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關鍵詞科學方法 教學方法 科學教學方法
1 研究意義
在科學教學中,將科學方法融入科學教學中,能夠使學生獲得科學知識及科學方法。但科學方法都有其特定的對象及適用范圍,這也就決定了其本身的局限性,比如歸納方法,由于人們一般是根據對事物現象的歸納來獲得結論,所以它缺乏內在的必然性,同時不能保證一定獲得真理;比如演繹方法,首先它只適合于已有理論的證明和推演,而不能導致新的科學發現,其次因為演繹方法的正確性取決于前提的正確性,所以它不能保證其結論的正確性;比如觀察,觀察只能直接發現對象的現象,而不能直接發現對象的本質,不能直接觀察到所研究的對象,某些現象能直接觀察到,某些現象不能直接觀察到而只能間接觀察到,觀察只能直接觀察到具體特殊事物的性質和特點,而不能直接觀察到事物普遍的共性;再如實驗,誠然重要,但并非所有領域都可以進行,實驗不能代替理論研究,它總是特殊的,特殊的實驗結果與普遍的結論之間總是有距離。
小學科學課堂中,恰恰存在許多此類問題:一些科學教師不了解科學方法的局限性,某種程度上夸大或者淡化了科學方法的作用。①一方面,教師在教學過程中,由于自身對科學方法的內涵認識模糊,所以在使用科學方法進行教學的過程中,無法向學生清晰介定科學方法使用的領域和對象,存在將科學方法的使用范圍擴大、僵化地刻意遵守等問題;另一方面,又存在一些在教學過程中淡化科學方法的問題,過度求新、過分注重細節而忽略了課程內容里所隱含的科學方法。
所以,厘清科學方法和科學教學方法的區別和聯系,正確理解兩者的關系,從而在科學課堂里融入科學方法進行教學,對于學生獲得科學知識和學習科學方法,形成正確的科學觀,感受科學的價值和精神,都具有較大的指導及促進意義。
2 科學方法與科學教學方法
2.1 科學方法及分類
人們通常把達到目的的途徑(手段)稱為方法。科學認識活動的目的是要探索客觀世界的普遍規律和因果性,對被觀察到的事實即形形的事物現象作出理論解釋,以此對客觀世界的復雜圖景做出精確地深刻的描繪。科學方法就是人們為實現達到認識客觀世界這一基本目的而采用的手段和途徑。科學研究的方法包括基本邏輯方法和一般技術方法。②
所謂基本邏輯方法,就是基本的思維規律和思維方法。在科學技術研究中,人們會運用到各種各樣的思維方法,其中有些方法是在任何場合任何時間都要用到的,而另一些則只是在某些特殊的場合和時間才用到,前者就是基本邏輯方法,包括比較與分類、演繹和歸納、分析和綜合等。
比較與分類是認識和研究事物的兩種最基本的邏輯方法。比較就是在不同事物之間或在同類事物之間找出它們的差一點和共同點的邏輯方法。分類是在比較基礎上根據一定的標準對各種事物進行類別劃分的邏輯方法,即根據對象的共同點和差異點,將對象區分為不同種類的邏輯方法。歸納和演繹是在科學技術研究中最常用的一對邏輯思維方法。歸納方法是指從個別事物的現象的研究中概括出一般原理或結論的邏輯思維。這種方法主要由推理前提和結論兩部分組成。演繹方法是從一半到個別的推理方法,即用已知的一般原理考察某一特殊的對象,推演出有關對這個對象的結論的方法。分析是把一個完整的對象分解為不同的方面和部分,把負責的對象分解為各個簡單的要素,并把這些部分或要素分別進行研究和認識的一種思維方法。綜合方法就是尋求研究對象的各個部分、側面、因素的內在聯系,把對象的各個部分聯系起來作為一個整體加以研究的思維方法。此外,還有數學方法、控制論方法、信息方法、系統方法等,有的學者認為想象、直覺、靈感也是理論思維方法的較特殊的形式。③
科學技術與其他學科的一個重要區別就在于它不僅要運用各種邏輯思維方法進行研究,而且它還常常使用各種技術方法進行研究。技術方法就是運用某種技術和設備手段進行研究的方法。主要包括觀察和實驗兩種。
觀察就是通過感官接受外界各種刺激,再經過大腦處理,形成對外界的感受,科學觀察一般是指人們在科學研究中有目的、有意識地對事物和現象進行感知、描述和記載的方法。廣義的觀察包括自然觀察和實驗觀察,狹義的觀察僅指自然觀察。自然觀察是在現象自然發生的條件下進行的,是人類運用的最早的一種觀察,根據不同的標準將觀察分類:(1)根據所用觀察工具不同將觀察分為直接觀察和間接觀察兩種類型。直接觀察是通過感官直接觀察對象,間接觀察則是借助于一定的一起對對象所進行的觀察;(2)根據觀察結果性質將觀察分為定性觀察和定量觀察兩種。定性觀察即確認研究對象是什么或什么性質的觀察,定量觀察則是確定該事物或現象的大小、速度、強度、時間長度等數量性質的觀察,又叫測量或觀測;(3)根據觀察的條件將觀察分為非受控觀察和受控觀察,非受控觀察是在不影響觀察對象的條件下所進行的觀察,受控觀察是在對觀察對象施加某種影響的條件下所進行的觀察。科學實驗師在某種科學理論的指導下所進行的運用技術手段來展現某個對象,或推進研究對象的進程,或改變、控制其某些因素而使對象展現某些過程的活動。實驗的目的有二,其一是探索和發現新現象或新規律;其二是檢驗已有知識或理論的正確性。實驗由實驗者、實驗對象、實驗儀器三者組成。
2.2 科學教學方法
教學方法包括科學方法,這里首先對教學方法進行論述。
2.2.1 教學方法
