科学探究论文：浅谈物理课堂教学中学生科学探究能力的培养.doc

科学探究论文：浅谈物理课堂教学中学生科学探究能力的培养摘 要：新课程教育的核心是促进学生的全面发展，而学生发展的一个重要方面就是探究意识的形成与探究能力的培养。新课程倡导探究性学习，就是要利用学生的探究本能，通过实验探究，激发学生的探究意识，使学生保持积极的学习兴趣和强烈的学习动机。关键词： 科学探究；创设情景；有效引导；提高效率新物理课程标准特别强调科学探究在物理课程中的作用,将学习重心从知识的传承积累向知识的研究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化。探究性学习是由学生在学习和社会生活情境中发现问题，选择课题，设计方案，通过自主性探究，收集和处理信息，研究和讨论，最终解决问题，从而体验和了解科学探索过程，养成自主探究、创新的意识和习惯，形成和提高创新能力，建构知识积累和丰富直接经验的活动过程。物理课程标准将科学探究作为一种重要的学习方式，十分重视和强调学生自主的、开放的探究学习。以下就如何在课堂教学中培养学生的科学探究能力谈谈自己的观点。一、要创设清晰的物理情景，设置激思的疑问在教学过程中，要善于为学生创设探究的情境，设置激思的疑问，提供探究创造的机会和条件，切切实实地开展探究性教学。学生的大脑并不是一张白纸，生活使他们积累了许多经验，因此对学生的原有知识结构要有一个比较准确的估计。在引入新课时，要剖析学生的原有知识结构，找到切入点，激发学生学习、探究的兴趣和愿望。切入点可以是一个易激起学生思考的问题或一个演示实验，也可以是生活常识，也可以是一些出乎学生意外、却又吸引他们的现象等等。例如在“静电现象”中，教师展示“手按在起电机上的人的爆炸发型”、“人在高压的铁笼子内安全无事”、在“电磁感应”教学环节，磁铁吸引、排斥铝环的现象，与学生的生活经验似乎有矛盾，都能够较好地创设物理情景，激起学生的好奇心，引发学生学习探究的愿望。二、在探究教学中重视学生的主体地位，教师适时作有效的引导学生的主体地位是进行教学的出发点、依据和归宿，是教学过程中实施素质教育的核心。学生具有主观能动性，能够自觉地、主动地、积极地认识客观世界，并获得自身主体性的不断完善，这就要求教师应该努力去培养学生主动学习的态度和能力，把学生真正看成是课堂学习的主体。学生通过实验探究获得的学习效果与科学探究能力发展，比教师做演示实验或在黑板上讲理论的效果要好得多，加强探究性实验教学，是培养学生实践操作和科学探究的能力、发展新知的重要途径。教师的主导作用，就是要把学习态度和学习方法传授给学生，教学过程就是教师引导学生发现的过程。课堂教学中教师应通过有效引导，让学生从模仿到主动，逐步进行探究学习，真正从探究活动中掌握科学的探究方法，培养学生科学探究能力。例如要引导学生了解并掌握实验探究中常用的控制变量法、归纳法，处理实验数据时常用的图像法、列表法；在探究单摆摆动及弹簧振子振动时引导学生了解理想模型法，探究牛顿第一定律时引导学生了解实验观察与合理的科学推理相结合的方法等等。教师如果能以物理学方法为线索组织教学过程，实施知识教学与物理学方法教育的良好结合，必然使教学过程更符合学生的认识规 律，也更有利于培养学生的科学探究能力。三、借助先进的教学手段，提高探究效率现代化教学手段是重要的辅助教学的工具，它能更好地为常规教学服务，促进常规教学发生改良。1.应用多媒体教学在中学物理阶段有很多内容由于条件限制很难用实验和教师讲解让学生弄明白，利用多媒体课件可以弥补这一缺陷。它能直观而形象的展示物理现象，有助于学生理解并掌握物理概念，探究物理规律。例如在研究电路中的电流方向、粒子散射实验及光电效应现象及规律时，学生对实际中电流方向、粒子、电子是无法看见的，但用课件就可以直观而形象地模拟显示，有助于引导学生探究相关的规律。如图1为粒子散射实验的ppt动态演示，它直观而形象的展示粒子散射实验现象及规律。2.