物理学科浅谈科学探究的教学设计与实施中的几个问题.doc

物理论文之浅谈科学探究的教学设计与施行中的几个征询题      义务教育物理课程标准（下简称课标）将科学探究纳入了物理教学的内容，旨在将学习重心从过去的过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，这一方面为实现学生学习方式的多样化提供了有效的途径，另一方面也为落实“过程与方法”目的找到了可靠的载体，同时也使得物理教育在培养学生的创新精神、实践才能和实事求是的科学态度有了可操作的内容。    关于在义务教育阶段物理课程中落实科学探究的征询题，在课标中列出了如下的根本要素：提出征询题、猜测与假设、制定计划与设计实验、进展实验与搜集证据、分析与论证、评估、交流与合作。那么这些要素（或科学探究的环节）在教学中如何落实呢？    在课标物理教材的试教过程中，关于如何有效的进展科学探究的教学，广大老师做了特别多有益的尝试，但也还存在着许多值得研究的的征询题，如在实际教学中所遇到的教学内容与课时紧张之间的矛盾；将科学探究内容本应让学生经历或体验的探究过程转化为知识性的内容进展讲授；将科学探究变成传统意义上的学生实验等。那么如何才能设计好科学探究的教学，使课标中提出的物理课程的三维目确实实落到实处呢？笔者结合教材培训和深化试验区听课的过程的一些体会，谈点粗浅的看法。    一、科学探究教学的设计中的几个征询题    为了科学有效的施行科学探究教学，笔者认为科学探究教学的设计应在认真分析科学探究的内容的特点和学生的才能水平的根底上，考虑明晰如下几个征询题：    1明确科学探究的目的，挖掘学生在经历科学探究过程中的重点环节    老师要有目的地设计物理探究活动的内容、目的、方式、方法和评价等方面的内容，特别是要按照详细的探究内容和学生的实际情况，从落实物理教育的三维目的来全面的考虑，充分挖掘科学探究的“过程与方法”、“情感态度和价值观”方面的教育要素，突出科学探究的重点环节，而不必对科学探究全部要素都面面俱到。    例如关于探究熔化与凝固的条件，由于有些教材对此教学内容安排得比拟靠前，学生尚没有较强的科学探究才能，同时学生对不同物质的熔化与凝固现象缺少必要的感性认识，因而关于“猜测与假设”、“制定计划与设计实验”等环节能够由老师直截了当给出，而应将学生探究的重点放在“搜集证据”、“分析与论证”和“交流与合作”等环节上。如此能够充分的让学生体验他们力所能及的科学探究过程，从而有效的落实过程与方法目的。    再如探究凸透镜成像的规律，学生在学习物理之前，一般对凸透镜成像已有初步的理解，但由于这个探究实验的设计与操作相对较为抽象，因而“提出征询题”、“制定计划与设计实验”就不应是本探究活动的重点，而应将探究的重点放在“进展实验与搜集证据”、“分析与论证”和“评估”等环节上。    2面向全体学生，突出学生的主体地位    在学生经历科学探究的过程中，要充分尊重学生的主体地位，发挥学生的主观能动作用，老师应成为科学探究活动的组织者和引导者。科学探究与传统意义上的学生实验不同，传统的学生实验是在统一的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、记录表格等根底上，期望学生能得出统一的结论。如此的实验教学在培养学生标准的实验操作才能方面有它的积极作用，但也必须看到如此的实验教学在培养创新认识和实践才能、实事求是的科学态度和情感等方面的弱势。    课标所倡导的是学生主动参与式的科学探究，因而在让学生经历科学探究的过程中，要充分发挥学生的主体作用，注重学生之间的交流与讨论，同意学生提出和施行不同的探究方案。如关于探究平面镜成像的特点，由于探究的操作并不复杂，同时学生关于平面镜成像像征询题在日常生活中已有较丰富的感性认识，因而探究的重点能够放在“提出征询题”、“猜测与假设”、“制定计划与设计实验”等环节上。学生按照日常生活的经历猜测可能是像的大小与物到镜的间隔有某种关系、物和像到镜的间隔可能相等，等等，并会提出各种不同的实验验证的设计。这时我们应尊重学生所设计的实验方案，为他们提供必要的器材，以满足学生的主体认识。特别是对哪些在掌握知识与技能目的不太理想的学生，更要尊重他们设计的实验方案，在老师的引导与点拔的根底上，从实验器材方面尽量满足他们的实验设计要求，以使他们也能体验到成功的喜悦。    3科学探究的教学设计要符合科学性原则    科学性原则包括两层含义：     （1）从教育科学的角度看，教学设计要科学，要符合学生的认知规律有实际才能水平。