在當今教育理論界以及各種教育學和教學論著作中,人們對教學方法的認識不盡統一,給教學方法所下定義也各不相同。我們認為,教學方法是指在教學過程中,教師指導學生學習以達到教學目的而采取的教與學相互作用的活動方式的總稱。④
2.2.2 教學方法的分類
教學方法根據分類依據的不同,可以有多種分類方式。有的學者將教學方法分為: 前蘇聯著名教育家巴班斯基將教學作為一個活動過程來認識,⑤他們將活動區分出三個最重要成分:組織作用的,激發的和檢查評定的。由此,從整體和組織性的觀點看活動,就要求有三大組的教學方法:實施學習認識活動的方法(由此而保證通過個性的中介而進行的教學信息的過程);激發學習認識活動和形成學習動機的方法(由此而保證調整學習活動的最重要職能。促進其認識的、意志的和情緒的積極化);檢查和自我檢查學習認識活動的效果的方法(由此,師生得以在教學進程中實現檢查和自我檢查的職能),其下還有相應的亞組:
第一組方法:組織和實施學習認識活動的方法。
第一亞組:按傳遞和接受教學信息來源分類(感知的方法):口敘法(敘述、談話、演講);直觀法(圖示、演示);實際操作法(試驗、練習);教學生產勞動。
第二亞組:按傳遞和接受教學信息的邏輯分(邏輯的方法分):歸納法、演繹法、分析綜合等方法。
第三亞組:按學生在掌握知識時思維的獨立性程度(求知的方法):再現法、探索法(局部探索法、研究法)。
第四亞組:按控制學習活動的程度分(控制學習的方法):教師指導下的學習活動,包括試驗教學機器在內;學生的獨立工作(讀書作業、書面作業、實驗室作業、完成勞動作業)。
第二組方法:激發學習和形成學習動機的方法。
第一亞組:激發學習興趣的方法:認識性游戲、教學討論、創設道德情緒體驗的情境、創設引人入勝的情境、創設統覺的情境(依靠生活經驗)、創設認識新奇的情境。
第二亞組:激發學習義務和責任感的方法:說明學習的意義、提出要求、完成要求的聯系、學習上的獎勵、對學習缺陷的責備。
第三組方法:教學中的檢查和自我檢查的方法。
第一亞組:口頭檢查的方法:個別提問、面向全班提問的口頭考試、學習上的獎勵、程序性提問。
第二亞組:書面檢查的方法:書面測驗、測試作業、書面考察、書面考試、程序性的書面作業。
第三亞組:實驗室-實際操作檢查的方法、實驗室測驗作業、機器測驗。
2.2.3 科學教學方法與科學方法的比較
科學教學方法是教師和學生為了實現共同的科學教學目標,完成共同的科學教學任務,在科學教學過程中運用的方式與手段的總稱。⑥以上所介紹的教學方法在科學教學中均可使用,由于科學課的特殊性,活動部分使用較多,所以在課堂教學中主要用到第一組方法,我們通過表1將科學教學方法與科學方法進行比較。
通過對比,我們可以看出科學教學方法包括科學方法,雖然有同樣的方法,不過兩者略有區別。在使用歸納方法方面,科學研究中,將歸納法分為完全歸納和不完全歸納法,穆勒將歸納法分為求同法、求異法、同異聯合法、共變法和剩余法,在科學教學中,主要用到的歸納方法類型是不完全歸納法中的簡單枚舉法,以及穆勒五法之中的求同法、求異法、同異聯合法、共變法;在使用觀察方法方面,科學教學使用的觀察工具較科學研究所使用的要少和簡單,觀察的對象也有不同;在實驗法的使用上,實驗者、使用的儀器、對象都有不同,在使用目的上,科學教學上使用實驗法主要有第二種目的:檢驗已有知識或理論的正確性。
通過以上分析,可以將科學教學方法定義為師生為了實現科學教學目標,完成共同的科學教學任務,引用科學方法并與普遍的教學方法相結合,形成合理的科學教學策略,在科學教學過程中的程序化但不失靈活的方式或手段。
3 科學方法與科學教學方法的比較及啟示
3.1 科學方法與科學教學方法的比較
(1)從與科學教育的關系來看。科學教育的內容包括科學知識、科學方法、科學精神、科學態度和科學價值,科學方法是科學教育的重要內容,⑦科學教學方法是達成科學教育的途徑。(2)從兩者的具體分類來看,科學教學方法包括科學方法。從科學方法和科學教學方法的具體分類來看,科學教學方法包括科學方法(如圖1)。幾乎所有科學方法都可以被引用到科學課堂中作為科學教學方法。
3.2 啟示
科學方法在科學課堂中的作用主要有二:一是引用科學方法進行教學,獲得科學知識;二是對科學方法本身進行學習,可以促進學生進行遷移,作為更新科學知識的途徑,同時也可以為未來的科學研究打基礎,同時也可以培養學生形成良好的思維習慣、嚴謹的思維方式,更好地適應未來的社會生活。
教師有必要對科學方法有清晰的了解,清楚各種教學所用的科學方法的內涵及外延,如“穆勒五法”:求同法、求異法、同異聯合法、共變法和剩余法,如果教師詳細了解這五種方法,就會發現在科學課上,這“五法”中用的較多地主要有求同法、求異法、求同求異并用法、共變法,而剩余法則用的較少。如此,就能在科學教學過程中把握好教學的度,既不會盲目強化也不會無意中淡化科學方法,使學生能在科學探索的過程中學習科學知識,掌握科學方法。
注釋
①吳俊明.對科學方法和科學方法教育的再認識—祝賀《化學教育》30 周年刊慶[J].化學教育,2010(2).
②楊玉輝.現代科學技術哲學[M].北京:人民出版社,2010(5).
③張巨青.科學研究的藝術—科學方法導論[M].湖北:湖北人民出版社,1988.
④河南省教師資格管理辦公室組織編寫.教學方法概論[M].河南:河南大學出版社,2003.
⑤巴班斯基著.中學教學方法的選擇[M].張定璋,高文,譯.北京:教育科學出版社,2001.
