浅谈高中物理探究式教学

物理学是一门基础自然科学, 它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。物理中的概念和规律大多是通过观察、实验、抽象、假设、归纳等研究方法, 并经实践的检验而建立起来的。但在以前的教学中, 由于应试教育等因素的影响, 探究教学往往被忽略了。现在全国上下都进行着课程改革, 而课程改革的主要内容就是要求开展以探究为核心的教学模式, 其目的在于将科学家的探究引入课堂, 让学生经历科学探究过程, 使他们在获得科学知识的同时还掌握科学方法, 培养科学态度。

改变传统实验教学模式——把验证性实验改为探究性实验。物理学是以实验为主的自然科学, 在物理学的发展中, 实验起了重要作用。在传统的物理教学中的实验教学分两部分:演示实验和学生实验。演示实验是教师根据课本要求, 通过演示某些实验, 并讲解分析来使学生明白某些现象或掌握某些规律。而学生实验也不过是学生按课本或教师设计好的思路按部就班, 而且许多都是验证性的实验。但是, 验证性的实验对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼, 也不利于培养学生主动探索物理规律的能力;而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。

科学探究包括“提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→合作与交流”七个要素。根据课程标准精神, 每一要素都有其相应的能力要求。科学探究的“七个要素”是要素而不是七个环节, 也不应理解为程序。应避免将“七个要素”以环节或程序的形式呈现, 也不应在一个探究课题中同时要体现各要素。科学探究对学生乃至对老师都是新课题, 新课程科学探究课的要求也是逐步完善和深化。为确保探究式教学的有效实施, 在实践中探索尝试出探究式课堂教学模式, 其课堂结构是“创设情境→提出设计活动→自主探究→拓展应用”。具体概括如下: (1) 学生围绕教师创设的物理情景或现象引发学习兴趣, 教师设法激起学生认知冲突, 激发他们的求知欲望并提出探究问题; (2) 学生通过动手实验探究问题, 形成和检验假设, 解决问题, 解释观察结果; (3) 学生分析、解释数据, 对自己的观点进行综合; (4) 教师与学生共同回顾与评价所学内容与学习方法; (5) 将所学知识运用于新情境, 以拓宽理解, 形成新技能。

“楞次定律”是电磁学一个重要定律, 教师普遍感到难教, 学生感到难学, 尽管教师在课堂演示, 但学生由于被动接受使感性认识不深刻, 造成对定律理解不透, 时常出错。如果在课堂上让学生亲自动手探索其中奥妙, 既能提高教学质量, 又能培养学生思维能力。下面就以这一课题为例, 探讨探究式教学的基本模式。

创设情境

实验: (1) 当导体棒向左或向右做切割磁感线运动时, 灵敏电流表的指针发生了偏转。

(2) 当磁铁向上或向下运动时, 灵敏电流表的指针发生了偏转。

(3) 当原线圈A向上或向下运动时;电键闭合或断开时;滑线变阻器向左或向右滑动时, 灵敏电流表的指针发生了偏转。

提出问题

新的教学内容可以由一个个问题呈现出来, 这样学生的学习动机起源于情境变化的刺激, 教师尽量创造问题情境, 给学生造疑, 使其产生浓厚的兴趣, 针对本节课, 可以提出以下几个问题。

猜想感应电流的方向与与哪些因素有关?

(1) 原磁场的方向;

(2) 原磁场的运动方向的关系;

(3) 原磁场的磁通量的变化

通过什么方法研究感应电流的方向与这些因素存在怎样的关系呢?

设计实验

实验目的:研究感应电流的方向与原磁场的磁通量之间的关系。

实验设计:

(1) 怎样方法来研究?控制变量法

(2) 选择怎样的实验方案? (最简单)

先让学生对所提出问题进行讨论, 提出解决方法, 教师在提问过程中适当加以引导和总结, 在实验前, 要求学生一定要判断好原磁场的磁通量变化及电流表指针偏转情况, 判断线圈的绕向和感应电流磁场方向。根据研究问题顺序先画出电路图, 列出实验表格,

自主探究

实验完成之后, 从表格和图中比较出感应电流产生的磁场与引起感应电流的原磁场的磁通量变化总是存在着阻碍作用, 不是简单的相反, 更不是阻止, 因为磁场方向上有“增反减同”的变化。这样学生在感性认识基础上升为理性认识, 最终豁然开朗, 理解了“楞次定律”中的前因后果, 既加深了对知识的理解, 又使学生的积极性、主动性、创造性得到了极大的发挥, 并且能深化知识, 用于实践。

拓展应用

归纳总结利用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤:

(1) 明确产生感应电流的闭和回路所围面积上的原磁场方向

(1) 对于磁体的磁场可以根据磁体的磁感线分布来确定;

(2) 对于电流产生的磁场则要利用安培定则来确定;

(2) 明确穿过闭和电路的磁通量是增加还是减少

根据已知的磁感线分布和题目所描述的情况来确定

(3) 根据楞次定律确定感应电流的磁场方向

(1) 当磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场反向

(2) 当磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场同

(4) 根据安培定则由感应电流的磁场方向判断出感应电流方向。

在实验基础上建立物理概念, 从心理上满足了学生的好奇心和求知欲, 最显著的变化是学生学习物理的积极性提高了。通过猜测和假设, 设计实验, 收集数据, 学生的学习能力提高了。学生是在一种轻松愉悦的环境中学习物理, 通过实验亲自发现并纠正了自己的错误的前概念, 实验过程中的兴奋感、成就感, 是其他方法难以体会的, 这就促使学生更加积极地投人到学习中去。

在众多教学环节中, 实验始终是物理教学的重要环节之一, 是真正落实物理课程标准的目标, 提高学生的科学素养, 创新精神、实践动手能力的重要途径, 也是实施物理课程发展的重要条件和重要的课程资源。因此, 物理课程应该更加重视实验。在物理课程的实验教学中, “将实验与科学探究有效地结合起来”成为了新课标下主旋律, 我们应尽可能将传统的菜单式实验改变为探究式实验。教师应该根据实际情况, 选择适合探究的实验, 并对探究过程进行合理的规划, 引导学生顺利进行科学探究, 从而培养学生的创新意识和实践能力, 培养学生的科学素养与人文素养。

探究式教学模式与传统的教学模式相比较, 学生的学习兴趣和学习的积极性也大大提高, 学生提出问题、分析问题和解决问题能力大大提高, 充分地培养了学生的自主学习能力和创造思维能力。因为探究式教学让学生真正成为学习的主人, 充分体现了教师的“导”完全为学生的“学”服务这一现代教学思想, 同时探究式教学将学生的认知活动与非智力因素 (兴趣、情感、动机等) 的影响紧密联系起来, 是提高物理教学质量的有力保障。

摘要：《全日制普通高中物理新课程标准》已明确将“经历科学探究过程, 认识科学探究的意义, 尝试应用科学探究的方法研究物理问题, 验证物理规律”作为高中物理新课程的目标之一, 承载这一目标的课堂教学就应当改变传统的教学方式, 探索教学改革, 实施探究式教学策略。

关键词：新课标,科学探究,探究式教学