当前位置:首页>>教材培训>>学科培训>>高中物理>>课程教材研究>>课程研究

  摘要:新教材中普遍把原“验证性实验”改为了“探究式实验”,意味着要改变原已取得了教学成功的验证性实验教学模式,本文主要阐述从“验证”到“探究”的背景,分析两种实验教学模式的教育理念,对新高考备考的思考,并提出了探究式实验教学的一些建议。

 

  关键词:验证;探究;以生为本;新高考

 

  很多老师在使用新教材教学时都觉得不顺手,特别是实验教学部分,传统教材以教师先演示讲解,学生后验证巩固为实验教学的基本流程,而新教材则以学生探究学习为先,教师引导归纳讲解为后的实验教学方式。笔者做过调查,很多物理老师在实验教学中放弃了新教材的编排,采用旧体系中验证性实验教学方式,从而达到教学效率的“最大化”。验证性实验和探究性实验这两种不同的做法中,实验内容可能相似,但是按照两种不同的思路去设计,学生的心理活动不一样,得到的训练也不一样。那么在新课程实际教学中,选择“学生验证”,还是选择“学生探究”?哪个教学效果更佳?这是一个高中物理新课程实践中值得思考和解决的问题。

 

  一、“验证”与“探究”,是《教学大纲》和《新课程标准》教学目标、内容取向的差异

 

  验证性实验教学强调演示和证明科学内容的活动,注重探究的结果(事实、概念、理论),培养学生的实验操作能力,观察能力,分析、概括能力,并快速地获得知识,以利于开展应用练习。这是实现旧教学大纲中“培养学生初步的观察能力,初步的分析、概括能力和应用物理知识解决问题的能力” 教学目标的有效教学方式,因此在旧教材体系中大多数都是验证性实验(见表一)。

 

  探究性实验教学把实验看成“这是一个什么样的问题”,“什么样的实验能回答这个问题”,“如何实施这个实验”,“实验得到什么结论”,强调在探究过程中获得理解,科学知识和科学过程相统一。探究性实验教学既强调证明科学内容,又注重科学探究的过程,是实现新课标中的“学习一定的物理基础知识,养成良好的思维习惯,在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法”课程目标的有效途径,因此在新教材体系中大多数都探究式实验(见表一)。

 

  验证性实验教学更迅速地让学生理解实验的操作过程、实验结果等知识,符合教师的“教会学生”的教学心态,而且经历了《教学大纲》长期的实践,已成为了物理教师的教学习惯,因此较受老师们的喜爱。但验证性实验强调科学知识和科学过程分离,向学生传递了这样一种信息:了解一个发现和如何把一个发现的结果应用到一个确定的问题上比直接学习如何发现要重要得多。这种“拿来主义”某种程度上挫伤学生学习科学的兴趣,制约了学生的发散思维和创新能力。新的历史背景要求我们的建设者不单单会应用知识解决问题,更要学会应用自己的创造思维去发现新问题,而强调科学过程的探究性实验教学就是培养学生创新思维的最有效途径。我们无法阻止时代前进的步伐,从学会“验证”到学会“探究”的转变是实现从“中国制造”到“中国创造”历史需求,也正是新课改的历史背景。

 

表一:高中物理《教学大纲》教材与《新课程标准》教材部分实验比较

实验内容

教学大纲教材

新课程标准教材

自由落体运动

测定自由落体加速度

探究自由落体运动

力的平行四边形定则

验证的平行四边形定则

探究合力与分力的关系

牛顿第二定律

验证牛顿第二定律

探究物体运动与受力的关系

动能定理

不作实验要求

探究外力做功与物体动能变化的关系

 

  二、“验证”与“探究”,是“以师为本”和“以生为本”的两种课堂教育理念的选择

 

  “告诉──验证──应用”的验证性实验教学是偏重于为教师好教设计的“师本”课堂模式。教师通过简单演示、推导,或者经过教师精心设计的、学生按既定方向前进的“启发”后,得到公式、定理、结论,学生再在老师的安排下进行结论的验证实验,最后应用结论解决大量的实际问题。因为一切的教学活动都在老师的安排下进行,因此课堂相当流畅,丝丝入扣,高效地达到了让学生理解知识内容的目标。

