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体验科学探究

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完整的教完一轮苏科版初中物理新教材,收获不小。翻开物理新教材,你会发现比起老教材,课本一下子丰富起来,鲜活的图片,实验一一呈现在眼前,而原有的条理化的概念、规律、很多知识点却隐藏了起来。实验现象要自己做,实验结论要自己总结。于是学生们拿到课本跃跃欲试,老师们拿到课本头疼不已,这课程是越来越难教了。其实新教材要体现的无非是两个字——探究。

为什么要强调“探究”?因为科学探究体现了物理学的本质特征,能激发学生学习物理的内在动机,充分发挥学习的潜能。在20世纪50年代开始的第一次国际科学课程改革浪潮中,科学探究作为物理学的过程就已经进入了中学课程和教学之中。著名PSSC教材这样写道:“物理学呈现出来的不只是干巴巴的事实,从根本上说,是人类探究物质世界本质的一个连续不断的过程”。学生需要在物理学习中经历科学探究的过程,在探究过程中,学生要明确研究的问题,自己收集和分析信息,做出假设或预测;要在老师的指导下,在共同讨论证据、比较结论以及把自己的结论和科学知识进行比较和建立联系的过程中,获得新的观点和新的思维方式,主动地构建、修正或放弃自己原有的认识和解释,从而扩展对科学的理解和认识。这个过程可以提高学生的质疑、推理和批判性思考的能力,增强他们对自己学习的控制和责任感,从而更加有效地学习物理。

当代科学教育理论认为,科学探究没有固定的模式,但有一些可辨别的要素,如提出科学问题、建立假设、搜集证据、提出理论或模型、评估与交流等,这些都是科学思想和工作方式的体现。在物理课程标准中,根据这些要素提出了对学生理解科学探究和发展科学探究能力的要求。探究教学不能仅仅停留在操作技能层面,它可以以多种方式渗透在教学过程中。

1 铺设平台,让学生在积极思考中找寻概念

科学不是已经完成和固化了的知识体系,而是人类对自然界的永无止境的探究过程。科学的知识体系在探究过程中不断发展和变化,许多科学的结论是待证伪的,是在发现新的证据之后需要修正的。人类对自然界的认识尚且如此,对学生而言,其个体的认识也需要在探究过程中不断发展和改变。因此,学习物理的过程是一个不断转变对自然界的原有认识和观念的过程,是一个自觉的实现观念自我更新的过程。在概念教学中可让学生自己去经历这一更新过程。

例如,《光的色彩 颜色》一课,对于“光源”概念的处理,旧有模式是教师给出“能自行发光的物体叫做光源”,然后向学生强调“自行发光和正在发光”两个特征,再用实例去重复和验证。这样的处理让学生始终处于被动接受的地位,剥夺了他们主动思考的权利,长此以往的教学,必然引起学生自主功能的退化。

不如呈现出大量的素材,如书本上的图片(太阳光、闪电、发光的霓虹灯、绽放的烟花等),或身边的实物(日光灯、手电筒、放映着的投影屏幕等),让学生自己去找光源,“你觉得那些是光源?什么是光源?”大部分学生会得出能发光的物体叫光源。但是当有学生看到发光与不在发光的灯泡时,会提出质疑“正在发光的才叫光源”。引导学生观察投影屏幕进一步思考,他们自己能得出“自身能发光才是光源”。通过大家的交流讨论最终会得出构成光源的两个条件。在这一过程中学生始终在积极思考,完成了一个自觉的实现观念自我更新的过程。这就是一种探究精神。

2 建构情境,激发学生的探究兴趣

在物理教学改革中,有许多人担心强调科学探究会影响学生掌握物理知识。用科学探究的思想指导物理教学不是忽视物理知识的学习,而是注重了学生对物理知识的自主建构过程,科学探究与知识的建构是在同一过程中发生的。在教学中只要适时的建构物理情境,就激发学生的学习兴趣,在教师的指导下,自主完成探究过程,得出正确结论。如《质量》一节,对于质量是物体的物理属性这一概念可以这样呈现:

建构物理情景:

小明的妈妈把旧戒指送去金店改成耳环,可拿到改好的耳环后,感觉好象少了点。

小明的疑惑:会不会是因为外形改变了,或者是金饰熔成金水时,状态改变,所以物体的质量变了?

①提出问题:物体的质量与物体的外形和状态有没有关系?

②猜想:说说你的想法。

③设计研究方案,证实你的猜想:

学生讨论,选择简便易行的器材,设计具体方案。

学生自由发表意见,也可就他人的想法提出意见或新问题。

启发学生分析:怎样改变冰的状态?加热好不好?为什么?怎样改进?

自然熔化,是不是要等冰全部化完?

④进行实验、收集证据:

做一做:分小组进行实验,用橡皮泥研究质量和形状有没有关系,用冰研究质量和状态有没有关系。 (学生分组操作,教师指导、答疑)

⑤交流与分析:橡皮泥的形状改变后,质量有没有变化?

冰块熔化过程中,质量有没有改变?你采用的是什么方案?

若是自然熔化,发现总质量变大了,这是什么原因?

(让学生意识到实验不一定都成功,想取得实验的满意效果,必须进行实验方案的修正和改进,反复研究才能解决疑难问题。)

⑥得出结论:说明物体的质量与形状和状态

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怎样知道小明妈妈的耳环质量到底变了没?

⑦提出新问题:若把橡皮泥从甲桌挪到乙桌,质量会变吗?

从一楼到三楼呢?从地面到高空?

费俊龙和聂海胜乘坐神州六号飞船从地球到太空,他们随身携带的物品质量变了吗?

科学家研究发现,地球上的物体被航天员带到太空后,质量不变。

⑧归纳与总结:当物体的

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