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文档简介

1、例谈物理探究式教学的实施过程俞晓明1 韩爱明2 何捷1(1南京师范大学物理科学与技术学院,南京,210097)(2江苏省常州市奔牛初级中学,常州,213131)Exemplification on the Implement of Physics Inquiring TeachingYu Xiaoming1 Han Aiming 2 He Jie1(1 School of Physical Science and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210097)(2Jiangsu Benniu Junior Middle School

2、, Changzhou 213131)摘 要:本文介绍了一个物理探究式教学的案例,旨在阐明探究式教学的思想与实施过程。关键字:探究式教学 纸制旋翼机 生长点一、引言全日制义务教育物理课程标准(实验稿)中明确指出:“课程总的目标是使学生经历基本的科学探究过程,具有初步的科学探究能力。”美国21世纪科学教育书系面向全体美国人的科学中也指出:“没有一个简单的一成不变的步骤可供科学家们遵循,没有一条道路可以担保正确地引导科学家获取知识。然而,科学的某些特性给予科学家的探究模式以显著的特征。尽管这些特征是职业科学家的工作所特有的,但是,每个人在科学地思考日常生活中的有趣事务时,都可以运用他们。”可见,开

3、展探究式教学、实施素质教育已经成为迫在眉睫的大事。到底探究式教学应该如何展开,在此过程中教师应该着重什么问题,这些问题在我国尚缺乏系统的、全面的研究,广大中学物理教师也知之甚少。本文想结合我们曾经开展的活动“对纸制旋翼机的探究”来谈谈探究式教学的施教过程。二、探究式教学的施教过程(师生对话式)(一)明确探究主题,制作探究教具教师:“今天我们的探究主题是纸制旋翼机(以下简称旋翼机)的研究。请大家按要求(图一)用剪刀剪一个旋翼机(图二)。”(学生动手制作旋翼机)(二)进行探究活动,观察探究现象教师:“让它们从高处下落,观察并记录你们看到的现象。”学生A:“我看到旋翼机一边下落,一边旋转。”学生B(

4、同组实验者):“而且,从上往下看是顺时针方向旋转的。”教师:“就这些吗?有没有其他发现?其他组是不是也和他们组的实验现象一样呢?”学生C:“老师,我们的纸制旋翼机是顺时针旋转的呀。”学生D:“老师,他们小组用的是报纸,我们组用的是牛皮纸,我们的旋翼机明显地下落得快,旋转得也快。”(两组做了一次对比)(三)针对产生原因,提出合理假设教师:“从这些现象中你们能够提出什么样的问题呢?”学生M:“老师,为什么有的旋翼机是顺时针旋转,有的是逆时针呢?会不会与地球的自转有关呢?在南半球是否与在北半球的实验结果相反呢?”学生N:“老师,我认为旋翼机在下落过程中,旋转的方向是随机的,旋转的方向取决于开始下落时

5、刻环境的微小扰动,对吗?”(四)再次进行探究,证实证伪假设教师:“请旋翼机旋转方向相反的两个小组各派一位代表上来演示一下。”(演示过程)教师:“比较一下你们的旋翼机,看看有什么不同。”学生P恍然大悟地说:“我懂了。我们两个旋翼机之所以旋转方向不同,是因为我们两个旋翼机机翼的折叠方向不同(图三)。”教师:“你们分别改变一下你们旋翼机机翼的折叠方向,再做一次实验,看看有没有什么变化。”(实验发现:原来顺时针旋转的旋翼机现在逆时针方向旋转;原来逆时针旋转的旋翼机现在顺时针方向旋转)教师:“这似乎给了我们什么启发?”学生Q:“以我的右手方向为X轴正半轴,以我的正前方为Y轴正半轴。如果旋翼机两翼在第一、

6、三象限内,当旋翼机下落时,从上往下看,旋翼机逆时针旋转;如果旋翼机两翼在第二、四象限内,当旋翼机下落时,旋翼机就会顺时针旋转。因此,我认为,旋翼机旋转的方向仅与机翼的折叠方向有关,与地球的自转无关。”学生W:“我同意他的看法,我把旋翼机倒过来,用细线栓着并且往上拉(图四)。发现,如果此时从下往上看,它的旋转方向仍然不变,这充分说明旋翼机旋转的方向与地球的自转无关。”教师:“这位同学观察得很仔细,思考得很深入,概括得也很准确。现在,再给大家三十分钟的时间,请大家继续探究这一活动,在探究过程中,每一小组必须提出一个你们认为最有兴趣、最有探究价值的问题,并尝试着给出你们的初步结论。”(学生激情高涨,

7、纷纷进行探究)教师:“好,现在谈谈你们的想法。”学生A:“我们第一小组认为,旋翼机下落的速度、旋转的快慢与机翼的大小、形状有关。我们一共做了三个对比旋翼机(图五)。第一个旋翼机不做任何改动,第二个旋翼机机翼被剪短,第三个旋翼机机翼上被剪去两个洞。实验表明:旋翼机机翼有效面积大,旋翼机下落得慢,并且旋转得也慢;旋翼机机翼有效面积小,旋翼机下落得就快,并且旋转得也快。”学生M:“我们第五小组认为,旋翼机下落过程中旋转的原因是因为它受到气流的作用。当它下落时,由于两翼在第一、三象限内,所以气流只能够从第二、四象限内上升,从而会对旋翼机有一个逆时针方向的推动力。反过来,当它下落时,由于两翼在第二、四象

8、限内,所以气流只能够从第一、三象限内上升,从而会对旋翼机有一个顺时针方向的推动力。这就是旋翼机在下落过程中为什么会旋转的根本原因。”(五)总结探究结论,内化探究结果探究式教学的目的是探究式教学的出发点和归宿。本次探究活动历时三个小时,大家积极思考,勤于动手、动脑,大胆提出各种合理的假设,勇于表达自己的看法,攻克了一个又一个难关,达成了几点共识,体验了科学探究的经历,达到了开设探究教学的目的。三、转变教育观念,实施探究式教学探究式教学全面开展是一项艰巨的工程,如何更好地实施探究式教学我们认为关键是要转变教师的教育观念。(一) 教案是动态的,教材是资源,教师是教材的处理者 教材中有很多课题值得探究

9、,教师应该根据探究课题的价值把握探究的度。对每一个要求学生探究的课题教师应该进行深入、彻底的研究,全面考虑学生在探究过程中可能会出现的情形、提出的疑问。此外,对学生提出的有益问题不能够以“我们以后会学到”而挡过去,与其下次刻意地导入新课,不如将计就计,顺应学生自身的求知需要,及时调整教学计划,发现学生身上的生长点。(二) 让更多问题的提出来自于学生而不是教师建构主义认为,学生是学习的主体,是自己意义的建构者,教师只是指导者。教师应该给学生更多提出问题的机会而不是提出问题给学生去思考,应该走“问题来源于学生学生来解决问题学生教师发现新问题”的道路。不是教师要给学生什么,而是学生需要教师给他们什么。(三) 重视探究过程,淡化探究结论 通过师生合作完成了某些探究课题,得出一些新的结论,这固然可喜,但重要的并不是记住这些结论,而是体验探究的过程,掌握探究的方法。本探究课题要求学生在探究过程中能够分析出影响结果的可能因素,学会应用控制变量法设计实验,对实验结果进行分析、讨论,从中发现有用的信息。(四) 适当开启窗口,给学有余力的学生以发展

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