1.千方百計調動興趣,找到學習素描的切入點
興趣是最好的老師。在素描訓練過程中,構圖、形體、結構、明暗、質感、空間感等是這門課的主要訓練內容。素描這門課課時較長,易枯燥,需要長期的反復訓練。但素描需要自己的人真情實感的投入,只有真誠的熱愛,才能觸摸到藝術的靈魂進而迸發智慧的光芒。那么如何調動自己的學習興趣呢?首先,欣賞優秀作品,特別是西方文藝復興以來各種優秀素描作品的賞析。在欣賞的過程中,悟透藝術精髓-優秀的素描作品看起來簡單,但是卻作為經典流傳的根本所在,從而加深自己對素描的認識:
藝術大家的素描往往是為創作服務的,在生活中有了認識,隨之即興一勾,看起來雖簡單,實質是靈感火花的捕捉。拉裴爾見到一個認為很能代表圣母形象的青年婦女,恰巧手邊又沒有紙,就將其畫在了一塊薄煎餅上。他的圣母作品之所以傳神,正是對生活的真正熱愛與細心觀察、勤奮實踐的結果。素描藝術作為一門獨立的畫科,體現了畫家不同的修養、氣質。欣賞不同時期、不同畫家的作品,沒有千人一面的現象,好的素描作品都有獨特的個性風格。達。芬奇的縝密細致,拉裴爾的優雅抒情,米開朗基羅的強悍以及強烈的生命張力,魯本斯的性感,安格爾的含蓄、簡潔及質感的表現,凡。高澎湃的激情,畢加索旺盛的創造性等等。這些個性鮮明畫家的素描作品,一方面體現了他們的精神風貌,另一方面也展現了素描藝術所特有的魅力。通過欣賞經典,產生了濃厚的興趣,幾乎要躍欲試。其次,虛心向老師學習,看老師的作品,從而產生興趣,與此同時,對自己要高要求,要對藝術具有忘我的熱情和不斷探索的精神,這一點特別重要。心中要有一個至高的標準,這標準不是限制素描紙的大小、筆的種類,而是修養出的純正素質。較好的水平和能力,能在自己的作品中體現出來,這更能激發自己的素描興趣。
2.多種方法并舉,加強科學性
素描因素分析法。在素描訓練中遇到的各種因素形體、結構、透視、空間、色調、明暗等基本概念逐一要進行認真把握,進一步認識到各種因素間相互聯系和所處的主次地位。如形體、結構等是物體內部最重要的方面,內在的結構形成了外在的形,形體與結構是不可分割的,是學習造型的關鍵,而色調、明暗等因素在我們觀察物體時是生動的、豐富的,都是人憑直觀感覺它們在光的作用下,起到增強形體感、質感和空間感的作用。從而在思維上明確建立諸因素的基本概念,理解它們之間的相互關系,使之具備思維上的概括能力。
移位、組合學習法。如改變光源的方向、物體的轉向與移位、平面切割、觸摸物體等,對物象作全方位的觀察、剖析,從中獲取直觀感受,以開拓原有的思維空間,達到對物象由表及里的全方位的觀察和理解。物體移位、組合教學法是打破傳統素描訓練方法的新的手段。傳統的方法是擺好實物的寫生,有著或多或少的被動因素。教學中,我們采用隨意布置的一組石膏幾何模型靜物,要求學生在想象中對它們進行重新移位組合,運用構圖的形式規律,表達出一定的藝術情趣。在具體作畫中,有時只能憑借眼前的實物獲取一定的藝術信息,在沉思默想中形成有結構的意向,即創作構成有意識的主體空間。可以根據思維中形成的有結構的意象,運用具體的方法進行表現,在線條的使用和明暗色調的設計上具有鮮明的個性和強烈的情感。在這種具有藝術情趣的體驗中,能更好地保持學習素描的興趣。
3.虛心求教,感悟精髓,加強訓練
一張畫是反映作者作畫時思維活動的過程、心理活動的過程、道德認識的提高過程。緊扣這些過程的每個環節,是學好繪畫的關鍵。在作畫的訓練中,經常不自覺地用自己固有的思維方法學習,錯誤、混亂地表現對象,并麻木地進行下去,這一惡性循環的癥狀在哪里呢?其根本原因,就是對對象沒有整體深入的認識、理解及全面的分析與把握。沒有對感受到的第一印象進行追蹤和提煉。而只憑臆造,概念、機械地表現對象。對此問題,要虛心向老師學習,糾正、修改畫面的方法。由表及里地去正確把握自己的思維方法。比如:當發現形不準時,科研向老師求教,談談作畫時怎么想、怎么看和怎么畫,回顧作畫過程中的每一個思維環節,針對問題出現的原因,建立起正確的認識方法,以便老師給予相應的微觀指導,從而學會運用正確的方式去學習,這樣就會少犯或不犯類似的錯誤。
4.構建科學的評價方法檢驗自己的成果
一、調整教材的編排體系 突出知識專題的講練
教學活動是一項系統工程,它是由教材、教師、學生三元素組成的。其中,教材是向學生傳授知識的藍本,它限定了知識的范圍,控制了教學的標高,是教學大綱的具體體現。實踐證明,脫離教材的教學,在很大程度上是盲目的。但教師完全照本宣科,即使學生把課本背得滾瓜爛熟,也無法適應培育人才的需要。因此,教師的重要作用是吃透教材的知識結構,合理地組編知識專題進行教學。
1.按知識的有序性調整章節順序。
2.按知識的網絡性組編知識專題。
二、根據學生的認識規律 加強思維能力的培養
思維是人們獲得理性知識的主要心理過程,是化學能力結構的核心。在教學過程中,結合化學材料,使學生在感性認識中形成感覺、知覺和觀念,進而通過理性認識形成概念、定律和學說,這些都離不開科學思維的培養和鍛煉。如何結合中學生的年齡特點和認識規律,培養和發展學生的思維能力呢?
1.克服思維定勢,培養學生的發散思維能力。
2.通過一題多變,培養學生的逆向思維能力。
三、挖掘知識的內在規律 注重學習方法的指導
在科學技術成為第一生產力的當今世界,不論是發達國家還是發展中國家,推進教育現代化的普遍舉措就是加強和更新基礎教育學校的科學課程.各國科學課程改革的共同特點是:科學教育的內容在更新,課程的結構在調整,教學的方式在轉變,科學方法教育已經引起高度的關注.
美國提出物理課程改革既要傳授科學基礎知識,又要培養科學探索精神和科學的價值觀,掌握科學方法,具備科學素養;英國提倡物理教育應重視觀察、量度、描述、探究、預測、實驗和解釋等科學過程和方法;日本要求物理課程在重視科學基本概念的同時培養科學的觀點和思維方法;法國特別突出強調使學生獲得有關科學活動的方法以及與之相對應的素養.各國課程的改革除了強調基礎教育必須培養學生科學知識、能力和價值外,最為突出的特點是把科學方法教育作為一個獨特的領域融入課程,科學方法教育已經成為世界性教育改革的共同趨向.
