物理探究性學習是由學生在學習和社會生活情境中發現問題,設計方案,通過自主探究,收集和處理信息,研究和討論,獲得問題解決的途徑,養成自主探究、創新的意識和習慣,形成和提高創新能力,建構知識積累和豐富直接經驗的活動過程。下面以《用身邊物品,巧測牛奶密度的探究》為例,談談如何在物理課堂教學中實施探究性學習活動。
一、創設問題情景,激發學生探究精神
創設問題情景是探究性學習的第一個環節,是創新的起點,教師應根據本節課的教學目標,從學生已有知識或生活、生產、科研實際出發,指出與新課標緊密聯系的富有趣味和啟發性的現象,引發學生質疑,從而激發他們的探究欲望。
例如在《用身邊物品,巧測牛奶密度的探究》教學中,首先引導學生分析教材中用天平測質量、量筒測體積,用公式ρ=m/v計算出物質密度的方法。然后引入本節的教學內容,我設計了測同一種牛奶的3個實驗方案進行對比,引導學生進行層層深入的探究分析:方案一、所選器材:桿秤、小空藥瓶、水、細線。方案二、所選器材:彈簧測力計、水、細線、小石塊、兩個水杯。方案三、所選器材:圓珠筆芯、金屬絲(體積不計)、水、刻度尺、足夠深的盛水容器(去掉上半部分的飲料瓶)。利用上述提供的器材設計實驗方案測出牛奶的密度。(網上查詢到牛奶的密度是1.03×103kg/m3)通過對這三個實驗進行對比,啟發學生比較哪一種方案更容易操作,更快測出牛奶的密度。此問題一出,學生們的興趣瞬間被激發,好奇心升華為強烈的求知欲。
二、 引導實驗觀察,學習探究方法
觀察能力的最可貴品質是從平凡的現象中發現不平凡的東西,從表面貌似無關的東西里發現規律??梢娕囵B和提高自身的觀察能力是十分必要的,也是十分重要的。所以,我們教師在課堂教學中應注意引導學生觀察,同時學習科學的探究方法。
例如,針對上面的三組測牛奶的密度的實驗中,學生們在做實驗探究過程中,有的測得結果比牛奶密度的標準值大,有的比牛奶密度的標準值小,有的與牛奶密度的標準值相差不大。三個方案的不同實驗結果,學生們爭得面紅耳赤,各抒己見。這時,我因勢利導:方案一巧妙地運用“等效思想”,瓶子裝滿時牛奶和水的體積相同,因此用水代替牛奶找體積;方案二靈活運用阿基米德原理,實驗器材簡單,操作方便,是個很好的設計方案;方案三是自制“密度計”,質檢部門就是用密度計檢測牛奶的密度,但該方案沒有密度計,只能大家想辦法自制“密度計”,從而測出牛奶的密度。方案二測得的結果最接近牛奶的密度,方案一、方案三測得結果與牛奶的密度存在較大的差異。因為方案一和方案三在測體積和圓珠筆芯浸入牛奶的長度時誤差較大。這樣通過分組進行實驗探究,教師從中引導,用實驗事實說話,讓學生懂得雖然方案不同,實驗結果不同,但這是用實驗事實說話,讓學生將理論應用于實踐,從實驗對比中獲得正確的結論(雖然實驗結果不盡相同),進而體驗實驗的樂趣,感悟知識的真諦。
三、 倡導合作交流,提高探究能力
探究過程中需要同學合作、交流、解釋和協調一致的嘗試,這些合作與交流的實踐,讓學生學會準確地與同學交流,向同學解釋自己的想法,傾聽同學的想法,學會彼此相互接納、贊賞、互助等。有利于擺脫以自我中心的思維傾向,使各自的想法、思路被明析化,更好地引發同學的認知沖突和自我反思,深化各自的認識。
例如針對上述三個方案,學生們通過探究活動得出用身邊物品測出牛奶的密度的方法后,我把握住這個時機組織學生們以實驗小組為單位自主設計其它方案,并用它測出牛奶的密度。要求實驗小組要向其他同學介紹方案中需要哪些器材,探究過程應該怎樣做,注意什么事項。同時再提出相關富有挑戰性的問題:“你探究的結果與標準值相差多少?你在探究過程中各個步驟正確嗎?”等一系列問題,引導學生們積極參與合作、討論、分析,組織他們相互質疑,進一步探究方向明確化,從而找出最理想的實驗方案。
四、 指導歸納小結,體悟探究成果
學生學完一個課題或一個單元后,教師應指導學生對初步結論展開交流,補充和完善,從而總結出較為嚴謹、正確的結論。這既是培養和提高學生們的再探究的過程,又是一個創新的過程。由于學生們都親身實踐,既體驗到思索探究的心里歷程,又使心智得到鍛煉,體驗探究的樂趣和成功的喜悅,同時也體悟到探究的收獲和成果。
例如通過上面的實驗探究活動,各小組同學經交流分析梳理得出用密度計算公式ρ=m/v可測出牛奶的密度,用浮力的相關內容,壓力、壓強等相關知識也能把問題解決。
責任編輯 羅 峰