探究教學在中學理科教學中已經日漸被大家接納和采用,雖然教無定法,但是探究教學還是有它的基本模式.在教學實踐中,我們可以根據教學內容的不同而精心設計.
1. 提出問題
善于創設問題情境,啟發學生積極思維,使學生真正成為認識事物的主體是探究教學的首要要求.在情境中設置有思考價值,智力上有挑戰性的問題,啟發學生學會觀察,提出新問題,可以增強學生學習的針對性,提高學生學習的積極性.在創設學習情境時,應力求真實、生動、直觀而又富于啟發性.演示實驗、小故事、科學史實、新聞報道、實物、模型和影像資料等,都可以用于創設學習情境.例如在講“電功率”時,可以創設這樣的問題情境,把甲“220V,40W”和乙“220V,100W”的兩燈泡分別接在220V和110V的電路上,哪一盞燈更亮? 學生大多會不假思索地回答是“100W”的更亮.然后教師演示實驗:甲燈接在照明電路(220V)上,乙燈接在110V的電源(調壓器)上,學生觀察到甲燈發光更亮.為什么額定功率小的燈泡反而更亮呢? 這時,學生的腦子里立即會產生思維撞擊,具有了強烈的求知欲望,教師接下來進行新課教學:要求學生首先根據公式“R=U2額 /P額”分別求出兩燈的電阻(教師說明:假設燈泡燈絲的電阻不考慮受溫度的影響)R甲=1210Ω,R乙=484Ω,再利用公式“P=U2實 /R”求出實際功率P甲=40W,P乙=25W,正因為P甲>P乙,所以甲燈更亮.學生恍然大悟,明白了燈泡的亮暗由燈泡消耗的實際功率決定的,教學效果相當好.
2. 猜想與假設
在學生形成了問題之后,教師應該引導學生根據已有的物理知識和實踐經驗,對確定探究的問題進行大膽的猜想和假設.比如,推測探究可能出現什么結果,應該怎樣進行探究過程和方法的設計,根據已有的知識和經驗,能夠對探究的問題作哪些解釋,哪些必須通過探究后才能作解釋.有猜想和假設才能根據假設去設計驗證假設的計劃和方案,才有探究的必要和可能,否則一切活動都是盲目的.
例如,在探究“影響滑動摩擦力大小因素”時,我們可以啟發和鼓勵學生大膽猜想,聯系實際生活:拔河比賽時通常選“胖子”并且穿上新的球鞋,贏下比賽的機會大些.學生可能提出:滑動摩擦力大小可能與接觸面承受壓力的大小有關,與接觸面粗糙程度有關,與接觸面的大小有關等.在判斷猜想正確與否的途徑上,學生提出了做實驗、讀課本、查資料、問老師等多種方法.在整個學習過程中,學生思維活躍,效果很好.
3. 設計科學的探究計劃和方案
我們可以啟發、引導學生先從宏觀上提出總體思路,設計總體方案,再對每個局部進行微觀設計,這樣可以使學生的知識活化重組、有機整合,形成相互聯系的知識結構,只有結構化的知識才能向能力轉化.設計方案的過程是培養學生科學思維、提高解決問題能力的有利時機.教師要充分發揮指導作用,讓學生把思維過程暴露出來,適時地加以引導和點撥,也可以站在學生的思維層次上提出問題給學生思維指向,同時要給學生留有思維的空間和時間,千萬不能包辦代替,注意方案的設計不僅僅為解決問題,我們要在設計過程中整合學生的知識,發展學生的能力,培養學生的創新精神.有時方案可能并不完善,可留給學生在具體操作過程中自己去發現、修正、完善.
4. 進行實驗和收集證據
學生在教師的指導下,根據探究方案,以及觀察、實驗和其他的方法與技術,收集數據、資料和信息是探究教學的重要環節.我們特別提倡用計算機來收集、存儲、處理和顯示各種證據.教師要讓學生對已有的數據和信息進行科學的分析和解釋,找出這些證據和探究的課題之間的關系,進行科學的歸納和總結.如果涉及兩個或多個變量,學生應該能采用控制變量、對比等方法進行科學的分析和解釋.
學生在課堂內外進行的探究活動是多樣化的,可以是觀察現象、進行實驗、收集數據、分析現象、討論交流、發表見解;也可以是從各種信息來源,例如圖書、期刊、學校的數據庫和因特網上收集和獲取信息.教師要在科學探究的過程中,指導與幫助學生不斷改進探究的方法.例如,在學生進行觀察和實驗時,要讓學生設計多種可靠易行的實驗方案,鼓勵學生反復收集和如實記錄實驗數據.
5. 分析和論證
教師要引導學生整理收集到的各種信息、實驗數據和證據,對信息、數據和各種證據進行分析,滲透科學的思維方法和物理研究方法.如控制變量法、對比法、類比法、建模法、反證法、歸納法、猜想法等,通過分析和歸納,找出規律,從而得出結論.
責任編輯羅峰