我們國家的近代科學教育起源于西方,雖然近百年來我們一直在向西方學習,但科學方法教育的內容陳舊和教學方式方法不當的問題始終沒有解決.不但科學方法教育落后已經成為我們科學教育的明顯弱勢和弊端,而且國民科學素養差(據中國科協的一項調查,我國具有基本科學素質的公民比例不到3%)和科技人才缺乏也是一個基本事實,更為令人擔心的是迄今為止,我們仍然缺乏對少年兒童進行科學教育的迫切需要和良好環境.中新網報道,某市場策劃公司對某市中學生抽樣調查的結果顯示, 59.3%的中學生把影視歌星作為自己的偶像,22.2%的中學生選擇了體育明星,崇拜科學家的與崇拜卡通明星的一樣都占18.5%,與上一代人相比,科學家在青少年心目中的地位下降了許多;《中國青年報》報道,某市少年宮設有文藝類、體育類、外語類和科技類等各種興趣班,五六年中每年有8000多人上課,參加科技班的學生只有10幾個人;近30年來,我國各地修建的公園、廟宇和游樂場處處皆是,但卻很少新建科技館,即使是經濟文化比較發達繁榮的大中城市科技館也很少,科技館很少有人問津.而據《科技日報》報道,在美國動手型的科技館就有300多家,每年參觀的觀眾多達1.35億人次,比觀看各種體育比賽的觀眾總數還要多.就我國科學教育的現狀看,加強公民科學方法教育迫在眉睫.
本世紀初,我國頒布了《科學技術普及法》,其中明確地提出了科學普及的內容是“普及科學技術知識、倡導科學方法、傳播科學思想、弘揚科學精神”.為了實施科普法,中國科協還制訂了全民科學素養行動的“2049計劃”.現在實施的《義務教育物理課程標準》也把科學方法教育列為物理課程改革的三維目標之一,《義務教育物理課程標準》還就科學方法教育的要求作了十分清晰準確的論述:“讓學生經歷科學探究過程,學習科學研究方法,培養其探索精神、實踐能力以及創新意識”;“義務教育階段物理課程的總目標是提高學生的科學素養,讓學生學習終身發展必需的物理基礎知識和方法,養成良好的思維習慣,在分析問題、解決問題或作決定時,能嘗試運用科學知識和科學研究方法”;“學習物理學家在科學探索中的研究方法,并能在解決問題中嘗試應用科學研究方法”.在義務教育物理課程中強調科學方法教育,旨在加強對學生科學方法的教育,提高學生的科學素養.
2概念的界定及其教育目標
縱觀物理學研究和發展,其成果主要表現在如下三個方面:科學理論成果、技術方法成果、思想方法成果.相應的物理學主要有三個社會功能:認識世界功能、改變世界功能和科學育人功能.19世紀以前,人們只發現了物理學在認識世界方面的功能.19世紀后,人們開始逐漸認識到物理學具有改變世界的功能,這是因為物理學推動了兩次工業革命.20世紀以來,人類社會發生了電子技術、核能技術、半導體技術、激光技術、信息技術、生物技術、納米技術等一系列重大革命.而其中每一項重大科技革命都是現代物理學的理論和方法的應用.現在人們普遍認識到,物理學在培養科學素養和方法方面具有強大功能,是其他學科不可替代的.
物理科學方法就是研究物理現象、描述物理現象、建立物理概念、實施物理實驗、總結物理規律、檢驗物理規律時所用的各種手段與方法.中學物理中涉及到的科學方法有很多,概括起來可分為三類,即物理方法、邏輯方法、非邏輯方法.物理方法包括:觀察法、實驗法、模型法、理想化法、等效法、“問題――猜想――實驗――理論”科學探究法等.邏輯方法包括:比較、分類、類比、分析、綜合、抽象、概括、歸納、演繹等方法.非邏輯方法的理性思維如直覺、想象的研究方法.在物理課堂教學中實施物理科學方法教育,就是讓學生在觀察物理現象、形成物理概念、掌握物理規律、進行物理實驗的過程中能夠再認識或回憶起科學方法名稱或其應用實例.學生能夠說明學過的物理科學方法的基本含義,以及應用這種方法的基本步驟.學生能夠根據提供的新情景,運用所學的物理科學方法進行分析與研究后得出結論,或者運用所學的物理科學方法解決問題,從而達到培養學生思維能力和科學素養的目的.
3實施科學方法教育的原則和策略
3.1挖掘教材中蘊含的科學方法,實現科學內容和科學方法教育的無縫鏈接
毫無疑問,物理現象的觀察、物理概念的形成、物理規律的得出,是構成物理教材的主體,而科學內容和科學方法又是十分緊密的聯系在一起的,科學方法常隱含在物理學知識點的建立、擴展與引申中,知識點以及知識點之間的鏈接處一定存在方法論的因素.從這個意義上說,科學內容應該包含科學方法,但由于科學方法教育還處在啟蒙階段,教材對科學方法的表述還沒有顯性化,所以把科學方法單獨從科學內容中抽列出來,分析教材中的方法論因素,以物理學史資料為線索,對比物理學發展中的研究方法,分析、挖掘教材中是用什么方法描述物理現象、研究物理現象的,研究如何建立物理概念,探討、總結并檢驗物理規律.這對我們實施科學方法教育具有很大的積極意義,也是進行科學方法教育的第一要務,只有梳理挖掘出教材中的科學方法,科學方法教育才有針對性.充分挖掘出教材中蘊含的科學方法,結合科學內容的學習、實施科學方法教育是最基本的也是最行之有效的方法策略.
例如,進行“速度”教學時,教材雖然沒有明確提出“比值定義法”.但速度的陳述“物體運動的路程和通過這段路程所用時間的比值”卻隱含了“比值定義法”.教學時,應該在認識描敘物體運動快慢的兩種方法(相同時間比較路程或相同路程比較時間)后,不失時機地提出“比值定義法”,這樣學生理解科學方法就貼切順暢,如果脫離教材而空談方法,為方法教育而進行方法教育就會成為“無源之水”.
3.2在科學探究中強化科學方法教育
科學探究既是學生的學習目標,又是重要的學習方式.更是進行科學方法教育的重要途徑.《義務教育物理課程標準》將科學探究列入“內容標準”,把科學探究和科學內容放在同等地位,旨在讓學生經歷與科學工作者進行相似的探究過程,主動獲取物理知識與技能,領悟科學探究方法,發展科學探究能力,體驗科學探究的樂趣,培養實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神. 科學探究的形式是多種多樣的,其7個要素為:提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、表達與交流.科學探究的這些要素涵蓋了眾多的邏輯和非邏輯的科學方法,進行科學探究的過程,就是實施科學方法教育的過程.科學探究“是一個更加難以捉摸和費心、費力的過程,而不是一個質樸的概念,需做大量細致的觀察,然后進行整理,它比課標中作為‘科學的方法’所介紹的教條性的要素靈活得多;它不僅僅是‘做做實驗’,不僅限于實驗室,在科學探索中實施科學方法教育比許多人能認識到的要多得多”.科學方法教育必須突出科學探究,強調做中學,讓學生親自操作實驗、動手動腦,主動參與學習,體驗和感悟科學探究的過程和方法,實現學習方式的轉變,逐步養成敢于質疑、善于交流,樂于合作,勇于實踐的科學習慣和態度.
