王丽娜
物理是一门以实验为基础的自然科学,实验的教学功能发挥的程度,决定整个物理教学的质量。真正意义上的物理实验对学生认知水平发展的促进、建构有利于学生科学探究能力的创造性思维的发展、形成健康个性和健全人格起着重要作用。但在现实中对实验的态度,无论是教师还是学生都没有给予足够的关注,因而物理实验教学存在诸多的不足。高中课程改革即将全面实施,作为中学一线教师,深入体会课程改革的新理念迫在眉睫。在此我谈谈对新课程下的物理实验教学模式的思考。
综观物理发展的进程,科学研究中的科学观察和科学实验几乎都是根据一定的科学假设开始的,实验和观察的过程也要进行判断和推理,而推理也并非总是在搜集资料和进行观察、实验之后,往往是在提出问题时便可能对研究的结果产生猜测。尽管物理教学中开展的实验与科学研究中的实验在目的上不尽相同,但在本质上是一致的,都是在某种理论或假说的指导下,人为控制条件验证结论或探索真理的过程。所以,物理实验并不纯粹是为学生提供感性材料,其中伴随着思维过程,而思维过程要采取一定的程式、按照一定的规律进行,也就是物理实验过程要按一定的规律完成,才能取得实验应有的效果。物理教学中,实验的过程起点不是已经设计好的仪器,也不是书上已经写好的实验原理、实验方案、注意事项等等,而是面临的需要探索的问题、需要验证的假说。实验教学就是应该从问题开始,让学生带着问题、运用已有的知识与经验进行发散思维,努力去做出某种“实验设计”,在一定的理论指导下,对观察到的结果进行判断和分析。
但是现实的情况却是这样:由于高考指挥棒的作用,物理实验教学大多数是以教师为中心,教师讲,学生听;教师做,学生看;教师准备实验仪器,学生在预习好的情况下去实验室做实验。这样的实验教学,只是达到了教学目标中“知识和技能”层次的教学要求,而学生逐渐变得内向、被动、缺少自信……自然也就窒息了人的创造性。
我国基础教育的第八次课程改革,关注学生的“全人”发展通过设计一种“以学生为中心”的探究式实验教学模式,教师可以了解学生发展中的需求,帮助学生认识自我、建立自信,促进学生在已有水平上的发展。学生经历科学探究过程,能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;具有一定的质疑能力,信息收集和处理能力,分析、解决问题能力和交流、合作能力。教师在过程中注意从以下几个方面培养学生:经历实验探究过程;强化实验方案的自我设计;深入对实验过程和实验误差分析;重视对实验方案和实验结果评估、实验教学过程总体上应该反映科研探究的方法与程序,重视学生主动探索研究过程和经历,这就是探究式实验教学模式的核心思想。也就是说探究式实验教学的方法是:先根据现象提出问题,经大胆地猜测,根据知识经验提出假设,用实验检验,进行数据分析和处理,有的还要进行理论推证。如果得到肯定,则直接得出结论;若是被否定,就要重新修改假说,再进行检验。其探究学习的思路顺序如上图所示:
围绕探究性物理实验的过程图,结合实际我们可以有灵活多样的实验教学形式。不论课堂的演示实验、学生的分组实验,还是课外实验,通过探究式实验模式,对培养创新型的人才是非常有利的。例如,物理中包含着许多的测量方面的知识,学生学会各种测量的知识对生活是大有益处的。结合这个需要,教师就可以提出一个测量方面的课题,让学生通过探究总结出对于大小、形状、重量、液体容量、距离、速度或运动、温度和时间等的测量方法,其中包括精确的测量和粗略的估计。学生带着问题,根据已有的知识经验,自主的设计实验方案,并根据需要选择恰当的工具仪器,通过实验验证设计方案的可行性。学生在探究的过程中,会主动掌握很多的知识,比如游标卡尺、螺旋测微器、体温计等仪器的使用,掌握时间、长度、重量等的估测方法……由于实验方案是学生自主设计的,因此,同一种测量各小组的学生采用的实验仪器、得出的结论等各方面必然出现差异,这些差异直接反映在学生的实验报告中。教师可以在一个实验课题完成之后,组织学生进行成果的交流、研讨,为学生提供相互学习与促进的机会,让学生在交流中对实验结果进行自我评价,然后改进、补充、修正或重做实验;最后才由教师对学生的实验结果进行评价。学生经过一系列的质疑、判断、比较、选择,以及相应的分析、综合、概括等认识活动,经过多种观点的碰撞、争论和比较,结论的获得是真正地理解和巩固。更重要的是,以多样性、丰富性为前提的教学活动,学生的创新精神和创新思维就可得到充分的培养。
在探究式实验模式实施的过程中,教师主要起帮助、引导的职责,帮助学生寻找、搜集和利用学习资源;帮助学生发现他们所学东西的个人意义和社会意义:帮助学生发现自己的潜能和优势:每个学生身上都体现出不同的优势,即多元智力理论中所包含的九种智力(语言/言语智力、逻辑/数理智力、视觉/空间智力、音乐/节奏智力、身体/运动智力、人际交往智力、自我反省智力、自然观察者智力和存在智力)。通过探究式实验教学,教师可以用多种形式评价学生,那么在老师眼中每个学生都是独特的,也是出色的,没有所谓的“差生”的存在。这样的学生观的形成,就使得教师乐于对每一个学生抱以积极、热切的期望,观察和接纳学生,重在寻找和发现学生的闪光点,发现并发展学生的潜能。
综上所述,开展探究式物理实验教学模式,必须强化学生的主体地位,通过探究式的学习活动,来达到学生自主建构知识的目的,从而有效地培养学生的创新精神和实践能力。教师以多种形式评价学生,发现和发展学生的智力组合,为学生的全面发展打基础。