新课标下探究活动呈现方式的研究

岑妙宜

内容摘要:探究性实验课该怎样呈现在教学中,才能达到自主探究的目标?是我们急需研究的。本人在教学实践中为如何开展指导性和开放式探究性实验课而设计了“套餐式”探究活动。本文以《透镜及其应用》一章为例,对如何进行“套餐式”探究活动作出说明。

关键词:探究性实验课 呈现“套餐式”探究活动

许多的统计资料表明:学了更多的知识后,学生学习科学的兴趣下降(特别是中国与日本),究其原因,缺少探究性实验教学是其中之一,因此,探究性实验课是学生进行科学探究的重要形式①。然而教学过程中出现探究不力、过程失控、流于形式等状况,影响了探究性实验课的开展,当中一个重要原因是教师对探究性实验课的认识仅局限于为了探究某个规律而进行探究。因而处理上就局限于就该节书的内容上一堂探究性实验课。但学生的操作技能、探究水平和科学意识未能跟上,面对突如其来的探究性实验,很多学生表现出无助,随意或忙乱,这种情况下学生难以在探究活动中找到探究的乐趣,从而打击了探索的欲望。为此,探究性实验课该怎样呈现在教学中,是我们急需研究的。

本人就“探究性实验课该怎样呈现在教学中”设计了“套餐式”探究活动,实施以来,取得良好效果。所谓“套餐式”探究活动,就是在探究某个规律前,先设计一系列与之相关的、起准备、铺垫作用的探究活动,为探究规律提供知识原型、操作技能、思维暗示,也就是学生自我提供探究的基础。教师着重做好教学设计与实验安排,给学生不着痕迹的引导。

下面以《透镜及其应用》一章为例,对如何进行“套餐式”探究活动,作说明。

课本内容安排∶第一节《透镜》,第二节《生活中的透镜》,第三节《探究凸透镜成像的规律》。课本在本章中安排了一节探究性实验课,探究凸透镜成像的规律,实验设计提供物距与焦距的关系:u>2f,2f>u>f,u

本人认为,课本对该实验设计的“探究”成分太少。如果要让学生学习、理解科学的本质,开放性的探究是不可缺少的一部分②。由于学生在生活中经常能通过照相机、电影等看到缩小或放大的像,但却很少深究成像的条件,因此,本实验的设计更应从像的特点入手,在寻获像的过程中,探究成像的条件,这样设计更符合学生想要探究的思维顺序。然而新的实验设计探究的难度较大,本人通过“套餐式”探究活动,让学生自我提供探究凸透镜成像规律的基础,使《探究凸透镜成像的规律》一课能顺利开展。以下是为探究凸透镜成像规律而进行的“套餐式”探究活动的安排和设计过程(实验以4人为一小组):

一、在《透镜》一节,增加“寻找太阳的像——凸透镜的焦点”探究活动。让学生正对着阳光寻找凸透镜的焦点,并测出焦距。学生对这个“亮极”的焦点很感兴趣,但要注意纠正测焦距时出现的技术错误:把焦点F到镜面最凸位的距离作为焦距f。

说明:通过这节课的探究活动,学生掌握了测量物体间距离的操作技巧,并有了让“凸透镜正对着物体”进行实验的体验,利于在第三节《探究凸透镜成像的规律》一课有较熟练和正确的操作。

二、在《生活中的透镜》一节,增加“寻找照相机效果”的探究活动。给学生一块凸透镜,一张白色硬纸皮,要求学生在较暗的课室内给站在课室外阳光下的两位同学照一张“不永恒的照片”(就是在白纸板上获得窗外景物的像)。学生找到纸板上动态的、倒立的同学的像后觉得极有趣,更为自己发现了复杂的照相机里的乾坤感到兴奋不已。

说明:这一探究活动让学生从感性上认识科学的内容,并在动手动脑的实际过程中,产生积极的探究情感体验。探究过程中窗外境物、透镜、白纸板三者距离和位置的调节,为下一节《探究凸透镜成像的规律》如何寻找蜡烛的像提供了大致的距离感,纸板上倒立的同学的像,为蜡烛成像提供了形象暗示。这些起铺垫作用的探究活动,给学生之后的规律探究提供准备,更提供了自信。

三、对《探究凸透镜成像的规律》一节,重新设计和安排更符合学生探究思维顺序的探究实验。

1.设计“烛焰的照相机效果和幻灯机效果”探究活动,要求学生找到烛焰的像。学生通过上一节的探究活动,对“照相”已有经验,很快在白纸板上获得了蜡烛倒立的像,动作干净利索,很有成就感,当发现自己获得的是缩小的像,而有的组却在白纸板上获得了放大的像,两组之间便互相“偷师”,寻找不同效果。

说明:由于之前的一些探究活动提供了探究的基础,使学生在本探究性实验课中有了一定的操作技能和探究水平,因此缩短了操作、探寻的时间,留有更多的时间进行观察、实践、思考。

2.学生探寻到缩小和放大的实像后,教师提出问题∶两次成像让你发现了什么?问得比较笼统,目的是让学生从多角度自主发现问题。结果得到了以下这些回答∶

(1)光屏接到的像是倒立的。

(2)缩小的像特别亮,轮廓特别清晰。

(3)放大的像比较暗淡,烛焰的位置较高,但光屏得到的像位置却较低。(也就是“像点与物点的连线不垂直于凸透镜两截面”,学生意识到了它与平面镜成像的区别)

(4)缩小的实像离凸透镜较近,放大的实像离凸透镜较远。

(5)烛焰离凸透镜较远时成缩小实像,烛焰离凸透镜较近时成放大实像。

(6)烛焰离凸透镜很近时光屏怎么移动也接不到像(当中有可能是u

说明∶对上一个探究活动,学生得到了期望出现的圆满结果,产生的成就感鼓励了学生从感性认识进入到本质的内在规律的探究,自主提出了有利于探究的问题,学生更乐于为自我发现的问题继续探究,使接下来“探究凸透镜成像的规律”时有实验可探索,有问题可思考,有平台可交流。

3.设计“探究凸透镜成像规律”的探究活动,根据学生们的发现,提出问题探究:

物体离凸透镜较远时,成缩小的实像,这个“远”在什么范围?

