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探究式物理实验教学分析

  
  在素质教育蓬勃发展的今天,实验教学更是被赋予了新的内涵和使命,即:通过实验培养学生自主学习,自主探究的能力。真正从物理学建立和发展的角度去认识自然规律,用科学的方法去探索未知世界,作为教师,应以创新和改革的姿态,在物理教学中加强物理实验的教学。
  科学探究是科学学习的过程,从学生发现和提出问题,通过参与科学探究活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案,进行实验和分析数据,收集和处理信息,尝试改进探究方案,通过交流与合作等一系列的学习活动,让学生主动的获取知识,应用知识,解决问题,这是一种促进学习,掌握并能运用的现代学习方式,科学探究给学生带来做科学的体验,不仅使他们获得初步的科学知识,而且也使他们获得对自然世界和科学技术的理解,探究活动也促使学生对科学本身、科学方法以及科学对社会的影响多了一些问题和思考,问题可由学生来提出,结论可由学生来探究,方法由学生来摸索,结果由学生来评价,甚至可以让学生上讲台讲解,鼓励学生标新立异,挑战知识权威,使学生解放思想,开阔视野,促进学生创新思维的发展,教师要注意学生在探究活动中未解决的矛盾,帮助学生发现问题,要激励活动中应用新方法,发现新问题的学生,探究式教学主要分以下几个步骤进行:
   1、提出问题
  在探究式教学中,针对不同的课题和内容,选择适当的方法,如挂图、录像、讲述生活事例、演示实验等生动地再现与教学内容有关的物理现象、物理事实、让学生自主地发现并提出问题。
  在“声音的产生和传播”教学中,教师播放一首歌曲后,学生可以提出一系列的问题,如“声音是怎么样产生的?”,“声音是怎么传入人耳的?”等。再如“声音的特性”这节课,听到的铁锤重敲音叉的声音和铁锤轻敲音叉的声音有什么不同,创设声学的物理情景,促使学生提出要探讨的问题,并激发他们进一步探究的欲望。
  2、猜想与假设
  猜想与假设可以为制定探究计划、设计实验方案奠定必要的基础,因此教师要适时地引导学生把已有的知识经验和将要探索的内容联系起来,让学生讨论,通过观察、分析、比较等方法,区分有关因素和无关因素,迅速地抓到问题的成因并对问题做出初步的猜想。
  在“声音的特性”这节课中,在提出响度与哪些因素有关的问题后,通过观察、讨论、分析音叉振动的幅度的大小和远近不同位置听声音的大小等这些现象中的各种相关因素,学生就能做出响度的大小可能跟振动的幅度大小、距离声源的距离有关的猜想。
  3、设计实验
  设计实验,就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化程序化。教师要及时地引导学生紧紧围绕着“猜想与假设”,积极寻找、设计、验证“猜想与假设”的实验方法。常用的物理实验设计方法有:对比法、控制变量法、排除法、理想实验法、定量测量法等。教学中要让学生充分讨论,发挥他们的想象力,获得思维的各种方法,在此基础上,教师帮助学生修改、选择或综合,设计出最好的实验方案。
  4、进行实验与收集证据
  有了实验方案就要动手实验,毕竟事实才能证明真理。通过实验操作促使学生检验科学结论,证据是进行科学分析的依据,学生积极主动地动脑、动手,教师在此过程中主要是指导学生进行实验。如:提出注意事项、观察指导、记录数据等,保证学生实验探究过程的顺利进行,使学生在“做科学”中自觉、主动地的扣开知识大门。
  在“响度与哪些因素有关”的教学中,学生通过分组实验,在音叉旁紧靠着(不接触)一个悬挂的乒乓球,再用小锤分别轻敲、重敲音叉以验证自己的猜想。教师在指导学生实验时要提醒学生注意:人应该在同一位置听声音的响度,仔细看乒乓球被弹开的幅度等,以保证实验的顺利进行。
  5、分析与论证
  实验数据并不等于探究的结论,实验数据是对实验事实的客观记录,探究的结论是在数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律,因此分析总结在科学探究中是必不可少的。学生在实验中获得感知,再对实验数据进行分析、比较、概括,进行思维加工,并尝试用自己的语言对探究结果进行描述,力求准确地反映实验的结论。
  在“响度与哪些因素有关”中,学生等到了“乒乓球被弹开的幅度较大时,音叉发出声音的响度也较大”,但是具体结论还要分析,乒乓球被弹开的幅度大,也就说明音叉振动的幅度大,从而得出结论:“发声体的振幅越大,发出的声音响度越大”。学生经历了从物理现象和实验中归纳科学规律的过程,感觉自己也能像科学家“搞科研”一样“发现”科学规律,从而获得巨大的成功感,激发学生探究的热情和兴趣,同时也培养了学生的分析概括及语言表达能力。
  6、评估
  实验结果是对探究假设的验证,若结果与假设吻合,则假设被证实,若结果与假设冲突,则假设被推翻;若结果与假设基本吻合,但存在差异,从原则上说,该差异必然是受到另一种规律支配的结果,关注这种差异,实际上就是在关注引起这种差异的规律,这是发现问题和提出问题的前奏,是创造性思维的表现。
  评估能优化探究的方案,有可能引出新的发现,有利于学生养成严谨的科学态度,同时,评估也是对探究反思的过程,有利于发展学生的批判性思维。
  7、交流与合作
  学生应在理解科学探究的情况下写出自己的实验探究报告,并在合作中注意既坚持原则又尊重他人,认识交流与合作的重要性,每个成员在学习上的想法都为整个小组所共享,个人的知识构建是集体智慧的结晶,体现了合作精神。
  总而言之,通过探究式课堂教学,把学生的学习过程由间接被动的接受知识,改为通过学生探索,直接主动地获取知识的过程,注重了获得知识的教学过程,强调了课堂教学中学生学习的主动性,让学生在探索活动中体验探索的艰辛和成功,容易激发学生探索的兴趣和热情,有利于培养学生的创新热情,从而培养学生的创新意识和创新能力。
  

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