斥。

在學習牛頓第一定律時,讓學生看桌面上的木塊:推木塊,木塊動;不推木塊,木塊不動。于是我問:木塊的運動需要力來維持,可見力是維持物體運動的原因,對嗎?經過一段時間的討論,少數(shù)幾人有異議。一個同學說,運動的汽車發(fā)動機熄火后,沒有動力了,還可以走一段距離;另一個同學說,踢球時,球被踢出后,不受踢力了,球仍繼續(xù)飛行。矛盾引出后,學生展開討論,多數(shù)人認為:物體最終停下來的原因是由于受到阻力作用。我進一步啟發(fā):若它們都不受到阻力作用,運動情況又會怎樣?學生提出猜想后,便讓學生設計實驗方法,課堂氣氛十分活躍。

又如,在引入大氣壓時,我先在一個大試管里倒入水,再將一個小試管底向下放入大試管里,并設疑:若將兩試管迅速倒置,且只用手捏住大試管,小試管會怎樣?這是個極有懸念的問題,課堂氣氛馬上進入高潮,很多人擔心小試管會落到地上摔碎,而實驗結果是,小試管非但不下落,還上沖到試管頂端。

有許多問題源自生活,卻又和物理理論相矛盾,這就使即將進行的實驗更有懸念,可以激勵學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,這是探究問題的良好開端。

3 不僅新課需要探究,在知識的應用和拓展上,也應進行探究

新課程改革要求教學方法多樣化,實驗已不再局限于新課和教課書,還可以根據(jù)學生的實際問題,改進、設計實驗 ,在知識的應用和拓展上,讓學生有一個自主探究的平臺。

例如,在學習了電壓表之后,學生會碰到許多因線路某處發(fā)生短路和斷路,造成電壓表示數(shù)異常的情況。對絕大多數(shù)同學,這始終是個難點。以往總是教師反復強調,學生仍容易弄錯。為此,我在實驗室讓學生自己用實驗探究,將兩盞燈串聯(lián)好,閉合開關兩盞燈均發(fā)光。先將燈或其它某處斷開,將電壓表接入該處,觀察電壓表的示數(shù)是否為零。然后再讓電壓表的一個接線柱不接牢,或線路其它某處斷開,觀察電壓表的示數(shù)是否為零。學生自己討論其原因,終于明白:電壓表串聯(lián)時,由于電壓表的電阻極大,幾乎無電流通過,相當此處斷開。此時電壓表相當于通過燈絲等導體,直接接在電源兩極上,所以顯示電源電壓;當電路中其它某處斷開時,電壓表有一端沒接在電源上,故電壓表的示數(shù)為零。所以可根據(jù)電壓表的示數(shù)確定是電路的哪一處斷開。

新課后的探究,基本靠學生自己去發(fā)現(xiàn)、去實驗,學生有了自主實驗習慣,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力提高了,動手能力提高了,許多問題可以自己通過實驗解決。不僅提高了教學質量,更重要的是培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)。

傳統(tǒng)的教學模式是“以本為本”,忽視了學生的主體地位,探究式教學尊重學生的主體地位和人格,學生可以在平等、和諧的氛圍中良好地發(fā)展自己。