“實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式的實(shí)踐與體會(huì)——以“導(dǎo)體的電阻”教學(xué)為例

“實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式的實(shí)踐與體會(huì)
——以“導(dǎo)體的電阻”教學(xué)為例

吳必龍

(江蘇省丹陽高級(jí)中學(xué)江蘇 鎮(zhèn)江212309)

摘 要：在 “導(dǎo)體的電阻”教學(xué)中，運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式，充分發(fā)揮教師在課堂中的“導(dǎo)學(xué)、助學(xué)、促學(xué)”作用，提高了課堂教學(xué)效率，有利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)學(xué)助學(xué)促學(xué)自主探究實(shí)踐體會(huì)

收稿日期：(2014-10-20)

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要 (試行)》中明確要求,“倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂于探究、勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”，以改變 “課程實(shí)施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練、效率低下”的現(xiàn)狀.為此，我們在物理教學(xué)實(shí)踐中形成了 “實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式，現(xiàn)以 “導(dǎo)體的電阻”教學(xué)為例，談?wù)勎覀冞\(yùn)用此教學(xué)模式的體會(huì).

1 “實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式簡介

該模式一般可設(shè)計(jì)為3個(gè)環(huán)節(jié)，如表1所示.

表1　實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)模式3個(gè)環(huán)節(jié)

環(huán)節(jié)1:“教師導(dǎo)學(xué)，學(xué)生看實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)生探究欲望”是該模式的序幕.

教師根據(jù)考試說明，結(jié)合學(xué)生已有知識(shí)，針對(duì)本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)與新課有密切聯(lián)系、具有針對(duì)性和啟發(fā)性的情境或通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)、聯(lián)系生活提出探究問題.

實(shí)驗(yàn)是研究物理問題的重要手段，大多數(shù)物理概念、教學(xué)方法都是通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生透過現(xiàn)象剖析、揭示其本質(zhì)的.實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生易于進(jìn)入教學(xué)情境，對(duì)其形成鮮明的印象，它集直觀性、可信性、趣味性于一體，是物理教學(xué)創(chuàng)設(shè)情境的一個(gè)最基本的方法.這樣的問題情境，一下子激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的探究欲望，為下一步的探究搭建了很好的平臺(tái).這樣使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過感知產(chǎn)生疑問，大大激發(fā)了學(xué)生的興趣和注意，滲透了新課主題，為學(xué)習(xí)新知識(shí)準(zhǔn)備了條件.這是實(shí)現(xiàn)“高效課堂”的第一步，也能更好地激發(fā)學(xué)生下一步的“實(shí)驗(yàn)探究”.

環(huán)節(jié)2:“教師助學(xué)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，完成自主探究”是該模式的核心.

在成功創(chuàng)設(shè)問題情境后，“實(shí)驗(yàn)探究式”課堂教學(xué)模式要求教師大膽開放課堂，將知識(shí)建構(gòu)的過程完全通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究完成.實(shí)驗(yàn)探究包括以下幾個(gè)步驟：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)猜想.在具體操作過程中，教師可以通過加強(qiáng)巡視并鼓勵(lì)小組討論，加強(qiáng)探究的可控性.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，看是否存在某種規(guī)律或趨勢，能否支持先前的猜想.在信息技術(shù)水平日益提高的今天，利用計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖像處理已被師生所接受.

實(shí)施本環(huán)節(jié)，對(duì)教師有兩個(gè)要求：一是能準(zhǔn)確把握學(xué)生的認(rèn)知現(xiàn)狀，適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)，做到 “授學(xué)生所需”，有的放矢；二是以探究的理念組織教學(xué)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的探究教學(xué)方式.

環(huán)節(jié)3:“教師促學(xué)，學(xué)生用實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐領(lǐng)悟創(chuàng)新”是該模式的關(guān)鍵.

學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，運(yùn)用自己已有的知識(shí)，總結(jié)出一個(gè)理論，并去指導(dǎo)實(shí)踐，在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)或修正的過程.這是一個(gè)體現(xiàn)創(chuàng)造力的過程，是“實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)的關(guān)鍵階段.實(shí)驗(yàn)探究理論的過程應(yīng)伴隨著問題的不斷解決和新問題的不斷出現(xiàn).學(xué)生在問題的互動(dòng)中，對(duì)知識(shí)會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)，最終形成對(duì)規(guī)律或現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí).

