初中物理教学科学探究之我见.doc

初中物理教学科学探究之我见江口中学:邓汝林摘要：物理新课程标准中的“科学探究”是我们豹教学的学习目标、学习方式和学习内容，是全新的教学方式。进行科学探究的目的是什么，科学探究如何分类，怎样在物理教学中实施科学探究等等，是摆在物理教师面前的新课题。关键词：科学探究目的分类实施全日制义务教育物理课程标准将“科学探究”作为课程内容的一部分，与科学内容放到同等重要的地位加以突出，课程标准强调实现学生学习方式的根本变革，转变学生被动的学习状态，提倡和发展多样化的学习方式，特别是提倡自主、探究的学习方式，让学生成为学习的主人，使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展，发展学生的创新意识和实践能力。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。在科学探究中，学生像科学家构建、描述科学原理那样经历探究的过程，将自己的经验协调起来并纳入逻辑系统，从而形成科学的概念与原理，建立自己的知识结构，使认知结构、知识技能、情感态度都得到发展。教师在探究教学中要立足于转变学生的学习方式，培养学生的独立性和自主性，引导他们质疑、调查和探究，学会在实践中学，在合作中学，逐步形成适合于自己的有效的学习。那么“探究”课应该怎样教，已是摆在广大教师面前的重要课题。表明本次物理课程改革是“将学习重心，从过去承传积累知识向探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化。探究作为现代教学的一条良好途径，无疑会为物理教学带来蓬勃朝气，极大地提高物理教学效率，充分发挥物理课程的素质教育功能和文化价值。但与此同时，科学探究对传统的物理教学方式带来的冲击使许多教师对“科学探究”的实施感到茫然。我们认为要探讨“科学探究”的实施，应首先探讨“科学探究”的目的和分类，以便有一条清晰的探究脉络。提出本文观点，意与同仁商榷，实为抛砖引玉。一、“科学探究”的目的教师应该理解探究教学过程、目的不仅是为了使学生掌握知识，更重要的是教给学生一些探究思维程序和常见的具体方法并通过它们去理解物理知识，掌握实验技能，体验物理科学研究的过程，进而启迪和开发学生的科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。因此，教师应注意探究的真正目的及教学最终目的。二、“科学探究”的分类科学探究，离不开探究的程序，这一程序其实就是思维的程序，它既是创造性思维的过程与探究学习的步骤，又是一节课中培养学生能力的关键与主要任务，它们是课堂教学的“脊柱”。程序中的各个要素相当于“脊椎骨”，它们对于一节课的探究过程实现起着至关重要的作用。因此，在探究教学中，每一节课内至少要有一个问题运用一条程序化的思维过程步骤。例如在“合理地利用机械能”一节教学中，探究“决定动能大小的因素”的思维程序是：提出问题猜想与假设设计实验与进行实验分析与论证；在科学探究“凸透镜成像”的教学中，其总的思维程序是：提出问题猜想与假设制定计划与设计实验进行实验与收集证据分析与论证，其中探究凸透镜成虚像的情况是相对独立的，它的思维程序是：提出问题进行实验收集证据分析与论证。在物理教学中，“科学探究”可按其探究的问题、内容和需要得到的探究结果等取向作不同的分类：1按涉及科学探究要素的多少可分为部分探究和完整探究。所谓部分探究，就是学生在探究活动中只涉及部分探究要素，其他探究要素由教师在教学或演示实验中体现，也可根据所探究的内容作适当的删减。所谓完整探究，就是让学生经历一个涉及全部七个探究要素的探究活动，在这种探究活动中，学生能够充分自主地探究，体验科学家探究真理的艰辛和乐趣。2按探究的问题可分为验证性探究和释疑性探究。验证性探究就是学生通过实验对所学的理论加以验证，也就是说学生预先知道探究需要得到的结果，而去设计实验和进行实验。