利用多種探究教學(xué)方式突破高考實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)難點(diǎn)

耿克忠

(保定三中 河北 保定 071000)

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)和高考中占有重要的地位，筆者在高考實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，通過利用多種探究式教學(xué)方式，突破實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)難點(diǎn)取得了較好的教學(xué)效果，現(xiàn)在撰文與同行交流．

1 學(xué)情分析

現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般是這樣的，高一、高二和高三隨物理課程的進(jìn)行，學(xué)生隨堂就把實(shí)驗(yàn)做了，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)興趣很高，做得也很投入，相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本操作技能當(dāng)時(shí)也就掌握了．但是由于實(shí)驗(yàn)是零散進(jìn)行的，缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、總結(jié)和提高，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力薄弱．進(jìn)入高考復(fù)習(xí)階段，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ蟾?，尤其是?duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力要求更高．一般的處理方法是教師在教室課堂上把實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)講一下，稍加總結(jié)，隨后進(jìn)行大量的強(qiáng)化訓(xùn)練．這種教學(xué)方法的弊端是學(xué)生被動(dòng)地接受學(xué)習(xí)，學(xué)到的實(shí)驗(yàn)知識(shí)沒有和自己的實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合起來(lái)，知識(shí)理解不到位，能力提高不上去．因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要利用探究式教學(xué)，使學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，而且動(dòng)手動(dòng)腦相結(jié)合，自己探究，在探究過程中理解知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)技能方法，提高能力．

從學(xué)生角度講，學(xué)生有零散的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，但缺乏系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的建構(gòu)；具有一定的學(xué)習(xí)能力，有渴求進(jìn)步的欲望，需要教師引導(dǎo)；成績(jī)有差別，需要分別對(duì)待；自我評(píng)價(jià)不穩(wěn)定，需要成功的體驗(yàn)；有熟練的電腦操作技能．

失ΔE如何變？當(dāng)木塊的質(zhì)量M趨于無(wú)窮大時(shí)，機(jī)械能的損失ΔE又有什么趨勢(shì)？

(3)

(2)當(dāng)木塊的質(zhì)量M越小時(shí)，機(jī)械能的損失ΔE如何變？當(dāng)木塊的質(zhì)量M趨于零時(shí)，機(jī)械能的損失ΔE又有什么趨勢(shì)？

拓展三：將解題過程中的式(1)與式(2)相加，看看可以得到什么結(jié)果？

等式左側(cè)D為子彈相對(duì)于木塊的位移，根據(jù)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的凈功W=-fL相；等式左側(cè)為木塊與子彈間的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的凈功．機(jī)械能變化ΔE，等式右側(cè)為-ΔE，即損失掉的機(jī)械能ΔE損．由此可得出結(jié)論：除重力、彈力以外，只有摩擦力做功的系統(tǒng)中，滑動(dòng)摩擦力所做的凈功數(shù)值上等于機(jī)械能的損失，即系統(tǒng)損失掉的內(nèi)能．

在以上的例題中，通過層層設(shè)問，步步遞進(jìn)，使學(xué)生在自己的練習(xí)中體驗(yàn)“一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功之和為負(fù)功”、 “摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能” 以及“摩擦力做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能”，從而加深了對(duì)物理規(guī)律的理解．

2 教學(xué)目標(biāo)

總目標(biāo)：掌握實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，初步理解實(shí)驗(yàn)誤差理論，具備基本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神．

具體目標(biāo)：

(1)會(huì)使用基本儀器，尤其是電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、多用電表和電阻箱；會(huì)讀游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器．

(2)把握高考考試說(shuō)明中要求的電學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的原理和操作注意事項(xiàng)．

(3)會(huì)應(yīng)用分壓和限流控制電路，掌握實(shí)物連線方法．

(4)會(huì)分析使用電表帶來(lái)的誤差．

(5)掌握一定的實(shí)驗(yàn)分析綜合能力，學(xué)會(huì)一定的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)．

(6)在探究學(xué)習(xí)過程中體會(huì)實(shí)驗(yàn)的核心是誤差，并會(huì)初步進(jìn)行誤差分析．

3 教學(xué)流程

整個(gè)的教學(xué)流程如圖1所示．

圖1 高考實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)過程示意圖

4 教學(xué)過程簡(jiǎn)記

第一個(gè)教學(xué)模塊：熟悉實(shí)驗(yàn)儀器

讓學(xué)生熟悉電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和基本電路的連接．電學(xué)的主要儀器有：電壓表、電流表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、定值電阻、小電珠、電源和開關(guān)．基本電路主要是：電源的連接、電壓表與電流表的連接、分壓與限流電路的連接、伏安法測(cè)電阻電路的連接和測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)電阻電路的連接．教學(xué)方法采用接受式探究．接受式探究是指從已經(jīng)弄清這些問題的人那里得到有關(guān)的信息或現(xiàn)成答案的探究．這看似簡(jiǎn)單容易，但其中同樣包含著多種思維推理技能的運(yùn)用．教師在教學(xué)中要注意從低難度、低水平的接受式探究開始，逐漸培養(yǎng)、發(fā)展和不斷提高學(xué)生的資料檢索收集和整理分析能力．在中小學(xué)階段，接受式探究也是一種值得重視的重要的學(xué)習(xí)方式[1]．