 

  “猜想──探究──归纳──应用”探究性实验教学是偏重于以学生发展为本的“生本”课堂模式。学生通过猜想,激发了他们探究知识的欲望,通过探究活动,开拓了视野,而总结与归纳丰富了他们对知识的内涵的认识,提高了知识应用的能力。以生为本的探究性实验教学不仅为每一位同学提供了猜想的空间,为同学们的合作学习搭建了平台,更为有能力的同学掌握更多的知识与方法提供了条件。

 

  先讲解后验证的实验教学在教师的安排下减少了思维分歧,直达目的地,效率很高。但正是因为教师的“有效引导”严重制约了学生们喜爱探知自然,“异想天开”的天性,久而久之,学生形成了不爱思考,不懂思考,等待老师给结论的习惯,教学的效率越教越低。我们在教学中常会埋怨学生思维不灵活,不转弯,很难教,本质上就是我们以师者为本的教育结果。先探究后总结的实验教学在教师讲前充分发挥学生的天性,让他们去猜测、想象、实践,教师从众多的思维分叉中引导学生发现,分析,归纳,总结,形成科学的理论,这给老师的教学带来很大的挑战,但却给了学生一个最广阔的空间,学生通过自己的学习活动找到了发现问题,解决问题的方法与乐趣,并且给已有的方法指导下一次的探究学习,越学效率越高。

 

  学生的猜想是千差百异的,探究能力、认知能力也有不同,这对教师的课堂掌控能力,引导技巧都有更高的要求,很多老师担心,或者尝试过“探了”但“不知究竟”而放弃了探究式实验教学。学生真的有能力进行探究吗?这是很多老师对探究实验教学的质疑。笔者在《探究物体运动与受力关系》的教学实践中设计了这样一个探究的课题──《超重与失重的实验设计》,作为课题设计者,我也没有认真思考过可以设计哪些实验,但学生的设计方案让我大吃一惊,他通过观察生活中一个现象:把接通的手电筒竖直向上放置,接着把电筒的后盖旋松一点,直至小电珠刚刚熄灭,然后突然放手让电筒自由下落,手电筒里的电池由于完全失重,后盖弹簧向上弹起重新点亮小电珠。通过这个装置的反思,这位同学设计了“失重开关装置和电梯性能的改进项目”,创造了世界上第一台加速度控制安全装置的电梯,并申请了专利。而手电筒的实验也写进了粤教版《物理必修1》教材中。美国教育家彼得克莱恩说:“孩子们所拥有的潜力比目前的教育体制所能启发他们的多得多。你必须要从旁协助他们。”能不能把“验证”改为“探究”的根本原因不在于学生的潜力,而在于教育者是否能够放弃多年形成的“师本观”。

 

  孔子曰:“开而弗达,道而弗牵,强而弗抑”,以老师的无为造就学生的有为,这也是我们一直追求的教学境界吧。

 

  三、“验证”与“探究”,是对新高考方向的不同把握

 

  谈到教学方法,我们常会联系起高考,因为在实际教育评价中,高考始终是最重要评价指标。

 

  (一)新高考的变化

 

  随着新课程的实施,物理高考已发生很大变化,突出的表现有两个方面:

 

  其一,物理高考的形式和难度发生了基本性的改变。作为综合科的一部分,物理试题题量和难度均有较大的降低。

 

  其二,高考题更注重实践与应用,逐步增加了探究思想,探究过程的考察,特别是实验题,增加了实验的猜想,操作过程的设计与描述,结论的归纳总结等探究思维考察。

 

  (二)验证实验教学模式在新高考备考中遇到的困难

 

  采用验证实验教学模式,教师对每个教学环节做了周密的安排,教学紧凑,这为知识的应用解题提供了更多的课时保证。在高一高二基础年级教师就可以利用多出的课时进行习题题型的归纳与训练,到高三时教师再次把基础年级已做过的训练题重复演练一次,同时向更广度和深度的进行拓展,以利用考试中遇到熟悉的题型,从而提升高考成绩。这是偏重于向广度、深度、难度要质量的传统备考方向。在新高考备考中,这种教学方式遇到很大的问题:

