初中物理科学探究标准的分解与实施.pdf

第 3 2卷第 8期 2 01 1生 物理教师 P HYSI CS TEACHER Vl0 1 3 2No 8 2 0 1 1 初中园地 初 中物理科学探究标准的分解与实施 吉临荣 海安县海陵中学 江苏 海安2 2 6 6 0 0 1 问题提出 物理课程标准 指出 科学探究既是学生的学 习目 标 又是重要 的教学方式之一 将科学探究列入内容标 准 旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识 的探究过程转化 从学生被动接受知识 向主动获取知识转 化 从而培养学生的科学探究能力 实事求是的科学态度和 敢于创新的探索精神 江苏省物理中考指导意见 中指 出 科学探究的内容将占3 0 以上 可见 科学探究的内 容在初中物理教学中应占有较大的比重 但在教学中大多 数物理教师往往只重视物理知识标准的分解和实施 忽视 科学探究标准的分解和实施 多数情况是根据教材中出现 的探究问题 练习中遇到的探究习题进行探究方法和技能 的教学 具有显明的盲 目性 随意性和忽深忽浅现象 这也 是近几年来教师感到物理难教 学生感到物理难学的主要 原 因之一 学生在学习科学探究方法和技能时 也应该遵循循序 渐进的原则 所以完全有必要将 物理课程标准 中科学探 究标准进行细化分解 落实到初中物理教学的各个阶段 使 得科学探究标准和科学内容标准一样 得到有计划 有层 次 有系统的实施 下面以苏科版初中物理教材为例 谈谈科学探究标准 的分解方法 分期落实和分层教学的问题 2 解决措施 2 1 细化标准 分解实施 科学探究共有 7个要素 3 5个标准 在这 3 5个标准 中 有的标准不需要进行分解 如认识各探究环节对科学探 究的意义和合作交流等 这些标准属于学生在探究实践中 的体验标准 而有些标准的达成必须有一定的层次 有些标 准包含的内容很多 必须将此类一级探究标准进行细化分 解为系列的二级探究标准进行教学 例如 学生提 出问题 能力 的发展 应该是逐步发展 的 一 级探究标准为 能从 日常生活 自然现象或实验观察中发现 与物理学有关的问题 而 能书面或口头表述这些问题 可 分解为 2个二级探究标准 一是能提出与物理相关的问题 这是一个低层次的标准 但为了培养学生的问题意识 把自 己发现的问题表述成一个与物理学有关的问题 就必须广 泛地 较长时间进行训练 教师不能轻易地否定学生提出的 问题或一下子提出过高的要求 否则会欲速则不达 熄灭学 生的思维火花 是能提出科学的物理问题 这是一个高层 次的要求 我们在教学中要不要提出这个高要求呢 问题 是思维的核心 科学问题又为科学探究指明了探究方向 是 进行科学探究的前提 初中生最终要能提出科学的物理问 题 江苏省 2 0 0 9年中考卷就出了一道很好的有关 科学物 理问题 的考题 玻璃杯从一定高处掉到水泥地上会破碎 而掉到沙坑里却不容易破碎 教师要求学生针对这一现象 提出一个问题 下面是 4位学生的发言 其中较有价值且可 探究的问题是 A 玻璃杯掉在地上会破碎 是因为地面比较硬 B 玻璃杯从一定高处掉到水泥上会破碎吗 C 为什么玻璃杯掉到水泥上会破碎 而掉到沙坑里 却不容易破碎呢 D 玻璃杯掉到地上是否破碎与下落高度 地面的软 硬程度有什么关系 当然 这个二级探究标准的训练宜在初三年级开始实 施 又如 一级探究标准为 尝试根据经验和已有知识对问 题的成因提出猜想 这说明了猜想必须要有依据 如果一 开始就对学生提出这个要求 学生 以后就不敢猜想 了 所 以 