此模塊共用一課時(shí)，教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，給學(xué)生準(zhǔn)備的材料有：學(xué)生教科書、教師編輯的基本儀器使用手冊(cè)、實(shí)驗(yàn)室的儀器．教師給出明確的電路連接要求，學(xué)生動(dòng)手操作，在學(xué)生操作過程中，教師注意引導(dǎo)學(xué)生分析電路的連接特點(diǎn)和功能，監(jiān)督學(xué)生改正電路操作的錯(cuò)誤．

第二模塊：探究基本電路的作用

學(xué)生有了對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的基本操作技能之后，讓學(xué)生具體探究基本電路的作用，探究過程中體會(huì)實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生和減小，采用定向歸納探究方式.定向探究是指學(xué)生所進(jìn)行的各種探究活動(dòng)，是在教師提供大量的指導(dǎo)和幫助下完成的，教師給定概念或原理，由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)它與具體事例的聯(lián)系的探究．歸納探究是從個(gè)別或某類事例出發(fā)，經(jīng)過探索得出一般結(jié)論的探究．定向歸納探究是指由教師提供具體事例，學(xué)生在觀察分析事例的基礎(chǔ)上得出概括或結(jié)論．教師對(duì)教學(xué)有較多調(diào)控——提供事件、物體和數(shù)據(jù)；引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和分析，是教學(xué)的引領(lǐng)者和組織者，在教學(xué)過程中起主導(dǎo)作用．學(xué)生發(fā)揮著主體作用，即在教師指導(dǎo)下積極觀察事件、物體和數(shù)據(jù)，并在觀察的基礎(chǔ)上動(dòng)腦思考，得出一般性的概括和結(jié)論．教師要求每個(gè)學(xué)生向其他同學(xué)交流自己的發(fā)現(xiàn)——概括或結(jié)論，以便相互學(xué)習(xí)．

這一部分用兩課時(shí)，在學(xué)生微機(jī)室進(jìn)行，軟件環(huán)境是仿真物理實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)版，因?yàn)槔糜?jì)算機(jī)多媒體仿真物理實(shí)驗(yàn)室可以為學(xué)生提供盡可能多的實(shí)驗(yàn)儀器，沒有操作時(shí)人員和儀器安全問題．教師提出以下問題：分壓和限流電路有什么特點(diǎn)和功能；用伏安法測(cè)電阻時(shí)，內(nèi)接和外接電路會(huì)引入什么樣的誤差；用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)電阻電路會(huì)引入什么樣的誤差．學(xué)生通過自己動(dòng)手連電路，看讀數(shù)，小組討論得到分壓和限流電路的選擇原則、伏安法測(cè)電阻內(nèi)接和外接電路的選擇原則，理解測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)電阻電路的選擇原則，掌握靈敏電流計(jì)改裝成電流表和電壓表的技能．教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考同樣的儀器怎樣選擇電路誤差最?。辉鯓訌谋姸嗟膬x器中選出最合適的儀器組成測(cè)量誤差最小的電路．

第三模塊：電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

這一部分采用自由歸納探究.自由探究是指學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)時(shí)，極少得到教師的指導(dǎo)和幫助，而是自己獨(dú)立完成．自由歸納探究仍然遵循歸納推理形式，但教學(xué)活動(dòng)更加自由開放，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)負(fù)有更大的責(zé)任．在自由歸納探究教學(xué)時(shí)，具體事例由學(xué)生自己提供，自由進(jìn)行歸納概括．教師只提供探究材料，以及提出如下問題：“你能從……中得出什么概括或結(jié)論?”“經(jīng)過探究之后，請(qǐng)告訴我你所知道的關(guān)于……的一切”等．教師鼓勵(lì)學(xué)生互相交流和分享推理結(jié)果，以便全體學(xué)生從各自的獨(dú)特發(fā)現(xiàn)中獲益．自由歸納探究為學(xué)生的創(chuàng)造性思維的發(fā)揮提供了機(jī)會(huì)，從一定意義上說(shuō)，學(xué)生只有在從事自由歸納探究時(shí)，才可以說(shuō)是在從事類似科學(xué)家們的真正發(fā)現(xiàn)活動(dòng)．在進(jìn)行自由歸納探究時(shí)，教師扮演著不同的角色，起著不同的作用，即問題的“澄清者”．對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的邏輯上的錯(cuò)誤，諸如概括過于寬泛，推理不準(zhǔn)確，歸因不當(dāng)?shù)?，教師?yīng)當(dāng)及時(shí)指出．