例如,進行“牛頓第一定律”教學時,教材介紹了亞里士多德的觀點,介紹了伽利略的理想實驗和理想實驗的思維方法,教師應放手讓學生自主探究,領略它的思維和方法,使學生對研究物理學的“實驗事實――提出假說――實驗檢驗”這一基本方法有初步的了解,通過分析、概括、推理,使學生逐步認識到:物理學的發展是以觀察、實驗為基礎,提出假說,經過科學抽象,運用數學工具,概括總結出規律,形成理論,再經過實驗的檢驗,循環往復,使之不斷豐富、深入和完善.
3.3隱性教育與顯性教育相結合的原則
針對初中學生的年齡特點、認知水平和科學內容中蘊含的科學方法的不同,在確定物理方法教學目標時,必須考慮學生的實際水平.初中生剛學習物理,一般只要知道物理知識和物理方法之間的簡單對應關系,將知識和方法聯系起來,將物理方法穿插到物理知識中,潛移默化地實施科學方法,對于科學方法教育起步階段是一個不錯的策略,切不可片面地追求物理方法教育,把各種科學思維方法傳授給學生.但是強調讓學生在學習的過程中受到科學方法潛移默化的熏陶,絕不是否定科學方法的顯性化處理.根據學生的可接收程度,明確地提出科學方法,顯性教育與隱性教育相結合,也是我們必須重視的一個教學策略.
例如,講“摩擦力”一節時用到控制變量的思想方法.控制變量的思想方法在后續的科學內容的學習時要經常用到.這里教師完全可以明確提出控制變量的方法,并詳細介紹控制變量思想方法的含義,為學生的后續學習提供必要的方法支撐.
3.4重視評價導向功能,引領科學方法教育
由于眾所周知的原因,考試在現行評價制度上還將長期存在,其“指揮棒”的作用對教育教學的引領作用還是巨大的.從近幾年各地的實踐經驗看,加強考試命題改革,注重科學方法的考查,無疑是推進科學方法教育最為有力的手段.但科學方法的命題要“軟著陸”,要積極穩妥,循序漸進,不能急于求成.
例1一個瓶子里有不多的水,烏鴉喝不到水.聰明的烏鴉就銜了很多的小石子填到瓶子里,水面上升了,烏鴉喝到了水.請你想一想,在你學習過的物理演示實驗和學生實驗里,實驗的操作過程中運用了類似于烏鴉喝水的方法?
此題是一道填空題,試題的本意是考查“等效轉化”,但試題本身對“等效轉化”卻沒有涉及,但很好了完成了“等效轉化”的考查.
改革是時代賦予我們的責任,但改革不能像睡覺翻身一樣簡單,一會向上,一會向下,大起大落.試題要體現“穩中求變,變中求新”的原則.“穩”在試題上體現的是:采用教師和學生比較熟悉的經典題型,不過分追求“與眾不同”,堅持以傳統的題型考查科學方法 .但改革還要堅持一個“變”字,穩是基礎,變是策略,要本著“不打棍子,不扣帽子”的原則,大膽嘗試積極探索直接考查科學方法的命題思路,試題內容變知識立意為方法能力立意,把考查的重點落實在方法和能力上.
例2“曹沖稱象”的故事是大家所熟悉的,故事里蘊含著豐富的物理思想方法,其中就有“等效”的思想方法.在你所學過的物理概念或規律中,運用了這種思想方法?
高中物理教學實施素質教育的目標是培養具有較高的科學素養的人才,它主要體現在培養觀察和操作能力,歸納和演繹、類比和推理的能力,使用工具、查閱資料的能力等多方面的能力上.在諸多能力的培養中,創造能力是核心,而創造能力的培養關鍵是科學方法的教育.物理教學加強科學方法的教育,不僅能使學生體會、認識和掌握科學的研究方法和科學的思維方法,而且還能逐步養成學生的科學態度,樹立科學觀念,訓練和提高學生的各種基礎能力.歷史上凡是新的科學理論的建立都伴隨著一種新的科學方法的出現,所以,科學方法對物理學的發展起著重要的作用.
1中學物理科學方法教育的兩種基本方式
一般地說,科學方法教育有“隱性”和“顯性”兩種方式.科學方法的隱性教育,就是在物理教學過程中隱蔽地發揮科學方法的導向作用,使學生在學習過程中受到科學方法的熏陶,但一般不提方法的名稱,更不對這些方法的內容進行解釋.科學方法的顯性教育,就是在教學過程中把科學方法的內容、特點和操作過程講清楚,指導學生運用這些方法進行練習.