此标准也可分解为 2个二级探究标准 一是大胆提出猜 想 苏科版初二物理教材绪言第 1节第 1个实验的 目的就 是如此 让学生先说一说 如图 本文中图略 是长蜡烛先 灭 还是短蜡烛先灭 其实 只要学生猜想了 就是正确的 因为教师完全可以用玻璃罩的高低来控制长蜡烛先熄灭 短蜡烛先熄灭 或者两支蜡烛一齐熄灭 此时若在猜想依据 上过多纠缠 反而会失去此实验目的的本意 二是猜想要有 依据 猜想不是胡猜乱想 在对学生进行了大胆猜想训练 后 还是要逐步引导学生根据经验和已有知识进行猜想 尽 管所提出的猜想不一定是最终 的科学结论 但对问题成因 的猜想仍需要有一定的依据 这种依据可 以是已有的经验 和知识 也可以是科学事实 再如 一级探究标准为 有评估探究过程和探究结果的 意识 这个标 准的 内涵 就 比较 丰富 可分解 为 5个 二级探 究标准 一是评估实验器材的意识 如在 估测大气压的数 值 实验中评估弹簧测力计的量程是否符合要求 二是评估 实验方案的意识 如在 测定物质的密度 实验中评估实验 步骤对实验结果的影响 三是评估实验过程的意识 如在 探究串联和并联电路中电流关系 实验中评估有没有换用 不同规格的灯泡做 3次实验找出较普遍的规律 四是评估 实验数据的意识 如评价实验数据是否可靠 包括量程是否 读错 分度值是否读错 长度的测量是否要估读 数量级是 否符合实际等 实验中出现的反常数据 五是评估实验结 论的意识 评估结论是否应满足一定的条件 如实验中控制 不变的物理量就是结论的条件 一 2 1 万方数据 Vl0 3 2 No 8 2 0 1 1 物理教师 P r YSI CS TEACHER 第 3 2卷第 8期 2 0 1 1年 2 2 活化教材 分期实施 学生科学探究的能力必须在探究活动中不断积累形 成 那么 一级探究标准和二级探究标准何时实施呢 物 理课程标准 指出 在学生的科学探究中 其探究过程可以 涉及所有的要素 也可以只涉及部分要素 科学探究渗透在 教材和教学过程的不同部分 也就是说科学探究实施的内 容和时间都由学生所使用的教材内容决定 科学探究的难 度和探究的内容有一定关系 这就很可能造成较难的探究 活动出现在教材前面的章节 而后面的章节反而有一些容 易的探究问题 解决的方法 除了在编写教材时考虑到科学 探究循序渐进的要求而进行合理设计之外 教师本身也可 以在教学实践中根据具体情况 对教材内容加以适当的活 化调整 对教材中的探究内容进行科学合理的平移 强化 弱化 以使课堂教学效益达到最优化 2 2 1 平移内容 渐进探究 学生需要经历由简单到复杂 由易到难的探究过程 使 探究水平循序渐进地发展 因此 我们要对教材的内容进行 适当 的前移或后移 例如第 1 4章第 1 节 电阻 教学中控制变量法的内容 就要前移 因为在第 1章第 1节 声音是什么 的对比实验 教学中就渗透了控制变量法的思想 在第 1章 综合实践活 动 比较材料的隔声性能教学中就明确提出要 注意控制某 些条件保持不变 此时就可提供控制变量法的阅读材料 让学生领会控制变量法 并在第 2章第 2节 汽化和液化 影 响蒸 发快 慢因素 的教 学中加 以巩 固应用 这样就 会水 到 渠成 再如 对第 2章第 1 节 物质的三态 温度的测量 后的 习题 4就要后移 因为一级探究标准 经历从物理现象和实 验中归纳科学规律的过程 可分解出二级探究标准 利用图 像找出物理规律 而要达成此目标 不是一撮而就的 宜遵 循从简单到复杂的过程 即从有现成坐标到根据数据建立 坐标 从直线图像到曲线图像 从全部规范数据到有偏离规 