 

  其一,在“高效”的课堂中进行的广度、深度、难度拓展在新高考面前更多是“低效”的“无用功”。基础年级与高三备考的重复演练扼杀了学生在基础年级对事物真理探究的兴趣,而高考中难题并不如期出现则浪费了师生大量的备考精力,备考的方向出现了较大的偏差。

 

  其二,注重过程分析的实验探究题是高考失分最严重的题目。多年高考统计表明,实验题失分是仅次于压轴题的题目,学生对实验目的的不理解,实验过程的不熟悉,实验结论不会归纳等这些都是没有参与探究的学生在思维上的缺陷。

 

  (三)探究式实验教学为更高效地进行新高考备考提供了的能力基础

 

  学生在基础年级进行探究实验学习,对新高考备考有着极大的推动作用,表现为:

 

  其一,探究式实验教学在基础年级重物理过程,物理概念的形成,打下了扎实的物理功底,在此基础上的高三复习总结与习题训练是有层次的教学规划,有利于激发,保持学生的学习兴趣,实现能力质的飞跃,而不单是知识广度与深度的拓展。

 

  其二,探究式实验教学是培养尖子生的最有效途径。尖子生的学习能力很强,甚至高于教师的思维能力,他们需要的不是重复的讲述,而是充足的思维空间。探究式实验给了尖子生发展思维能力的最佳环境,在探索知识过程他们学习的主体性得以充分的发挥,强烈的求知欲促使他们通过与教师交流,查阅资料等建立了更为丰富的知识体系和独立思维能力,面对新高考中不断改革创新的考题,这种能力是应对变化高考题的关键。这种教学模式在笔者多年的教学实践中得到了一定的证明,在2005年高考中,我班学生张之昊,谭志宏双双获广东省高考物理总分状元,在2006年高考中,我班学生赵嘉荣获物理单科广州市第一名等。

 

  四、新课程高中物理实验教学的建议

 

  不可否认,采用先讲授,后验证的验证性实验教学模式在学生能力较为薄弱阶段会取得较高的课堂效率。但无论从社会发展需要,学生自己成长需要,新高考备考要求等都要求我们教师要转变教学观念,更多地开展更利于学生创新能力发展的探究式的实验教学方式。如何避免“探”而“不知究竟”,实现“探究”实验教学的高效性,根据本人的实践,提几个不成熟的建议:

 

  (一)探究以学生自我学习为基础,必须要求学生有充分的预习。

 

  (二)教师根据自己学生的能力,制定合理的探究内容。从高一开学时的开放部分探究点到高二的开放全部内容、全部实验仪器,有层次、有计划地推进。

 

  (三)教师上好归纳总结课。教师要对学生探究过程中出现的问题做好总结分析,帮助同学们处理他们真实存在的困惑,并提炼探究的成果,同时进行知识的讲授。

 

  (四)把探究过程列为物理学习的最重要评价标准,增加学生的重视程度,提高探究的有效性。最简单的方式是把每一次的探究实验报告进行批改,展示,给予合理的评价等级,并作为模块学习评定的重要指标,有条件的甚至可以召开探究成果交流会等。

 

  几十年沉淀下来的验证性实验教学模式已经成为了实验教学的习惯。随着新课程、新高考的推进,探究式实验教学模式必定会成为师生都认同的新的教学经典。

 

  参考文献:

 

  [1]魏国栋,吕达. 普通高中新课程解析[M].北京:人民教育出版社,2004,5):172-248

 

  [2]李新乡,张德启,张军朋,王守江. 物理教学论[M].北京:科学出版社,2005, 1):12-73

 

  [3] 郭思乐. 教育直向生本[M].北京:人民教育出版社,2001,2):35-77

 

  [4] 李锦韬.用生本解放思想[J].人民教育,2009,15-16):11-12

 

  [5]广东省教育考试院.广东高考年报(2009[M].广州:广东高等教育出版社,2009,349-385

    
【上一篇】
【下一篇】