释疑性探究就是让学生自选探究课题，通过探究获得预先并不知道或不能确定的结论，有些问题的探究还需要得到较为科学的结论。3按对探究结果的要求可分为过程性探究和结果性探究。过程性探究注重学生参与探究的过程，而不是探究的结果。结果性探究除了注重探究过程以外，还关注探究的结果，因为需要学生从探究的结果中总结和归纳出某种物理规律或物理公式。这种分类的陈述在物理课程标准中随处可见。4按探究活动可分为课内探究和课外探究。科学探究已不局限于过去的“学生实验”范畴，它可以发生在任何空间和任何时间。因此我们可以将在课堂里进行的探究称为课内探究，将学生在课堂以外的家庭实验、社会调查及其他学习活动称为课外探究。其实，在新课程实施中，我们会发现有些探究活动不可能仅仅靠课内或课外单一的探究来完成，往往需要将两者结合起来，即课内的探究活动延续到课外，课外的探究活动延伸到课内加以总结。5按学生参与探究的程度可分为教师指导探究和学生自主探究。教师指导探究是指学生在教师的指导下进行全部或部分探究活动，教师作为探究活动的引导者。学生自主探究是指整个或部分探究活动由学生自行完成，教师仅仅作为探究活动的参与者。6按探究的内容可分为物理学科知识探究和交叉学科知识探究。新课程倡导打破学科本位，因此探究的内容就可能超出物理学科本身的范畴，可以将明确属于物理知识范围的探究称为物理学科知识探究，将涉及到其他学科知识的探究称为交叉学科知识探究。7按探究的性质可分为实验性探究和调查性探究。实验性探究是指通过实验来进行的探究，需要借助实验仪器或设备，如：“通过实验探究物态变化过程”。而调查性探究是指通过对问题的调查、观察等方式进行的探究，如：“通过观察，探究自然界中的霜、雪、雨、露等天气现象”。三、“科学探究”的实施在物理教学中选择什么样的探究内容，采用什么样的科学探究形式，怎样实施科学探究等问题，在很大程度上影响着此次物理课程改革的进程，因此这些问题也就成了物理教师最关注的问题。面对这个全新的课题，惟有广大教师的共同努力才能摸索和总结出好的实施方案。经过一些摸索和思考，我们将“科学探究”在物理教学中实施的有关问题归纳于下2：1科学探究的要素与能力物理课程标准指出：“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”，这要依据物理课程内容和学生知识与能力的发展水平而定。科学探究能力是逐步培养起来的，所以探究活动的组织和对学生探究能力的要求应该循序渐进，由简单到复杂，由部分探究到经历较完整的探究过程。在某个阶段或某个探究活动中涉及哪些探究要素和能力要求也是因人因时因地而异的。学生刚开始接触物理时，可以安排一些简单的探究活动，探究的环节可以是其中的某几个，甚至是某一个环节，例如对光的反射规律的探究就可以只涉及到提出问题、设计实验和进行实验、分析与论证等要素。随着学生物理知识与技能的不断积累和发展，再逐步安排学生进行一些较为完整的探究活动，例如对电流、电压和电阻的关系的探究就可以涉及到全部的探究要素。2科学探究的问题、内容和形式物理课程标准指出：“科学探究的问题可以是学生提出的，也可以是老师提出的，可以是标准所要求的内容，也可以是与标准科学内容有关的交叉学科的内容。科学探究的形式有课堂内的探究性活动和课堂外的家庭实验、社会调查及其他学习活动。”但限于学生的认知水平，并不是所有的问题都可以让学生通过探究来解决，教师应对学生提出的探究问题进行筛选，选择那些对学生发展有意义，学生又有能力进行探究的课题。3教师对科学探究的指导教师不仅要当好“导演”，有时还应该当好演员中的“配角”，将自己作为学生中的一员，与学生一起从学生的角度去参与各种讨论、学习。即使有些探究的问题教师也不知道答案，这也是很正常的，没有什么不好意思。因此，在课堂教学活动中，教师应放下架子，甘心当一名“同学”。另外，教师还特别应该当好一名“优生”和一名“差生”。通过“优生”的作用，在关键处引导点拨学生，通过一名“差生”的作用去引起争议、辩论。例如在上“科学探究：凸透镜成像”时，为了提高学习的乐趣，我们安排了一节课前引导课：引导学生制作水膜透镜、水杯透镜和望远镜。