該環(huán)節(jié)的主要目的是建構(gòu)和應(yīng)用知識(shí).教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)新的知識(shí)體系，選擇和設(shè)計(jì)相關(guān)的問題，組織學(xué)生獨(dú)立或合作進(jìn)行練習(xí)實(shí)踐，讓學(xué)生在應(yīng)用知識(shí)解決問題中加深對(duì)本節(jié)課重、難點(diǎn)知識(shí)的理解，提高分析和解決問題的能力.

實(shí)施本環(huán)節(jié)，能使學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)做到當(dāng)堂鞏固，不過多占用課余時(shí)間，緩解了新課改后課時(shí)少、學(xué)生負(fù)擔(dān)重的矛盾.

2 “實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式運(yùn)用

2.1創(chuàng)設(shè)情境 激活思維

現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為，激疑是進(jìn)行教學(xué)的重要策略，善于激疑才能激發(fā)學(xué)生的積極思維，才能引起學(xué)生的好奇心，而好奇心是創(chuàng)新精神的基礎(chǔ)，也是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的最初源泉.

例如，用“模擬劣質(zhì)導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)”引入新課，具有相當(dāng)強(qiáng)的震撼力.一張錫箔紙，剪下一條，可以看成合格導(dǎo)線.對(duì)劣質(zhì)導(dǎo)線來說，有雜質(zhì)的地方導(dǎo)電性能差，可視為是不導(dǎo)電的部分，即相當(dāng)于導(dǎo)線缺了一塊，故可在錫箔紙條上剪去一小塊用來模擬劣質(zhì)導(dǎo)線.現(xiàn)在要把一節(jié)電動(dòng)勢為1.5 V的5號(hào)電池接在其兩端，此時(shí)，問學(xué)生，“錫箔紙連接電池會(huì)起火”是真的嗎？引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象.

這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生眼前一亮，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了課堂氣氛，學(xué)生喜歡物理課堂，喜歡學(xué)習(xí)物理，這也正是我們物理教師求之不得的.

為了更方便地改變導(dǎo)體的形狀，再用“鹽水槽實(shí)驗(yàn)”來定性研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān).鹽水槽接入電源后，電表的指針偏轉(zhuǎn)，改變面積與長度，指針有明顯的變化，形象、直觀的實(shí)驗(yàn)引發(fā)了學(xué)生的思考，學(xué)生也產(chǎn)生了“我想嘗試一下”的想法. 學(xué)生的求知欲望油然而生，用實(shí)驗(yàn)激活了學(xué)生的思維，同時(shí)也巧妙地點(diǎn)出本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn).

2.2自主探究 突出重點(diǎn)

為了使教材“活”起來，學(xué)生“動(dòng)”起來，我們對(duì)教材的處理進(jìn)行了一些探索與嘗試.在人教版教材中，探究內(nèi)容是“研究了導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料的關(guān)系”，從而得出探究結(jié)論.這樣看起來是很全面、很科學(xué)、很合理，但是，從學(xué)生的認(rèn)知上來說，信息的獲取是碎片式的，只能一點(diǎn)一點(diǎn)地接受、吸收.如果用課本上的探究實(shí)驗(yàn)，這樣的和盤托出，給學(xué)生的感覺是，有點(diǎn)為了拼湊結(jié)論的嫌疑，學(xué)生探究的欲望必然難以被激發(fā)，學(xué)生的探究能力不能得到有效發(fā)展.因此，我們在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，突出了導(dǎo)體的電阻與其長度、橫截面積的關(guān)系，而將導(dǎo)體材料對(duì)電阻的影響滲透到其他的教學(xué)環(huán)節(jié)中.比如說，材料對(duì)電阻的影響，先用鹽水這種非金屬材料，再用金屬導(dǎo)體材料鎳鉻合金，因?yàn)閷?dǎo)體可以分為金屬導(dǎo)體和非金屬導(dǎo)體，這樣的處理，學(xué)生更好接受，獲得的知識(shí)也更全面.對(duì)不同金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，再通過電阻率的數(shù)據(jù)表格展示給學(xué)生，使學(xué)生在學(xué)習(xí)這節(jié)課后，能認(rèn)識(shí)到探究結(jié)論不僅適用于金屬導(dǎo)體，同樣也適用于非金屬導(dǎo)體.

