提高科学探究实效性的教学思考

发表时间:2021/1/28   来源:《教学与研究》2020年10月第30期   作者:魏岳峰
[导读] 科学探究是物理学科核心素养的重要组成部分
        魏岳峰
        泉州第五中学  
        摘  要  科学探究是物理学科核心素养的重要组成部分。科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。初中物理可以从重在学生经历探究的过程及学生对探究活动的体验中,启发引导学生逐步学会科学探究,从实际出发把探究思想渗透于教学等方面进行探究式教学。
        关键词  物理学科核心素养  科学探究  自主学习  摩擦力
        
        实验,是近代科学最基本的研究方法,通过实验所获得的经验事实(实验证据)是近代科学得以成立的最重要的基础。探究,既是研究科学的基本方式,也是学习科学的过程中需要掌握的基本技能。科学探究是物理学科核心素养的重要组成部分。科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。初中物理可以从重在学生经历探究的过程及学生对探究活动的体验中,启发引导学生逐步学会科学探究,从实际出发把探究思想渗透于教学等方面进行探究式教学。新课标不仅重视知识的学习,更注重学习的过程,重视学习科学研究的方法,重视培养学生的探索精神。在物理课堂教学中,如何提高科学探究的实效性呢?
        初中阶段的孩子对大千世界具有强烈的好奇心,对各种生活中的物理现象很感兴趣,对物理实验有着天然的兴趣,具有强烈的探知欲望。在教学中,我们应当充分利用学生的这些特点,充分启发引导他们进行有效地探究活动。因此在教学过程中,我们既要注意到学生认识过程与科学家认识过程的共性,又要注意到学生认识过程的特殊性,体现学生认识过程的特点。学生学习中的探究活动和实际生活及科学研究中的探究存在着本质的区别,前者是对已知结论进行再验证,而后者的结论却是未知的。从事这两种不同的探究活动时,探究者的心理活动并不完全一样,体验也有很大的差别。实际的科学探究的要素较多,而在学生的科学探究中,其探究过程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素。在教学过程中应遵循循序渐进的原则,先使学生了解探究活动的过程,然后进行不完全的探究活动,逐步学会科学探究的方法,不要“一步到位”,要求过于完美,应经历由简单到复杂,逐步深入的过程,要体现学生的参与,重在学生经历探究的过程及学生对探究活动的体验,学生能够得出大致正确的结论即可,至于表达的严谨性、在其他场合的适用性等可以暂时不做过多的强调。沪科版八年级物理教材先安排探究“速度的变化”,并以旁批的形式标示探究活动的几个要素,使学生对探究过程获得感性认识,然后在“探究凸透镜成像的规律”中,进行几个要素的探究活动,最后再让学生完整地探究“影响滑动摩擦力的因素”,就是注重实效地按照循序渐进方式使学生学会科学探究。
        《科学探究:摩擦力》这一节内容,是沪科版物理教材第一次有完整的科学探究环节的案例,笔者就这节课,谈谈在启发引导学生逐步深入进行探究式学习的实效性研究的心得体会。
        对于摩擦现象,初中生已有丰富的感性认识。本节课主要是使学生的感性认识上升一步,认识摩擦力的存在和摩擦力的产生以及影响滑动摩擦力大小的因素,让学生在经历探究的过程中,感悟科学探究方法,把科学探究当作科学内容来学习,以此来提高学生的探究能力。


        首先笔者通过以下两个小实验来创设情景,让学生了解摩擦力的存在。
        (1)一端被涂了润滑油的钢棒,让两位力气相差较大的学生来拔河,结果显然是握住没涂润滑油的力气较小的学生获胜,这一结果立刻引起学生们极大的兴趣;
        (2)将两本物理书逐页交叉在一起,中间用力压住,然后让两位学生来拉书,可是无论如何使劲,书还是很难被分开,这再次让学生急切地想知道摩擦力产生的来龙去脉,从而引出了摩擦力的概念。
        然后笔者通过几个简单的生活实例视频,如推动一张课桌比推动一张讲台容易得多;在冰面上行走比在水泥路面上行走困难得多;轮胎都有不规则的花纹……,引出了学生对影响摩擦力大小因素大胆的思考。猜想结果五花八门,有压力、接触面粗糙程度、接触面积的大小、物体运动的速度等等。针对这么多可能的因素,很自然地引出了如何运用变量控制法来设计接下来的探究活动。因为课堂时间关系,可将全班分成若干组分别探究其中一个因素对摩擦力的影响,然后各小组分别派代表演示实验并和其它组进行交流,大家讨论分析出滑动摩擦力的大小跟压力大小、接触面的粗糙程度、接触面的面积的大小、物体的速度的关系。
        本节课主要是从真实情景、问题情景和虚拟情景三个方面构建学生的学习环境,通过从自然、生活到物理的认识过程以及一系列的探究活动,让学生从活动中初步体验科学探究的完整过程,这种设计不仅激发了学生学习物理的兴趣,增强学生的求知欲望,更培养了学生勇于探索的精神和严谨的科学态度。学生从以往地被动接受知识型学习,转化为积极主动地参与探究活动,激发学生的求知欲,从而获取知识;通过探索物理现象,揭示其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生的终身探索乐趣和初步的科学实践能力。
        除此之外,笔者认为只要是学生通过自己的活动,或在老师的引导下,通过各种方式的自主学习,从未知到已知的过程,学生在学习过程中经历了自我发现问题,解决问题的过程,就是探究过程。因此科学探究不一定非得要有实验活动,但是探究的思想,却可以在绝大多数情况下加以实现。比如把讨论式的教学设计成探究式的教学,讲授课可以穿插一些探究性的问题,把讲授式设计成探究式,练习题中可以适当出一些探究性的题目、开放性的题目等,关键是充分调动学生的主动性,积极地参与、思考,想办法解决问题。
        物理核心素养强调实验探究,是因为探究式的教学方式符合人们对未知事物的认识规律,能激发起学生的学习兴趣,能培养学生的探索精神、探究能力以及自主学习能力。初中物理教学中,要根据教学内容和学生的情况来合理地进行教学设计,灵活地对科学探究环节中的特定要素进行专项探究,也可以对科学探究环节中的具体几个要素进行综合探究体验,有些教学内容不可能,也没必要都上成探究课,能够突出探究的思想,把探究渗透于教学之中,才能真正发挥科学探究的实效作用,培养学生的探索精神和探究能力,不可机械地套用探究中的七个要素,搞华而不实的探究式教学。

        【本文系2019年度福建省基础教育课程教学研究立项课题“初中物理智慧课堂下培养学生自主学习能力的实践研究”(立项编号:MJYKT2019-148)的部分研究成果】
        
        作者简介:魏岳峰(1981-),男,福建泉州人,大学本科,中学物理一级教师,主要研究方向:初中物理课堂教学
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