隱性方式重在使學生感受科學方法,受到科學方法的啟蒙和熏陶,初步體會到科學研究的方法和策略,這種方式適合于學生對這種方法的感性認識不足時,或者這種方法對所研究的問題并不占主要地位時使用;顯性方式是在解決問題中模仿應用科學方法,對科學方法進行操作訓練,使學生有意識地掌握科學研究的方法和策略,這種方式適合于在學生對這種科學方法的感性認識較豐富的前提下,有目的有意識地培養學生解決科學問題的能力時使用.如初中階段應著重進行觀察、實驗方法的教育;對于科學思維方法,只能隱性滲透,即在教師的指導下接受分析、比較、概括等思維方法的訓練.在高中階段,學生的抽象思維能力迅速增強,對方法論開始感興趣,因此可以對觀察實驗方法作進一步顯性教育,并由淺入深地逐步介紹理想化方法、近似方法、假說方法、用圖象和公式反映物理概念和規律的數學方法;對于分析、綜合、歸納、演繹等基本的思維方法,也可以從反復的隱性訓練逐步過渡到顯性教育;到高三年級還可以對科學方法做一些顯性的整理和進一步的解釋,并讓學生在復習中反復運用.總之,物理科學方法教育需要隱性教育與顯性教育相結合,在不同階段對不同內容各有側重.隱性起步、及時顯性是科學方法教育的特點. 2中學物理科學方法教育的策略 2.1從物理概念和規律的形成中滲透科學方法的教育物理概念和規律是物理現象或過程的本質屬性或規律的反映,它本身是無方法可言的.但當教學引入這些概念并加以定義時,或研究概念之間的定性和定量關系形成規律時,就需借助于一定的工具、一定的手段、通過一定的思維操作去觀察、去發現,這就體現為科學方法了.科學方法體現在具體的物理研究過程中,只有把過程充分而合理的展現出來,學生才能看到科學方法有什么特征、作用,是怎樣解決問題的,才能體會到掌握科學方法的意義,去自覺地學習科學方法.如在牛頓第二定律、玻意耳定律、楞次定律等規律的教學中,學生能強烈地感受到科學方法在發現規律中的作用.如教庫侖定律時,教師先讓學生猜想兩個帶電體之間的相互作用力的大小可能與哪些因素有關.學生會提出:帶電體的形狀、大小、兩帶電體帶電的多少、兩帶電體間的距離和兩帶電體間的媒質等,然后再讓學生考慮這么多因素怎么研究,有沒有主次之分,猜想哪些是主要因素,哪些是次要因素,這些次要因素在什么條件下可以忽略;當最后還剩下電量和距離兩個因素時,讓學生考慮這兩個因素對作用力的影響如何研究,并提出控制變量法.整個過程模擬了科學家的探索過程,包含了猜想、理想化方法、控制變量等多種科學方法. 2.2在解決實際問題的過程中滲透科學方法的教育在中學階段,練習、考試、競賽、小制作與小實驗等活動不僅依賴于知識,而且需要采用一定的手段和思維操作方式.教師可以根據解決實際問題的需要,結合學生實際,擇取和提煉符合學生實際的方法教育因素.只有通過實際運用和操作,才能深刻理解科學方法,準確而靈活地運用科學方法.教師應明確地說明物理科學方法的作用、適用范圍以及應用原理和步驟,讓學生模仿、操作并加以體會,在運用中掌握科學方法.如陽光透過樹蔭的縫隙在地面留下一個個圓形光斑,如果已知地球到太陽的距離為L,并測得光斑直徑為d,樹高為h,試估算太陽圓面的直徑D.本題除了應用光的直線傳播知識外,還需要通過抽象和概括建立理想化模型,然后采用近似手段提出D=(L-h)d/h≈L d/h(L垌h).這里的抽象和概括、理想化和近似就是科學方法教育的因素. 2.3物理實驗程序的分析中滲透科學方法教育物理實驗是人們根據研究目的,利用自制的科學儀器設備,人為地控制物理現象,排除干擾,突出主要因素,在有利的條件下研究物理現象的本質和變化規律.所以實驗也是研究物理學的基礎和基本方法.單就物理實驗的基本程序,即實驗原理設計、實驗操作和實驗數據處理這三個過程來分析,其每一過程都蘊含著豐富的科學方法教育因素.例如關于驗證或探究牛頓第二定律的實驗程序中,實驗設計原理是運用控制變量的方法,確定a跟F、M的定量關系;小車的加速度可以不直接測量,而是用比較相同時間內的位移來確定加速度的大小.在實驗操作中,為了減少誤差,可運用等效替代與平衡的思想方法,使小車運動的軌道略微傾斜以平衡摩擦力;采取近似的方法,使盤和砝碼的質量遠小于小車的質量,以此把盤和砝碼所受的重力當作小車受到的合外力.在處理實驗數據時,運用圖象方法,恰當選擇縱軸和橫軸表示的物理量,以及將被測量作某種更換(橫軸以1/M表示),使這圖線反映的物理意義和結論更形象、更直觀. 對學生實驗而言,由于學生幾乎完成在自身手腦并用中歷經其各個過程,因此在現有學生實驗的基本程序中,分析和擇取其中的科學方法教育因素,也是科學方法教育的好策略. 2.4在介紹物理學史的過程中滲透科學方法的教育中學物理教材涉及到幾十位物理學家,他們在取得巨大成績的過程中,所運用的科學研究方法和實驗構思精妙絕倫,為我們提供了取之不盡的科學方法教育素材.結合教學內容介紹物理學史上科學家研究物理問題的科學方法,作為學生學習的范例無疑是實施科學方法教育的又一策略.如在萬有引力定律的教學過程中,教師可先向學生介紹萬有引力定律的發現經過:牛頓由蘋果下落得到靈感,猜想處于更高處的月亮是否也和蘋果一樣受到地球的引力作用,再用演繹推理的方法把牛頓運動定律用于天體運動,用地球表面物體的重力加速度和月球軌道上的加速度進行類比,從而導出萬有引力定律并把它推廣到所有的物體之間.萬有引力定律的推導過程實質上就是多種科學方法的教育過程.又如英國物理學家布拉凱特為了驗證盧瑟福的猜測———用α粒子轟擊氮核會產生新粒子,不辭勞苦地拍攝了兩萬多張該實驗的云室照片,終于從40多萬條α粒子的徑跡中發現8條分叉,從而證實了盧瑟福的猜測.這里又讓學生看到科學先輩是經過怎樣艱難曲折的探索,才一步一步的認識到物理世界的奧秘.他們對真理的渴望,勇于堅持真理和修正錯誤,為真理獻身的優秀品質,對學生是極富感染力的學習榜樣. 科學方法教育雖然不教給學生具體的學習內容,不解決具體的知識問題,但能訓練出一種科學的求實精神和追求真理的氣質,而熱愛科學、追求真理、具有實事求是的科學態度、富有獨立思考和創新精神,這些科學品質是構成人才素質的重要因素,同時學習科學方法可以使人掌握正確的思想方法和工作方法,提高
1.初中物理科學方法教育的兩種方式
