笔者通过对探究式课堂教学相关课题的实践研究,提出在高中物理教学中实施探究式课堂教学必须把握四条原则:主体性原则、任务驱动性原则、多样性原则、适应性原则,并进行了简要的阐述。使探究式课堂教学在高中物理教学中能够得到有效的实施和产生良好的教学效果。
关键词:探究式;课堂教学;原则
教师怎么“教”和学生怎么“学”这两个方面的探究,可以说基本上概括了现代课堂教学改革所要探索的问题。如何准确地认识探究式课堂教学?如何在学科教育中不走样地实施探究式课堂教学?如何使探究式课堂教学在实施中起到良好的教学效果?所有这些,都是每一个科学教育工作者必须正视的问题。我们通过对探究式课堂教学相关课题的实践研究,认为在高中物理教学中实施探究式课堂教学必须把握如下四条原则。
1、主体性原则
探究式教学的理论依据之一就是它能够发展学生自主思考、自主创新的能力,因此充分发挥学生的主体性既是探究教学的主要特色,又是探究活动得以进行的前提。发挥学生主体性原则要求在进行教学设计时,要充分考虑如何激发学生对问题情境或探究内容的兴趣和探究动机,要保证整个探究过程对学生的开放性,给学生提供自主探究、自主创造的机会、时间和空间。
2、任务驱动性原则
从学习者的角度说,“任务驱动”是一种学习方法,它适用于学习各类实践性和操作性较强的知识和技能。“任务驱动”学习法可以帮助学习者明确学习目标。从教师的角度说,“任务驱动”是一种建立在建构主义理论基础上的教学方法,适用于培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。在这里,任务的确定、完成、对完成任务情况的评估成为教学的中心环节,教师根据学生实际水平和学校教学的条件,设计出一个个任务,让学生来逐个探究完成。那么,学生就会在具有明确目标的任务驱动下,自发地学习物理知识,其分析问题、解决问题的能力也得到了培养。
例如:《磁场对运动电荷的作用》的“任务驱动”学习法:
2.1目标阐述
(1)说出通电导线所受安培力是导线中运动电荷受到洛仑兹力的结果。
(2)利用安培力和电流形成的本质推导并掌握V与B垂直时的洛仑兹力公式。
(3)在实际问题中,能运用左手定则判定电荷所受洛仑兹力与电流、磁感应强度的关系。
(4)通过经历“推理——假设——实验验证——得出结论”的过程,领悟科学的研究方法。 (5)能运用洛仑兹力有关知识进行简单计算和解释一些现象。
2.2任务分析
在本课的教学中,教师可创造条件,引导学生从“磁场对电流有作用力和电流是电荷的定向运动”出发,提出猜想,给出假设:通电导线所受安培力可能是其中运动电荷受到洛仑兹力的宏观表现,也即磁场对运动电荷可能有力的作用,再通过实验验证。让学生经历一个“推理——假设——实验验证——得出结论”的科学探究过程,体会科学研究的思维方法,提高科学技能。
3、多样性原则
3.1完整的探究和部分的探究
完整的探究是指学生亲历的探究过程包含了科学探究的各个要素,反映了科学探究的各个特征。学生进行探究时,需要根据任务或问题情景,提出准备探究的科学问题,需要针对问题建立科学假说,需要根据假说设计实验方案,需要通过观察实验获取事实和证据,需要对观察实验所获得的事实做出科学的解释,需要通过表达交流完善自己的认识等等。
我们认为,每个学期都应当结合一些典型的教学内容,安排若干个相对完整的探究活动,以提升学生的科学探究能力。例如:《自由落体运动》完整的探究教学过程:
引入新课:粉笔、小球等物自由下落——物体下落运动
演示设疑:(1)五分硬币与纸片同时下落——重物落得快
(2)小沙粒与大报纸同时下落——轻物落得快
讨论析疑:究竟重的物体和轻的物体哪个落得快?物体下落快慢跟哪些因素有关?
演示排疑:两张相同报纸,一张捏成纸团,同时下落有快有慢
科学猜想:如果减小阻力或没有阻力,哪个落得快?
实验探究:(1)五分硬币与小纸片捏成团同时下落几乎同时落地
(2)真空管实验——快慢与轻重无关
归纳猜想:归纳——自由落体运动是加速直线运动
猜想——自由落体运动是匀加速直线运动吗?
实验探究:匀加速直线运动(1)利用打点计时器打的纸带
(2)利用课本上的闪光照片
推进认知:加速度多大?实验探究、分析、推理、归纳结论
但是,在日常的课堂教学中,学生大量接触的是部分的探究,即探究的部分环节。这些探究活动有的只是完整探究教学中的某一小问题的探究,有的只涉及问题的提出,有的只是建立科学的假设,有的只是设计实验方案,有的只是对信息的解读或问题的讨论。部分的探究是课堂教学活动的主体,在教学活动中占有相当的比重。部分的探究是突出深究的某一个或某几个要素,在教学中并不占用过多的时间,教师可以根据教学的具体需要,相当灵活地采用。例:《自由落体运动》这节课的探究可以有以下几个部分深究:
(1)不同的物体在同一地点从同一高度下落的时间是否相同?
(2)自由落体运动是怎样的直线运动?
(3)自由落体运动加速度是多大?
3.2定向探究与自由探究
定向探究是在教师提供大量的指导和帮助下完成的,它既包括教师提供具体教学事例和程序,由学生自己寻找答案的探究,也包括教师给定要学的概念或原理,由学生自己发现它与具体事例联系的探究。虽然定向探究时,教师给学生提供大量帮助,但学生在观察和分析数据、建立假设、判断推理及作出结论时,教师起着引导而不是代替的作用。学生进行定向探究学习时,教师并未为他们铺平学习的道路,自己仍需做出巨大努力,发挥主观能动性。从探究水平上讲,定向探究是探究的低级阶段,自由探究是探究的高级阶段,二者紧密联系,相辅相成。定向探究是自由探究的基础,自由探究是定向探究的延伸和发展。从定向探究到自由探究,教师的作用越来越小,学生的独立性越来越强。当然,定向探究与自由探究的划分并没有绝对的界线,如果把它们看作是探究的两极,那么在定向探究与自由探究之间还有师生作用不同的其他探究。
4、适应性原则
适应性原则,是指探究的难度、方式等必须适应学生的心智发展水平。心智发展水平包含两方面的内容:一是学生的身心发展水平,特别是心理发展水平;二是学生现有的知识、经验和技能,特别是系统的科学知识已经达到的水平。探索和执行心智发展的适应性原则,其目的就是要使探究的难度、方法的选择与学生心智发展的顺序协调统一起来,有效地促进学生探究能力的发展。在课堂上,一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题,既能激发学生的求知欲望,又能引出另一些问题。例如:在摩擦力一节的教学中,可提问:甲队与乙队进行拔河比赛时,比的是两队的力气吗?如果有一个大力士站在冰面上,与一个小孩子拔河,结果会是谁赢呢?又如,在观看电视上的体育项目——竞走比赛时,有时会发现有些实力很强的运动员在即将胜利的时刻,由于双脚腾空而痛失金牌,应该如何在训练中克服这个问题呢?可以引导学生提出一些利用所学的中学物理知识设计一种“训练报警鞋”的构思。事实表明,那些远远高于或低于学生原有心智发展水平的探究,不但不能促进学生解决问题能力的提高,反而会使学生产生强烈的自卑感或者变得骄傲自满,从而降低了学生的探究兴趣,影响其探究能力的发展。