此模塊共用三個(gè)課時(shí)．有了前邊的基礎(chǔ)，這里給定學(xué)生三個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專題進(jìn)行探究，專題分別是：測(cè)量電阻可以有幾種方法、測(cè)量電表內(nèi)阻有何特殊方法；測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)電阻可以有幾種方法；電壓表、電流表、電阻箱能不能起相同的作用．在學(xué)生微機(jī)室進(jìn)行，軟件環(huán)境是仿真物理實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)版．學(xué)生先獨(dú)立的就教師提出的專題進(jìn)行獨(dú)立探究學(xué)習(xí)，自己動(dòng)手通過仿真物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)和比較，得出自己的結(jié)論．然后組內(nèi)討論，組間進(jìn)行交流和談?wù)摚處熢谙逻呇不夭⒔o予必要的指導(dǎo)．最后師生一起總結(jié)得到結(jié)論．

第四模塊：實(shí)驗(yàn)總結(jié)

這一部分用兩個(gè)課時(shí)，用于交流各個(gè)小組的探究成果．主要采用“自主、合作、探究”教學(xué)模式．“自主、合作、探究”教學(xué)模式是指教師以問題(或任務(wù))的形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生主動(dòng)嘗試解決問題，教師在教學(xué)過程中及時(shí)提供“子級(jí)問題”幫助學(xué)生，并通過生生合作、師生互動(dòng)而達(dá)到使學(xué)生掌握知識(shí)和技能的教學(xué)方式[2]．

在教室進(jìn)行，教師引導(dǎo)，學(xué)生分組交流．有了前幾節(jié)課的鋪墊，學(xué)生討論起來(lái)非常踴躍而且言之有物．最終大部分學(xué)生可以理解實(shí)驗(yàn)的核心是誤差，實(shí)驗(yàn)方案的好壞以誤差的大小來(lái)衡量，數(shù)據(jù)記錄要如實(shí)的記錄誤差，數(shù)據(jù)處理不能使誤差擴(kuò)大．最后師生一起總結(jié)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和基本步驟．通過總結(jié)，學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)不再是那么可怕了．

5 課后反思

實(shí)驗(yàn)原來(lái)是師生最頭疼的一部分內(nèi)容，筆者通過由淺入深、由低層次到高層次、師生積極相互配合的探究取得了傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法取得的效果．學(xué)生表示原來(lái)頭疼的電學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)物連線現(xiàn)在再也不怕了，和沒有進(jìn)行探究教學(xué)的平行班相比，成績(jī)要好得多．而且在教學(xué)進(jìn)行的過程中，平時(shí)調(diào)皮的學(xué)生不調(diào)皮了，表現(xiàn)出非常強(qiáng)的動(dòng)手和動(dòng)腦能力．探究式教學(xué)在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中比傳統(tǒng)的授受式教學(xué)效果要好得多．

從整個(gè)的教學(xué)過程來(lái)看，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是愉快的．在筆者以前帶過的班級(jí)，成績(jī)稍差些的學(xué)生普遍的反映是“我承認(rèn)老師講得非常好，物理知識(shí)非常有用，但是我就是不愛學(xué)習(xí)物理，到大學(xué)肯定不學(xué)物理專業(yè)”．這屆學(xué)生通過探究式教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣得到了極大的保護(hù)和提高，尤其是在實(shí)驗(yàn)專題時(shí)，學(xué)生天天盼望著去微機(jī)室上物理探究實(shí)驗(yàn)課，徹底改變了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“在課堂上講實(shí)驗(yàn)，在黑板上畫實(shí)驗(yàn)”和學(xué)生“課上聽實(shí)驗(yàn)，課下背實(shí)驗(yàn)”的習(xí)慣模式．有時(shí)有的學(xué)生甚至表示：“老師，我們不用你講了，我們自己想，自己講，大家一起講，你在旁邊看就行了”，說(shuō)話時(shí)充滿自信．事實(shí)上學(xué)生的確自己做得不錯(cuò)，學(xué)生思維活躍，互相啟迪，很多的觀點(diǎn)，已經(jīng)達(dá)到了傳統(tǒng)教學(xué)很難達(dá)到的程度，甚至超出教師的想象．當(dāng)年高考以后，實(shí)驗(yàn)班有三名品學(xué)兼優(yōu)同學(xué)選擇了基礎(chǔ)物理專業(yè)(一名清華大學(xué)、兩名哈爾濱工業(yè)大學(xué))，他們表示已經(jīng)喜歡上了物理，這在以前的畢業(yè)生中是沒有的．可以確定的說(shuō)：探究式教學(xué)能有效提高教學(xué)效果，同時(shí)在激發(fā)和保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理積極性方面比傳統(tǒng)的接受式教學(xué)優(yōu)勢(shì)明顯．

參考文獻(xiàn)

1 任長(zhǎng)松.高中新課程與探究式學(xué)習(xí).天津：天津教育出版社.2005

2 陶·哈斯巴根，秦瑞玭，李偉軍.對(duì)創(chuàng)建“自主、合作、探究”教學(xué)模式的思考.內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版)，2003，16(1)