物理教学中的科学探究与科学家的探究活动不同，因而老师的组织者、引导者的作用主要表达在教学设计要是充分考虑教学中的可行性征询题，同时还要尊重个体差异，面向全体学生，使每个学生在科学探究活动中都能得到成功体验。    （2）从科学方法论角度看，教学内容要科学，要符合科学探究方法的逻辑关系。有些老师在教学中将科学探究的目的直逼知识与技能目的，而不顾科学探究过程中科学方法的浸透与体验。如在探究电流与电压、电阻的关系中，得出电阻一定时IU、电压一定时I1/R的关系诚然是重要的，但这个科学探究活动的重点应是让学生体会如何操纵变量，如何分析与论证电流与电压、电阻的正、反比关系，而有的老师只关注知识目的，草率的处理分析与论证过程，而急于给出I=U/R的关系式。显然IU、I1/R与I=U/R关系式之间仍然有一段间隔的（这要求上述的两个比例式中的比例系数要一样才行），假设不分析明晰这种不完全归纳的局限性、不对欧姆是如何通过艰辛的研究过程才得出欧姆定律的过程进展必要的说明，而急迫的总结出I=U/R关系式，一方面学生的分析与论证过程中才能的培养难以落实；另一方面学生会感受得出物理规律并不难，并会将这种简单的总结方法盲目的推行；同时也失去了培养学生实事求是、勇于探究的科学态度的良好时机。二、科学探究教学的施行策略    在施行科学探究教学中一个突出的征询题是教学内容与课时紧张之间的矛盾，常听一些老师讲，在现行的课时安排下，特别难面向全体学生，特别难落实科学探究的七个环节，同时学校实验室的器材装备也不能满足学生的探究活动。事实上只要是认真研究详细的科学探究的内容，分析明晰科学探究的目的和学生的个性特点，处理上述矛盾来是有出路的。    1面向全体学生分层次提征询，充分交流和讨论    不管是在提出征询题、猜测假设，仍然在分析论证、交流与合作等环节上，一般老师都愿意由根底好、学习才能强的学生作为主发言人谈本人的看法，再由老师的点评。事实上我们能够先由根底欠佳或才能不理想的学生先发表本人看法，再由根底好、才能强的学生来补充，如此能够给不同层次的学生都有表现和体验成功的时机，其所用的教学时间并不会有太大的差异。因而我们在施行教学的过程中，要尊重每一个学生，适时的为他们创设体验成功的环境。    2分散与集中相结合处理课时矛盾    关于某一详细的科学探究内容，学生可能提出不同的猜测和假设，因而设计出不同的实验验证方案。假设每个学生对所有的猜测和假设都进展实验验证，课上的时间有时会特别紧张，因而我们能够让学生按照本人的猜测和假设（或在众多的猜测和假设中选择一两个）进展验证。然后通过交流和讨论将每一种猜测和假设的验证情况进展“资源供享”，并鼓舞学生关于课上未进展验证的内容在课下再进展研究，如此便能够处理课时紧张的困难。    如探究阻碍导体电阻大小的要素，学生按照日常生活中的经历和老师对电流和水流的类比，有可能对阻碍的要素进展合理的猜测，如电阻与导体的材料、长短、粗细、温度等有关，我们能够将学生分为四组分别进展验证，然后再通过交流和讨论，统一验证同一要素的各组之间的认识，并汇总验证不同要素的各组的结论，从而得出阻碍导体电阻大小的要素的实验结论。    如此的教学设计既能够在有限的课堂教学时间内完成探究任务，又使学生在经历科学探究过程中对“过程与方法”进展了充分的体验。因而如此的处理能够提高科学探究教学的效率，同时也不消弱使学生经历科学探究过程的教育功能。    3开放与集中相结合，处理实验器材缺乏的困难    由于目前学校实验室的器材装备是按过去教学大纲的要求装备的，因而面对新教材的使用，显得有些不匹配。因而我们能够采取开放式研究与集中讨论相结合的方法来处理所面临的困难。    如关于探究阻碍摩擦力大小的要素的教学，由于学生在日常生活中对摩擦力已有较丰富的感性认识，因而其中也不泛一些片面的认识。因而在“猜测与假设”和“制定计划与设计实验”的过程中，学生会提出各种不同的猜测，并设计出多种可能的验证方案。考虑到这个探究活动内容的特点，实验器材较为简单，因而应同意学生按照本人设计的验证方案进展个性化的实验，而不必局限在统一的用测力计在木板上拉木块的方式。如有的学生提出用手在桌面上摩擦、并在手与桌面之间垫上不同的材料来体验阻碍摩擦力大小的要素；有的学生提出通过改变斜面的倾角来改变压力大小的方法；有的学生提出将木块压在竖直墙壁上、并在木块与墙壁之间垫上不同的材料来研究，等等。学生提出的各种可能的方案既能够处理实验器材紧张的困难，同时在充分确信学生的实验设计方案的过程中，关于培养学生的创新认识和发散思维等方面也会起到积极的作用。    因而，科学探究应浸透在教学的各个环节中，本文讨论的只是在一些大型的科学探究活动的设计中所考虑的征询题。要真正落实课标中所提出的物理课程的三维目的，还需要在教学内容设计方法浸透科学探究的思想方法。