一般地說,科學方法教育有“隱性”和“顯性”兩種方式。隱性方式是“用科學探究的一般程式去組織對科學知識的概念、規律、原理的教學過程,使學生的認識過程模擬科學探究過程,但教學過程中并不明確地去揭示所采用的科學方法原理。”顯性方式是在“進行科學方法教育時,明確指出科學方法的名稱,傳授有關該方法的知識,揭示方法的形式、操作過程,說明原理。隱性方式重在使學生感受科學方法,受到科學方法的啟蒙和熏陶,初步體會到科學研究的方法和策略。這種方式適合于學生對感性認識不足時,或者對所研究的問題并不占主要地位時使用。顯性方式重在解決問題中模仿應用科學方法,對科學方法進行操作訓練,使學生有意識地掌握科學研究的方法和策略。這種方式適合于學生對感性認識較豐富的前提下,有目的、有意識地培養學生解決科學問題的能力時使用。尤其在初中教育階段,隱性方式教育是非常重要的。學科內容只有在經過系統學習,使學生掌握經過整理的系統知識時,才能培養起進行思維活動的能力。所以教師在教學過程中,必須對典型的物理科學方法在恰當時機加以顯化,才能更好地達到教育之目的。
2.初中物理科學方法教育的原則
2.1與物理知識教學緊密聯系的原則;
物理學整體是由物理知識和物理學的方法論組成的,物理學的方法論是伴隨物理學的發展而建立的,在教學過程中注重傳授概念、規律產生的背景、產生的過程以及在科學技術發展中應用的實例。例如,通過物理學史的小故事讓學生明白為什么要提出某個概念,這個概念是怎樣提出的,這個概念提出后對物理學的發展起到什么作用,讓學生感受科學方法和物理知識的產生與應用緊密相聯,知識與方法是血肉相聯的整體。
2.2與初中生年齡特征相適應原則;
初中生主要思維特點是在頭腦中可以把事物的形式和內容分開,可以離開具體事物,根據假設事件進行邏輯推演,但水平仍很低,因此初中階段的科學方法教育方式主要是潛移默化,并不需要把各種科學思維方法傳授給學生。
2.3長期性原則;
科學方法教育是科學能力的外化,提高能力比掌握知識要難。初中物理教材中的科學方法許多都是隱含的,科學方法教育在初中段也基本要求是隱性的,我們并不為講“控制變量法”或“等效替換法”而專門講這些方法,只是在講相關概念、規律時用這些方法,所以學生只有在長期的熏陶下,才能潛移默化地,自覺不自覺地學到一些科學方法。例如講“密度”一節時用到控制變量方法,講“壓強”一節時用到控制變量方法,在講歐姆定律時還要用到控制變量方法,等等。
3.初中物理所包含的科學方法
物理體系自身包含著豐富的科學方法,總的說來,這些科學方法大致可以分為四類,那就是:物理方法、數學方法、邏輯方法、非邏輯方法。
在初中階段物理方法主要有,觀察方法、實驗方法(含控制變量法)、等效方法、理想化方法等,其中理想化方法包括理想實驗法和理想模型法。伽里略論證慣性定律所設想的實驗──在無磨擦情況下,從斜槽滾下的小球將以恒定的速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去,就是物理學史上著名的理想實驗。再如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。顯然上述實驗是人們在思維中進行的理想過程,與實際實驗相比,理想實驗能更大程度地突出實驗中的主要因素,得出更本質的結論。理想模型可分為對象模型、條件模型和過程模型三類。如表示光的直線傳播的光線,描述磁場的磁感線,描述力的示意圖等都屬于對象模型;再如光滑表面、輕桿、輕繩、均勻介質都屬于條件模型。電學實驗中把電壓表變成內阻是無窮大的理想電壓表,電流表變成內阻等于0的理想電流表等也屬于條件模型;在空氣中自由下落的物體,空氣阻力的作用與重力相比較忽略不計時,可抽象為自由落體運動,另外勻速直線運動也屬于過程模型。
4.初中物理科學方法培養的主要方式
4.1在學生親自體驗中培養科學方法;
物理學是一門實驗科學,極有利于學生親身體驗。許多過去的演示實驗改成學生實驗,還增加了學生的社會調查和實踐,新教材的這些變化都是要加強學生的自身體驗,學生通過體驗可以很好的感受知識體系內的科學方法。例如水沸騰實驗,學生沒有實驗前總認為只在100攝氏度時,水才“內部與表面”同時“劇烈”的汽化,親身做了實驗后才發現實際沒到100攝氏度時,水“內部與表面”就開始汽化,只是“劇烈”的程度不同罷了。通過自身體驗使學生真實的看到“量變與質變”的關系,感受相對與絕對的區別。
4.2在民主和諧的氛圍中培養科學方法教育;
新課程中一個重要的理念是體現師生平等,開展探究性學習、合作學習等多種學習方式。這些學習方式就是創設一個民主和諧的學習氛圍,在這種氛圍中學生自我知識構建的動力得到釋放,對物理知識學習、理解能夠從多個方面進行,他們不再滿足物理一些概念和規律的結論,而對為何要引出這些概念,為何這樣引出而不那樣引出,那樣引出會得到什么結論等新問題產生了強烈的興趣和求知欲。物理學體系中內含的科學方法就會在學生自己的問題中,慢慢構建出科學方法的結構。
4.3在相互交流討論中培養科學方法教育;
師生相互交流、生生相互交流,是新課改最提倡的。學生交流解決問題的方法,既可為其它學生提出了解決問題的思路,常常還使交流學生自己又產生完全不同前面的創新思路。相互啟發、共同提高,在課堂教學實踐中這樣的實例不勝枚舉。
4.4在解題訓練中培養科學方法教育;
關鍵詞:創新實驗;科學方法;實驗目的;弱化;體驗過程
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)13-084-02
高中物理教學中, 在傳授物理知識的同時更應讓學生了解研究問題的科學方法,學會透過想象研究物體的本質, 這些的意義在某種程度上應該超過傳授知識本身。物理教學中物理實驗是科學方法和科學思想的最好載體。近幾年實驗創新進行的轟轟烈烈,但是實驗創新固然重要,但是在創新的同時我們不能一味的追求實驗的精確性,而忽略實驗中所蘊含的科學方法。對實驗中的誤差分析也是我們所要具有重要能力之一。
以““探究加速度與力、質量的關系”為例,該實驗是中學物理實驗中重要的實驗之一, 該實驗難度較大,過程比較復雜,也是高考中經常考察的實驗。該實驗中蘊含很多科學的方法。
一、實驗前提條件中使用了控制變量法
“探究加速度與力、質量的關系”實驗所研究的是a、F、m間的關系,為了更好的研究三者之間的關系實驗中引入了控制變量的方法。