应用dislab系统处理数据dislab即数字信息系统实验室（digital information system laboratory）。它是在传统的实验室仪器设备的基础上，通过加载智能化的传感器、数据采集器和实验分析软件包构成的新型实验系统。它的应用主要是基于新课程的理念与思想，即培养学生运用信息技术的能力，培养学生利用现代传感技术、计算机技术等工具开展实验进行探究的能力。它改变了传统实验教学模式，对烦琐的数据处理进行了整合，实现了数据采集、处理、描述同步进行的实时实验模式，使学生能更高效地开展探究活动，提高学生科学探究的能力。四、牛顿第二定律探究教学案例分析1、提出问题，猜想与假设：由于已经学过牛顿第一定律，教师可以直接提问“加速度的大小与哪些因素有关？”，学生思考讨论交流后得出与物体所受合外力f及质量m有关。2、制定计划与设计实验：教师要适时引导学生明确本节课的探究方法是实验探究中常用的控制变量法，即先控制一个参量小车的质量m不变，讨论加速度a与力f的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力f不变，改变小车质量m，讨论加速度a与m的关系3、进行实验与收集数据：教师先不交代两个注意事项，引导学生用钩码代替砂桶，自主进行实验操作，根据实验数据作出a-f关系图像，引导学生熟悉并掌握直观体现物理规律的图像法。不少学生想当然地认为作用于小车上的合力就是钩码的重力，这样学生的探究结果就会出现实验结果相差很大的现象，这时再引导学生逐步分析探究并解决矛盾。图2中是几种比较有代表性的图象：4、分析与论证：引导学生思考、讨论图像出现较大差异的原因：(1)平衡摩擦力的问题没有平衡摩擦力或木板与桌面间的倾角太小图2c图木板与桌面间的倾角太大图2b图；(2)作用于小车上合力问题作用于小车上合力为f=m=，只有当所悬挂重物的质量m远远小于小车的质量m时，f才近似等于mg，而当m较大，m相对小车质量不能忽略时，fmg,因而加速度也比mg/m小图2d图、e图。归纳得出：实验中认为作用于小车上合力为钩码的重力，只适用于钩码的质量远小于小车的质量并平衡摩擦力的条件下。在这种条件下作出的a-f图像如图2a图，说明物体的加速度与物体所受的合外力成正比。以上探究过程，虽然教师没有先交代两个注意事项，课堂上多花了时间来得到结果，但却给学生创造了独立思考，积极探索的机会，留给学生较大的探究空间，使学生的分析、归纳能力的得到提高。本实验数据处理过程较繁琐，可以引导学生用dislab系统处理数据（如图3），有利于学生提高探究效率。5、探究结论：引导学生在前述的条件下探究a-m关系,作出a-的关系图像。总结得出：物体的加速度与物体的质量成反比。进而引导学生归纳总结出牛顿第二定律。6、思维拓展：有学生会质疑“有没有其它的途径解决小车所受合外力的问题？”为拓展学生的思维，提高学生的实验探究能力，教师可进一步引导学生尝试以钩码和小车作为一个系统来解决合外力的问题。在已经平衡摩擦力的条件下，作用于该系统上的合力等于挂在细线的下端钩码的重力。为了使系统的质量不变，可先把5个钩码放在小车上，一个挂在连接的细线上，然后，把小车上的钩码逐个叠挂在细线的下端，逐渐改变系统所受的合外力。用这种方法作出的a-f图像如图2中的a图。教师也可以引导学生探究分析用如图4实验装置解决小车所受合外力的问题。开始砝码盘中放砝码，通过细绳与小车连接，垫高木板，使小车和砝码盘能沿木板匀速下滑，然后拿走砝码和砝码盘，小车沿木板匀加速下滑。设小车的质量为m，砝码和砝码盘的质量为m，木板的倾角为，匀速运动时，对小车而言满足mgsintf0，对钩码有tmg0；匀加速运动时，对小车而言满足mgsinfma，所以f合mgsinf-tmg。以上的探究过程中学生在教师的引导下，通过实验收集、分析和解读数据，进行推理、判断和反思总结，不仅能理解、掌握相关的知识，他们的实践能力、分析推理能力及归纳总结的能力也得到了提高，同时又发展了应用现代教育技术的能力、交流和合作的能力，学习了科学探究的