周靜楓
實施素質(zhì)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力,這就要求我們改變妨礙學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)觀念.創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,嘗試一種給學(xué)生獨立思考,有足夠思維空間的新型教學(xué)模式——開展探究性學(xué)習(xí).本文就如何通過物理概念和物理實驗探究教學(xué)開展探究性學(xué)習(xí)談?wù)勼w會.
一、通過物理概念探究教學(xué),開展探究性學(xué)習(xí)
物理概念是從大量同類物理現(xiàn)象和物理過程中抽象出來的.所提示的是客觀事物的共同性質(zhì)和本質(zhì)特征,是構(gòu)成物理理論的細胞.怎樣才能糾正在學(xué)習(xí)物理概念時學(xué)生所習(xí)慣的死記硬背、盲目理解的學(xué)習(xí)弊端呢?探究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式指出,應(yīng)按照學(xué)生認知規(guī)律,以學(xué)生為主體,以方法為主線,以實驗為手段、倡導(dǎo)主動參與、親身體會,通過建立概念的一般方法來理解和形成物理概念.
例如,高中物理“自感”的概念的教學(xué).
(1)首先提出探究性問題:當(dāng)一個回路里的螺線管上電流發(fā)生變化時,能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢嗎?
(2)介紹實驗電路圖和實驗裝置;
(3)讓學(xué)生根據(jù)已有的電磁感應(yīng)知識去猜想通、斷電時應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象;
(4)然后讓學(xué)生注意觀察演示實驗檢驗學(xué)生的猜想;
(5)再讓學(xué)生討論分析實驗結(jié)果;
(6)最后在教師的啟發(fā)下共同歸納出產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因,從而建立自感的概念.這樣進行概念探究的教學(xué)不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,更重要的是使學(xué)生體驗到了一種研究問題的方法,即“提出問題-進行猜想-實驗探究-分析論證-形成概念”.
比如,“洛侖茲力”概念的教學(xué)可進行如下探究程序:
(1)首先分析安培力產(chǎn)生的一個必要條件是導(dǎo)體中的自由電荷應(yīng)定向移動;
(2)提出安培力是大量運動電荷所受磁場力合力的宏觀表現(xiàn)的假說;
(3)再用電子射線管加磁場后電子束偏轉(zhuǎn)的方向可用左手定則判定的事實,驗證了假設(shè)的正確性;
(4)設(shè)計出金屬導(dǎo)電的微觀模型,從F=BIL出發(fā),用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出,f=qBv;
(5)通過安培力與洛侖茲力大小、方向、產(chǎn)生條件的比較,找出安培力與洛侖茲力的內(nèi)在聯(lián)系,確定了判斷洛侖茲力方向、電荷運動方向、電荷的電性和磁感應(yīng)強度方向之間關(guān)系的法則,使學(xué)生從中感悟到洛侖茲力的概念形成過程和方法,即“問題-假說-實驗驗證-物理模型-數(shù)學(xué)推導(dǎo)-類比分析-形成概念”.
二、注重探究性實驗教學(xué),指導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)
在教學(xué)過程中,通過開展探究性實驗教學(xué)有利地激發(fā)了學(xué)生的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的主體意識和創(chuàng)新能力.讓學(xué)生通過觀察測量活動和歸納概括的思維方式來建立物理概念和認識物理規(guī)律,同時訓(xùn)練一定的實驗技能,在探求實驗結(jié)論的過程中,學(xué)生積極性高,較好地激發(fā)學(xué)生通過手腦并用探求知識的欲望和培養(yǎng)了學(xué)生觀察、歸納、概括能力.
對于演示實驗,教師應(yīng)該努力創(chuàng)造條件,增加學(xué)生主動參與實驗的機會,對于一些演示實驗,教師通過精心設(shè)計將其轉(zhuǎn)化為探究性實驗.比如“楞次定律”是電磁學(xué)一個重要定律,教師普遍感到難教,學(xué)生感到難學(xué),盡管老師在課堂演示,但學(xué)生由于被動接受使感性認識不深刻,造成對定律理解不透,時常出錯.如果在課堂上讓學(xué)生親自動手探索其中奧妙,既能達到提高教學(xué)質(zhì)量,又能培養(yǎng)學(xué)生思維能力的目的.下面就以這一課題為例,探討一下探究性實驗教學(xué).
1.創(chuàng)設(shè)情境,提出研究課題
新的教學(xué)內(nèi)容可以由一個個問題呈現(xiàn)出來,這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)動機起源于情境變化的刺激,教師盡量創(chuàng)設(shè)問題情境,給學(xué)生造疑,使其產(chǎn)生濃厚的興趣,針對本節(jié)課,可以設(shè)計以下幾個問題:
①產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
②用所給的實驗器材能否產(chǎn)生感應(yīng)電流?如果能,請設(shè)計電路,并證明電流的存在.
③引起閉合線圈中磁通量變化的方式有幾種?
④產(chǎn)生感應(yīng)電流是否也產(chǎn)生新的磁場?如果是,能否通過實驗器材用所學(xué)的知識判斷產(chǎn)生的磁場的方向?
⑤通過實驗研究由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場B′和產(chǎn)生感應(yīng)電流原磁場B磁通量變化之間關(guān)系.
2.設(shè)計實驗方案
先讓學(xué)生對所提出的問題進行討論,提出解決問題的實驗方案,教師在提問過程中適當(dāng)加以引導(dǎo)和總結(jié),在實驗前,要求學(xué)生一定要判斷好原磁場的磁通量變化及電流表指針偏轉(zhuǎn)情況,判斷線圈的繞向和感應(yīng)電流磁場方向,根據(jù)研究問題順序先畫出電路圖,列出實驗表格.
3.歸納實驗結(jié)論,總結(jié)物理規(guī)律
實驗完成之后,從表格和圖中比較出感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與引起感應(yīng)電流的原磁場的磁通量變化總是存在著阻礙作用,不是簡單的相反,更不是阻止,而是磁場方向上有“增反減同”的變化.這樣學(xué)生由感性認識上升為理性認識,最終豁然開朗,理解了“楞次定律”中的前因后果,既加深了對知識的理解,又使學(xué)生的積極性、主動性、創(chuàng)造性得到了極大的發(fā)揮,并且能深化知識,用于實踐.
總之,中學(xué)物理的探究性學(xué)習(xí),必須符合探究性學(xué)習(xí)特點,適應(yīng)于不同學(xué)生的認知規(guī)律;立足課堂教學(xué),發(fā)揮實驗優(yōu)勢,才能在實際的教學(xué)中得以實施,以完成建設(shè)創(chuàng)新型社會所需求的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)任務(wù).