導(dǎo)體電阻相關(guān)的幾個(gè)因素可分成兩個(gè)層次：需重點(diǎn)研究且讓學(xué)生親自操作的是長度與橫截面積兩個(gè)因素；需要研究的并需通過演示、展示、講解的是材料與溫度兩個(gè)因素.讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充分地探究，通過教師的補(bǔ)充，使問題的探究更全面、深入.

科學(xué)探究不僅是物理學(xué)習(xí)的一種方法，同時(shí)也是物理課程的目標(biāo)和重要內(nèi)容.沒有探究，就沒有物理的發(fā)展，也沒有學(xué)生的發(fā)展.

教學(xué)過程中也可以使用DIS傳感器進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，利用電腦直接得出電阻的數(shù)值，快速、高效，但從實(shí)際情況看，數(shù)據(jù)的得出，學(xué)生沒有感覺，與學(xué)生有一定的距離感.教師講臺(tái)上唱獨(dú)角戲，學(xué)生臺(tái)下瞪著眼睛看，無法很好地參與進(jìn)來.我們沒有選擇這種方式，還是以學(xué)生最易接受、最簡單方便的操作來引導(dǎo)學(xué)生探究，采用了“倍增法”的思想來研究，使問題簡化，同時(shí)，學(xué)生在動(dòng)手中獲取知識(shí)，頗有一點(diǎn)成就感.

為了更好地突出探究的主題，測導(dǎo)體的電阻直接使用了數(shù)字多用電表.主要有以下幾個(gè)原因：(1)需要探究的問題很多.電學(xué)實(shí)驗(yàn)本身的綜合性就相當(dāng)強(qiáng)，涉及到電路設(shè)計(jì)、滑動(dòng)變阻器接法的選擇、電表量程的選擇和連接、伏安法測電阻等許多電學(xué)知識(shí)，學(xué)生的知識(shí)積累不夠.(2)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因很多.伏安法測電阻這種方法本身的系統(tǒng)誤差，導(dǎo)體長度、橫截面積的測量，兩個(gè)電表的讀數(shù)，再加上運(yùn)算等，產(chǎn)生的誤差很大.(3)數(shù)據(jù)處理非常復(fù)雜.由于測量數(shù)據(jù)的隨機(jī)性，特別是探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系時(shí)，數(shù)據(jù)規(guī)律的不可觀測性顯得尤為突出，學(xué)生很難由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出正確的結(jié)果.

由于測量精確度要求很高，考慮表筆與電阻接觸時(shí)有接觸電阻，所以對(duì)電表的連接進(jìn)行了改裝.實(shí)驗(yàn)中需要接觸得非常好，將表筆頭改成魚夾型的，另外，兩根表筆導(dǎo)線也有電阻，將兩表筆直接接觸便可看出，在數(shù)據(jù)處理時(shí)要十分注意.

幻方為許多數(shù)學(xué)愛好者所珍愛，吸引了一大批幻方愛好者.經(jīng)過這些幻方愛好者的研究，幻方理論有了很大的發(fā)展，人們構(gòu)造出了許多有趣又令人驚嘆的幻方.但是人們的這些研究主要集中在如何構(gòu)造幻方和計(jì)算幻方的數(shù)量上(包括特殊幻方的數(shù)量).而本文主要探討幻方特別是三階幻方中的恒等式.通常所說的3階幻方指的是：在3×3的方陣中填入1—9這九個(gè)整數(shù)，使得每行、每列以及兩條對(duì)角線上的三個(gè)數(shù)字之和都相等(如圖1),這也被稱作是正規(guī)幻方.

2.3深化規(guī)律 活學(xué)活用

為了能使學(xué)生體會(huì)到物理就在我們身邊，生活中的探究無處不在，在教學(xué)過程中我們可以利用生活中隨處可得的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)．學(xué)習(xí)知識(shí)的目的在于應(yīng)用，它是學(xué)生掌握知識(shí)、深化規(guī)律、形成技能、發(fā)展智力的重要手段，也是溝通知識(shí)和創(chuàng)新的橋梁.應(yīng)用要有目的性，著眼于指導(dǎo)思想，有利于思想方法和技能的掌握；應(yīng)用要有現(xiàn)實(shí)性，結(jié)合學(xué)生實(shí)際生活，解決學(xué)生身邊的物理問題，讓學(xué)生在引用新知解決問題的同時(shí)，體會(huì)到物理的價(jià)值;應(yīng)用形式要多樣性，要以新穎多變的形式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生始終保持良好的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)習(xí)效率.