律的数据的演变过程 此题一下子就从建立坐标 曲线图像 两方 面难住 学生 故而必须后移 2 2 2 强化教材 引导探究 课本中有些探究 单凭学生现有的知识和经验 设计探 究方案的难度较大 即使教师加以启发 也可能劳而无功 遇此情况倒不如对教材进行适当强化 引导学生根据教师 预设 的过程进行 探究 例如第 4章第 3节 探究 凸透镜成像 的规律 的教学 中 实验思想方法多 操作难 实验内容多 归纳难 得出规 律多 理解难 而教材中又增加了 科学发现不都是靠实验 归纳得来的 理论研究也是很重要的 它能使科学家提出正 确的猜想 指导实验和对实验的结果进行科学论证 的方法 介绍 先让学生开放性地得出蜡烛在不同位置时凸透镜成 的像 再从测出的数据进行理论分析 交流讨论得出结论 这就人为地再增加 了教学 的难 度 此实验 可在教 师引 导下 进行如下探究 先让学生在光具座上找到像和物大小相等 的位置 并 对此 位置进 行深入 的研究 得 出 当 U 2 f时 一 2 2 一 成倒立 等大 实像 的结论 再固定凸透镜位置 让学生将 蜡烛左移 或右移 研究 U 2 或 U 2 厂 的成像情况 这 种 一点突破法 的学习思路 学生容易接受 在 M 2 f的 实验过程中 学生还会再找到一个特殊点 F 这既是对 一 点突破法 的巩固应用 又为进一步探究埋下伏笔 2 2 3 弱化 教材 真实探究 教材是课程标准的具体化 是适合不同地区 不同层次 学生的需要的 课本中有些探究 内容 在提出问题后 为了 对学生的探究活动进行引领和提示 说出了猜想的依据 或 指明了探究方向 或叙述了探究步骤等等 这种探究不是一 个完整的探究 笔者认为 在整个初中物理阶段 必须对教 材进行必要的弱化处理 甚至先不要看教材 安排几个真实 意义上的探究 让学生经历一次完整的探究过程 从而让学 生学会探究的方法 培养学生探究的能力 当然 必竞探究 式教学花费的时间较长 我们也不可能进行更多的完整性 的探究教学活动 例如在第 1 0章 压强和浮力 第 4节 浮力 中 探究 影响浮力大小的 因素 是 一个 重点教学内容 完全可 以安排 一 个完整的探究活动 但教材中在提出 浮力的大小可能与 哪些因素有关 你是根据什么经验提出猜想的 后 给 出了具体器材 给出了具体的实验步骤 给出了4个填空式 的结论 和归纳性的总结 如果 有预习习惯的学生看书后 很 容易根据实验步骤和结论反过来说出猜想的内容 这不是 一 种真实意义上的探究 所以 在教学过程中 可不要求学 生先看书预习 弱化教材的引领和提示作用 教师可通过设 计探究情境 引导学生猜想假设 设计系列问题来引领学生 自己设计探究步骤 最后指导学生开放性 合作性地进行实 验 得出结论 从而实施完整的探究过程 根据我们的实践 在初中物理教学中 适当弱化教材后 可安排如下 1 2个专题让学生进行的真实探究 比较材料的 隔声性能 探究平面镜成像的特点 探究物体质量与体积的 关系 探究滑动摩擦力大小的影响因素 探究压力作用的效 果 探究影响浮力大小的因素 探究杠杆的平衡条件 探究 物质 吸热 升温的属性 探究 串联和并联 电路 中的电流关 系 探究电功大小的影响因素 探究电流热效应的影响因素 探 究感应 电流产生 的条 件 2 3 深化课堂 分层实施 学生探究水平需要循序渐进地发展 学生对科学探究 难度的感觉不仅与探究内容有关 还和探究过程中学生的 自主程度有关 在探究 过程 中 学生 自主解 决的 环节越 多 教师的指导越少 指导得越原则 也会导致探究难度的增 大 因此 