物体离凸透镜较近时,成放大的实像,这个“近”在什么范围?

物体离凸透镜足够近时,不能成实像,这个“足够近”在什么范围?

有了之前的探究基础,学生顺利完成了从成像到测量、记录的过程,我把多组学生的测量数据记录在电脑表格上,通过投影机提供给全班,寻找当中的规律(要强调学生所用凸透镜焦距f的大小,给学生思维暗示)。然而发现,“u>2f时,成缩小倒立的实像”这一规律的数据提供不足,几乎所有小组提供的数据都是u>3f,u>4f,为什么?

原来学生寻找缩小的实像时,为了看上去明显缩小,都刻意找缩小了好十几倍的实像,所以物距都超过了3f。于是我提出了一个新的问题探究∶在什么情况下可得到等大的实像?从什么时候开始,可得到缩小的实像?

学生又开始了实验探究,这一次,不但获得了书本要求的探究结果,有学生还得出以下实验结果∶

(1)物体从焦点出发,离凸透镜越来越远,得到的像越来越近,越来越小。

(2)物体在F位置是成实像或虚像的转折点,在2F位置是成放大或缩小实像的转折点。

说明:学生在探究过程中考虑不周全时,教师尽量不要代为“添加”,最好以“设计新的问题探究”这一方式,留给学生探索的空间,学生在获得知识的过程中能得到过去学习方式下不可能得到的结果——能力、方法和价值观的提升。

“探究性实验课”不能与“做实验”等同,过去的实验课多是结构性和验证性的,而开放式探究性实验课的内容和结果学生不能预先确定,它是不断开发和生成的,《探究凸透镜成像的规律》一课,如果之前没有设计一系列起准备作用的探究活动,给予学生一定的操作技能和积极的探究情感体验,就难以达到探究性实验课所要达到的效果——在探究过程中学习科学方法,理解科学内容,体会创新的愉悦。

实施套餐式探究活动,同时还要注重教学评价、教师角色定位和课后作业布置策略,我的具体做法是:

1.进行在线评价。这里所指的“在线评价”,是教师对学生在探究活动课上的探究结果给予即时评价。评价的方式和标准因探究内容而定,例如:要求学生展示实验中的关键操作;检查学生实验数据或结果;针对该实验提出问题要求学生回答等等。如该组学生能顺利完成,就在相应的实验方案旁打满分。各组的探究方法、能力存在差异,因而完成时间和完成质量不同,老师基本能在两个小组先、后完成的时间差内对先完成的小组进行在线评价。对未能顺利解决的小组,教师进行适当指导,或要求已顺利完成的小组成员给弱势小组提供帮助,这样处理也利于对课堂的控制,避免探究过程失控。对学生来说,老师的评价是对他“成果”的一种承认,因而评价给了学生积极探究的动力。学生每次举手等待老师来评分时那兴奋、自信、期待的表情,总令我慨叹科学探究的魅力。学生自我发现的“成果”不可能达到科学发现的水平,但只要是合理的,也应给予肯定,因为通过强调学生自主参与类似于科学探索活动,学生获得体验,可使其逐步形成喜欢提问,乐于探究,努力求知的心理倾向。

2.降低“讲授欲”。就是对自主探究活动的过程教师要减少语言分析,尽量从活动设计上给学生不着痕迹的引导。教师受过去教师讲学生听的灌输式教学模式影响,部分教师为自己引导学生探究时“讲得很清楚,学生听得很明白”而得意,事实上,学生“听明白了”跟“理解了”、“发现了”是不同的层次和效果。实验心理学家赤瑞特拉做过一个实验发现∶人们一般能记忆自己阅读内容的10%,自己听到内容的20%,自己听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说的内容的70%。这就是说既能听到,又能看到,再通过讨论交流,用自己的语言表达出来,知识的获取和保持效率将大大提高,如果能让学生再亲自操作实验,进行探究,则能取得更大效果。因此,自主探究活动要着重教师是教学设计者,学生为主要行为主体,“让学生有所领悟、有所发现”的教学设计比“让学生听得明白”的语言引导更重要。

3.增加“自主作业”。就是学生自行选购适合自己的一些物理课外书,每天自选内容和题量来做,并点出疑难问题,教师分层要求,适度评价。学生通过自主作业,对知识、技能进一步检验和充实,加深了对探究活动的领悟,逐渐形成科学思维。有自主作业的知识积累,学生能自行寻找新问题,与老师、同学探讨,大大提高了探究活动的教学效率。

探究性实验课的呈现方式不止一种,很多方式都有积极作用,视乎如何按照学生的特点、教师的个性去实施,视乎用什么态度去配合。“套餐式”探究活动,注重让学生自我感觉在原有基础上获得进步(不论大小),获得成功体验(不论多少),达到一种人性化的、真正意义的分层教学;注重为探究性实验的开发、生成作必要的铺垫,让学生掌握操作技巧,从而有时间关注探究过程,最后有能力获得结论,使研究性学习活动的教学目标达成度更高。

参考文献:

①②《物理课程标准解读》第一章第三节《中学生物理学习心理研究》。

注释:本文所讲的《探究凸透镜成像的规律》是义务教育课程标准实验教科书《物理》八年级上册第三章,人民教育出版社出版。

作者单位:佛山三中初中部