这一过程是教师导演的，但在制作中教师还要做学生的助手，此时教师也是一名“同学”，当学生完成一项制作时，教师引导学生用制好的镜子看近处物体，如书上的字；再看远处的物体，如黑板上的字。此时教师可以当一名“差生”，进行有意“示错”，如说水膜透镜看近处书上的字一定是缩小的，望远镜看远处的物体一定是放大的等等。如果在此过程中，不同的学生发现水膜透镜看近处书上的字，有的放大有的缩小；有人用望远镜看远处物体放大了，而有人用望远镜看远处物体缩小了，学生提出质疑时，教师可当一名“优生”，进行解释。在学生的探究活动中，根据课程内容的要求和学生的实际情况，教师有必要确定探究活动的侧重点，并作一些指导。也就是说在某一具体探究活动中，有些学生已能驾御的探究环节可由学生自己独立经历，教师不必作过多的讲解和说明；有些学生还不能独立完成的探究环节可由教师与学生共同经历或教师指导学生经历；有些需要多人共同探究的环节可由学生合作经历，教师可作适当地指导，甚至参与其中；有些因学生的认知水平还无法进行的探究环节，就不必让学生经历。4科学探究的体验性和结果性要求对物理课程标准中仅有体验性要求的内容可理解为“过程性探究”，它并不要求得出肯定的、一致的科学结论，这些探究内容一般适合于学生进行社会调查、部分课堂外的家庭实验和其他学习活动，如：“收集资料，举办小型报告会，讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应该采取的对策”。对物理课程标准既有体验性要求，又有结果性要求的内容可理解为“结果性探究”，适用于课堂内的探究性活动和部分课堂外的家庭实验，如：“通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比”。5科学探究活动进程的控制物理课程标准没有对教学的时间分配，包括探究活动在整个教学活动中所占的时间比等问题作出具体规定，其目的是给教学留下灵活的空间，教师可以根据学生的实际情况和学习内容进行弹性调节。但探究活动作为学习过程中的一个环节，如果占用的时间过多，就会影响其他环节的学习，怎样解决这个难题呢？这里除了根据实际情况进行时间的调节和探究内容的安排外，还应有一些组织和控制探究活动的技巧，这些技巧包括：探究活动的选题、探究要素的设定、探究活动节奏的控制、探究活动中教师的引导程度、探究活动中“交流”内容和时间的把握等。6科学探究中的障碍设置有些探究性实验可以有意为学生设置障碍，或者先让学生走一点弯路，但原则是不涉及安全问题。其意图是让学生由此知道科学研究不是一帆风顺的，并学会评估探究方案，汲取教训，改进探究方案。7科学探究中的“交流与合作”这个探究要素已经将科学探究本身的意义延伸到了物理学科以外的人格范畴，要求学生不仅在科学探究中具有坚持原则、尊重他人、团结合作的精神，还要将这些精神上升为学生的终身品质，这体现了物理课程的教育功能和文化价值。因此有必要尽可能地在探究活动中安排“交流与合作”这一环节。8科学探究中的学科整合科学探究活动一定要注意学科的渗透和融合，探究的问题可以涉及化学、生物、地理、历史、体育等多学科。如：“通过氯化钠在水中溶解、盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠等现象，证明组成物质粒子是运动的，运动形式是多样的”；“通过阅读了解人类利用机械的历史，写一篇小论文”；“观察体育运动中的射箭，弓对箭的静止到运动”。9科学探究与生活、科学、技术和社会的整合科学探究的内容应该体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的物理课程理念。比如在观察并探究空调中的物态变化及其对环境的影响这一探究活动中，可以将该探究问题所联系的物理原理、生活问题、社会问题和科学技术问题进行较为全面的考虑和分析，通过探究活动将科学探究与生活、科学、技术和社会整合在一起：联系的