教师必须注意分析教材中各个科学探究活动对学 生的能力要求 把握好对学生探究的指导尺度 下面就 转 换法 的教学 谈谈分层实施的具体做法 从 接触一到运用 一 最后选用 教学中如小孩学步 有一个 先扶走一再放手 一 最后会跑 的发展过程 第 1 次接触转换法 在第 1章 声现象 第 1节 声音是 什么 的教学中 让学生体验声音的产生时 安排了两个实 验 1 把手指放在喉咙发声处 2 将发声 下转第 2 7页 万方数据 第 3 2卷第 8期 2 0 1 1年 物理教师 PHYSI CS TEACHER Vl0 1 3 2No 8 2 0 l 1 R B 等 都采用了比值定义的方法 抓住每种方 法的特征设计问题 可以帮助学生对概念的理解 对规律的 掌握 科学方法的教学既能使学生产生兴趣 又能使学生摸 清学习物理的科学方法 使学生由 学会 变为 会学 提高 学生的学习能力 达到素质教育的目的 案例 进行匀变速直线运动的位移与时间的关系教学 时 在学案中设计了如下问题 实例 一个物体以 6 m s 的速度做匀加速直线运动 加 速度为 2 m 求物体在 4 s 内运动的位移 思路点拨 将运动分成时间相等 A t 的若干段 在每 一 个 A t t内 将物体视为匀速直线运动 每段位移之和即总 位 移 问题 1 若将该物体的运动时间等分成 2段 即 2 s 时 物体的位移约为多少 若将该运动时间分成 4段 8 段 1 6段 即 A t 1 s 0 5 s 0 2 5 s 时 物体的位移各约 为多少 其估算值与真实值有什么关系 从中发现什么规 律 问题 2 根据匀速直线运动的位移对应 口一t图线与 t 轴所围成的面积 能否将刚才研究匀变速运动的位移的思 想在 一t图像上体现 若将运动按时间等分为 2段 4 段 8 段 l 6 段 其位移对应图 8中哪个图像的面积 若 越小 发现有什么特征 上述探究中是运用了通过 实例 化复杂为简单的方法 进行研究 实践证明 这样的学案导学学生不仅达到了本节 课的知识 目标 更重要的是学生掌握 了微元法这种物理学 研究方法 从而培养学生的分析能力和综合能力 通过以上 导学学生掌握了如图9的探究思想 囵 图 9 总之 学案中问题的设计是导学效果的关键和难点 要 想设计好这些问题 教师本身要吃透教材 准确把握教材的 重点 难点 疑点和教学的关键 研究和了解学生的认知水 平和认知规律 设计问题时 教师一定要站在学生的角度 从学生认识该问题 的始点出发 按照学生认识该问题的过 程 引导学生逐步上升到问题的终点 得出结论或规律 这 样的教学才是高效的教学 才能使学生得到更高层次的发 展 收稿日期 2 0 1 1 0 4 0 7 上接第 2 2页 的音叉触及面颊 由于学生刚学习物理 对 转换法没有感性认识 所以这两个实验的教学也是有区别 的 实验 1 中请学生们把手指放在喉咙发声处 让学生说 话 直接体验说话时声带在振动 在实验 2 中 先敲击音叉 发声 当学生听到发声后问 你们能看到音叉在振动吗 在有的学生回答 不能看到时 让学生将发声的音叉触及 面颊 在学生们体验后再问 你们现在能知道音叉在振动 吗 这其中就渗透了转换法的思想 用易观测到的现象 来显示不易观测到的方法 第 2次运用转换法 是在该章第 2节 声音 的特征 的 教学中 在探究声音的强弱与什么因素有关时 要学生们设 计 想出一种能显示出鼓面振动幅度大小的办法 这里要 留一定的时间让学生们去思考和交流 将前面初学的转换 法加以迁移应用 开放性地引导学生提出一些合理的方法 在鼓面上放一些泡沫塑料粒子 将鼓面竖放后在旁边悬放