探究式学习在初中物理教学中的应用与思考.doc

探究式学习在初中物理课堂教学中的应用与思考

我校对学生学习物理的状况进行了一次问卷调查，半数以上的学生不喜欢物理课程。现摘录几点理由如下：课本上的许多实验基本不做，或者只有老师一人在做，学生只能观看，根本没有动手机会；偶尔做一回，也是8-10人一组，许多同学只好旁观；课堂气氛沉闷乏味，物理公式既多又繁，题目永远也做不完；笔者所在的学校是一所农村初中，由于受中考指挥棒的影响，加之实验器材陈旧、老化，类似的情况有过之而无不及。从以上现象反映出我们当前的基础教育更多关注的仍然是知识和技能，而对学生学习能力的培养，科学态度、科学精神的养成重视不够。学生对物理的学习还是停留在“被动接受”阶段，很难意识到学习这些知识的真正的意义所在，对物理的学习兴趣逐渐减弱。
探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具，能在课堂上保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲。学生在探究性学习中不仅能产生浓厚的学习兴趣，而且还能感受到自己的失败与错误，逐步走向正确，真正体会到成功的喜悦。物理学习中的科学探究活动，通常都是以小组的方式进行的，科学探究中的诸环节，都需要发挥探究小组成员的整体力量，小组成员只有具备合作精神才能使这些环节顺利完成。在科学探究中，老师还应注重培养学生的独立性和自主性，尽可能让学生自己发现问题、提出问题，设计实验方案、查找资料、进行实验探索，并得出结论。
现以初三物理《欧姆定律》一节，来谈谈自主、合作、探究学习方式在初中物理课堂教学中的应用：
一、 提出问题：
演示实验1、出示电路板，闭合开关，灯泡发光。将电池
减少一节，重新闭合开关，学生将观察到灯泡变暗。学生通过
观察，会提出这样的问题：灯泡为什么发光变暗？
演示实验2、同样是两节电池串联起来使用，只是另外换一只6V灯泡，观察灯泡的亮度。学生通过观察，会提出这样的问题：灯泡的亮度为什么不一样？
以上这种把所观察到的现象直接问题化的表述方式只是一种较低层次的方式，它没有把上述现象的认识转化为一个科学问题，因而缺乏明确的探究方向。要把发现的问题演变为一个科学问题，需要对现象做进一步的思维加工。在演示实验1中，电池减少一节，电压变小；而灯泡变暗则说明通过灯泡的电流变小了，因而问题可演变为：通过灯泡的电流与电压有什么数量关系？在演示实验2 中，电压不变，换用一只6V灯泡，灯泡的电阻发生变化，因而问题可演变为：通过灯泡的电流与电阻有什么数量关系？
在科学探究中，老师应尽可能让学生自己发现问题、提出问题，这样才能促进学生的自主性发展，激发学生的学习积极性。学生提出问题的能力应该是逐步发展的，在学生获得新的发现后，首先应该使学生能够把自己的发现用问题的方式表述出来，在这个基础上，教师可以根据学生的认知情况适当地加以指导，帮助学生形成一个与物理学有关的科学问题，并用口头或书面语言表述出来。学生发过一定案例的积累，并随着他们物理知识的丰富，就能逐步地提高自己提出问题的能力。
学生经历了发现问题和提出问题的过程，还必须对所提出的问题做进一步的探究实践，经过自己的体验，逐渐认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
二、 设计实验：
义务教育物理课标中的科学探究问题，较多的是用观察和实验的方法。其中尤以实验探究方法居多。因此存在一个制定计划与设计实验的问题，即从操作的角度把探究过程具体化、程序化。首先确定实验应探究的两个问题：、通过导体的电流与电压有什么数量关系？、通过导体的电流与电阻有什么数量关系？
这时可以发动学生来讨论解决这些问题的方法。学生通过讨论得出问题的解决方法是：在同一导体（保持电阻不变）两端加不同的电压值，记下通过导体的电流值，然后对数据进行分析。至于如何改变导体两端的电压？如何得到不同的电流值？学生对此问题进行再讨论，得出：通过改变电池的个数，或用滑动变阻器调整，可以改变导体两端的电压。用电压表和电流表测量可得到不同的电压值和电流值。这时，教师要求学生按上述分析经讨论后设计出一个最佳的实验电路，并进行实验。接下来学生讨论问题的研究方法是：保持导体两端电压不变，改变导体的电阻并记下相应的电流值，再进行数据分析。通过逻辑思维，很容易分析出实验中需解决的问题是：如何保持导体两端的电压不变？如何改变导体的电阻？学生思考后得出：调节滑动变阻器可以使导体两端的电压保持不变；用刚才的电路，换用不同阻值的电阻（5W、10W、30W）进行实验。学生以小组为单位，进行实验并记录数据。
在多数情况下，为了能使探究能进行下去，教科书都介绍了探究的方法。因此在课堂教学中，这个环节学生较少有锻炼的机会。而在以上的教学过程中，学生亲身经历了科学探究的过程，这对培养学生终身的探究兴趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力很有好处。通过参与科学探究活动，帮助学生建立控制变量的初步意识，认识到科学的研究方法（如控制变量法）的重要性，并根据思路尝试自己选择探究所需要的器材，这将有利于提高学生选择器材的能力。在以小组为单位讨论时，学生既学会了如何在合作中坚持原则，又学会了如何尊重他人，吸取别人意见中的合理因素，以完善和改进自己的探究方案。同时在探究活动中由于群策群力，每个人的积极性都得到了调动，充分发扬了学生的团结合作精神。
三、 分析论证；
学生根据设计好的电路进行实验后，得到了如下数据：

电阻R=10W

电压U=3V
电压
1V
2V
3V
电阻
5W
10W
30W
电流
0.1A
0.2A
0.3A
电流
0.6A
0.3A
0.1A
表1 表2
实验数据并不等于探究的结论，而是对实验事实的客观记录，面对诸多的电流值、电压值和电阻值，不对这些数据进行比较、分析、归纳，什么结论也不会形成，探究等于半途而废，因此，分析论证在科学探究中是必不可少的。学生从表1 中可初步得到电流与电压的关系为：电压越大，电流越大，电压越小，电流越小；进一步把电压和电流的比值拿来比较，发现电压与电流的比值相等，从而得出在电阻一定时，电流与电压成正比。从表2 中可初步得到在电压一定时，电阻越大，电流越小的结论。再进一步把电流和电压的乘积拿来比较，发现电流和电阻的乘积相等，从而得出在电压一定时，电流与电阻成反比。
启发学生自己发现这些数据之间规律的过程，是一个发展学生创造性思维的过程。在这个分析论证的过程中，学生尝试了对探究结果进行客观准确的描述，如“电流与电压成正比”。这就要求学生学会简单的因果分析：电压的变化导致了电流的变化；电流变化，是由于电压发生了变化。电压的变化是原因，电流的变化是结果，这样才不会做出“电压与电流成正比”的错误描述。发展学生的因果推理能力是物理教学中重要的任务，对于初中生而言，应使他们能进行简单的因果分析，这对学生正确地归纳出科学规律十分有益。
自主、合作、探究教学方式在这堂课的应用，既让学生学到了一定的物理知识，又使学生亲身经历了科学探究过程，这必将对培养学生初步的科学探究能力、良好的思维习惯、大胆想象的科学态度和科学精神产生深远的影响。

施莉莉. 2006年10月.第三期.《教育新视窗》。