教學(xué)片斷：“火能關(guān)燈”實(shí)驗(yàn).

師：有人說，火能關(guān)燈，是真的嗎？實(shí)驗(yàn)讓我們眼見為實(shí).如圖1所示，由電源、開關(guān)、燈泡、滑動(dòng)變阻器、鎢絲組成電路，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光.這時(shí)日光燈中的鎢絲串聯(lián)在電路中，現(xiàn)用酒精燈加熱鎢絲，看一看小燈泡亮度有什么變化.

教師演示：酒精燈靠近鎢絲時(shí)，小燈泡熄滅了.

(學(xué)生非常驚訝).

師：火為什么能關(guān)燈？請一位同學(xué)來解釋一下.

生：因?yàn)橛没馃u絲的時(shí)候，鎢絲的溫度升高，電阻增大，電路中的電流減小，所以燈就變暗，如果電阻變化得很大，電流減小得就很多，那么燈就會(huì)熄滅了.

在物理教學(xué)中，要充分體現(xiàn)“從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會(huì)”的教學(xué)理念，把物理教學(xué)與學(xué)生的生活體驗(yàn)相聯(lián)系，把物理問題與生活情境結(jié)合起來.筆者在課后布置了作業(yè)，“了解超導(dǎo)現(xiàn)象和半導(dǎo)體材料”，引導(dǎo)學(xué)生多進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，開闊自己的視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)科學(xué)探究的意識(shí)，不斷提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)分析問題、解決問題的能力.只有真正將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際創(chuàng)造，才能使生活更加豐富多彩，才能使科技更加發(fā)達(dá)，才能使物理真正走向社會(huì).

3“實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式實(shí)踐體會(huì)

“最精湛的教學(xué)藝術(shù)，遵循的最高準(zhǔn)則就是讓學(xué)生自己提出問題、解決問題”，“實(shí)驗(yàn)探究式”教學(xué)模式的運(yùn)用正符合這一觀點(diǎn).通過實(shí)踐，我們提幾點(diǎn)運(yùn)用本模式的注意事項(xiàng)：

第一，選擇性.不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合于實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)，教師要精心挑選合適的、具有探究價(jià)值的課題.

第二，目的性.探究過程中，教師要控制好探究的深度和廣度，做到收放有度、探究有重點(diǎn)、探究要全面，這樣做才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的能力，才更容易使學(xué)生接受.

第三，預(yù)見性.教師要充分預(yù)見學(xué)生可能提出的問題，科學(xué)設(shè)計(jì)探究過程，讓成功多于失敗.

第四，多樣性.課堂教學(xué)中，教師應(yīng)多運(yùn)用激趣技巧，提高學(xué)生的探究信心和興趣.

第五，靈活性.教師要有一定的應(yīng)變能力和知識(shí)積淀，能靈活應(yīng)對(duì)學(xué)生提出的不在教師準(zhǔn)備范圍內(nèi)的問題，且如果問題具有更高的探究價(jià)值，教師可以改變原先的探究設(shè)想.

參 考 文 獻(xiàn)

1鐘啟泉，崔允淳，張華．基礎(chǔ)教育課程改革綱要 (試行)解讀．上海：華東師范大學(xué)出版社，2002

2繆建新，徐衛(wèi)華．高效課堂：模式與案例．南京：南京大學(xué)出版社，2009

3陶洪．物理實(shí)驗(yàn)論．南寧：廣西教育出版社，1996

4安忠，劉炳昇．中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究．北京：高等教育出版社，1985

5李春密，梁潔，蔡美潔．中學(xué)生科學(xué)探究能力結(jié)構(gòu)模型初探．課程·教材·教法，2004(6)

6王文梅．實(shí)施高中物理課堂探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)．內(nèi)蒙古教育，2006(1)

7鐘武寧．高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐．當(dāng)代教育科學(xué)，2006(5)