控制變量法,是在物理研究中最常用的方法之一。在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中, 在研究 、F、m之間的關系時, 先保持物體的質量m不變, 改變力F的大小, 研究a與F的定量關系。得出物體的質量m一定時, 物體運動的加速度a與物體所受的合外力F成正比; 再控制物體所受的外力F不變,改變物體的質量m, 研究a與m的定量關系。 得出物體所受的合外力F一定時, 物體運動的加速度a與物體的質量m成反比; 最后將二者加以歸納綜合, 得出a、F、m三者之間的定量關系, 即物體運動的加速度a與物體所受的合外力F成正比, 與物體的質量m成反比。
二、對小車受力的處理中使用了近似方法
實驗中以小車和沙桶為研究對象,根據牛頓第二定律, 得
實驗中通常情況下都要忽略一些次要因素的影響,在實驗采用了重物的重力來表示繩子的拉力,在滿足“M遠大于m”條件下是可以成立的。盡管這是一種近似,但是并不會影響的實驗的本質,在實驗中只要合理的引導,認真的分析清楚就沒有問題。誤差分析也是中學生應當學習和具備的一種能力。
三、在對小車摩擦力處理過程中采用了平衡摩擦力的方法,其本質上是等效法
通過平衡摩擦力,創設出一種等效的沒有摩擦的運動環境。盡管平衡摩擦力是實驗中的難點,但是對學生動手能力和科學思想方法的鍛煉和培養是其他創新實驗所不可替代的。然而現在實驗創新中,不少人把追求實驗的精確性作為實驗創新的突破口,而忽略了實驗的思想,這類實驗創新個人認為適合實驗拓展,而不適合應用在學生探究實驗中。比較常見的是借助于以下兩類器材進行實驗創新。
第一類借助于氣墊導軌減少摩擦力。該類方法的初衷與平衡摩擦力相同。但是實質上只是技術手段的提高而不是物理方法和物理思想的進步。對于學生科學方法和科學思想的培養并沒有起到太大的作用。并且有做過此類實驗的老師應該知道,實驗中調節軌道水平難度非常大,實驗靈敏度太高反而不適合學生探究。
第二類借助于光電門或者使用各類傳感器。光電門的使用,使得測量出物體的運動速度變得更加準確,這是值得肯定的。但是我們面臨著新的問題,其一、要用短時間內的平均速度代替瞬時速度;其二、要借助與電腦軟件對數據進行直接的處理。這些反而影響到了物體受力和運動的本質,同時也轉移了學生的注意力,使得一部分學生把關注的重點轉移到了光電門的使用上,從而使得實驗的目的被弱化,這不是我們實驗初衷。
傳感器的使用使得各類數據的測量變得更加準確,但是同時也掩蓋了物理方法。例如力學傳感器可以放在小車前端使得測出的力即為繩子的拉力,但是如何向高一的學生介紹傳感器的原理和使用,并且讓學生在短時間掌握其應用原理幾乎是不可能的。同時物理近似方法的使用不能夠得到體現和應用。再如,位移傳感器可以準確的得到小車的位移和時間的關系從而得到小車加速度,但是掩蓋了物體勻變速運動的求解過程,我們所能夠得到的只是冷冰冰數據,給人一種不真實的感覺,期中缺少了學生的體驗過程,實驗也就變得沒有了實際意義。
在近幾年的高考中這一類的實驗創新比較常見例如:
2012年海南卷給出的實驗裝置如圖所示
2009年上海卷“用DIS(位移傳感器、數據采集器、計算機)研究加速度和力的關系”的實驗裝置如圖所示
這些都是在教材傳統的探究實驗基礎上的創新,作為考題無可厚非,但是這些并不適合作為學生的探究實驗。
在課本探究實驗基礎上,我們可以嘗試讓學生自己自己思考如何實驗創新,也可以讓學生分析別人實驗創新的優缺點,這樣會更加有有利于學生對知識的理解和應用,更加有助于學生對科學的方法掌握,更加有助于學生向更高的層次拓展自己的思維。但是我們不能本末倒置,筆者認為實驗創新只能作為教材探究實驗的拓展,而不能替代教材中探究實驗。我們應當立足于教材中的探究實驗,注重于理解和掌握實驗中的科學方法。
參考文獻:
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[3] 張曉玲, 牛頓第二定律實驗的改進. 物理通報,2006,(3).
關鍵詞:高中物理;課堂提問;原則;方法;策略
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)13-100-01
隨著新一輪基礎教育課程改革的進一步深入,科學方法教育受到了教育研究者及實踐的廣泛重視。我國高中物理新課程標準中明確提出課程目標之一是:經歷科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物理問題,驗證物理規律;通過物理概念和規律的學習過程,了解物理學的研究方法,認識物理實驗,物理模型和數學工具在物理學發展過程中的作用。這些都要在課堂教學實現,而課堂提問又是提高課堂教學效率的重要教學方法,恰當的課堂提問不僅能夠鞏固知識、激發學生學習興趣,而且還能在師生互動中發現問題、創造性的解決問題,這正是物理教學所要達到的目標。
然而,在現實的高中物理課堂教學中,課堂提問還存在著一些的問題。如,教師對課堂提問的認識不太深刻、設置課堂問題的難度不太適當、課堂提問的分布不太廣泛、對學生的反饋不夠具體、對學生的提問不夠重視等等。久而久之,舉手回答問題的學生越來越少,課堂變得越來越安靜,學生對教師提出問題,不是積極的回答,而是躲閃老師的眼神,怕被老師叫起來回答問題,于是,教師自說自話的現象頻頻出現。因此,針對這些存在的問題,筆者在高中物理教學中,對課堂提問的原則、方法和策略進行了研究,期望能夠為教學一線的教師們提供實踐參考。
一、高中物理教學中課堂提問的原則
1、科學性
在高中物理教學中,課堂提問首先應當注重科學性
對重要的物理概念或規律進行闡述時,教師要用物理學科的術語,注意語言的正確性、準確性。例如,在講比熱容時,應當說“物質的比熱容”,而不應當說“物體的比熱容”;在講電場時,應當說“帶電體周圍的空間存在電場”,而不應當說“帶電體周圍的空間叫電場”。當然,在科學性的前提下,課堂提問的語言還要盡可能通俗易懂。
2、啟發性
在高中物理教學中,課堂提問還要注意啟發性,盡量避免低效或無效的問題如“是不是”、“對不對”等,這些問題缺少對學生思維的啟發,不利于培養學生發現問題、解決問題的能力。教師要盡量避免這種無意識的口頭語,提問時注重問題的啟發性,這樣才能夠提高課堂提問的效率。
3、難易適度性
在高中物理教學中,課堂提問還要注意難易適度,既不能過于容易,又不能過于困難。提問的問題要有一定的難度,要讓學生經過認真思考才能夠得出答案。如果問題過于簡單,學生會對其不屑一顧,失去參與課堂提問的興趣。問題過難,又會打擊學生的自信心,使學生百思不得其解,而放棄思考。因此,課堂提問的問題要注意難易適度,避免課堂提問效率低下。
二、高中物理教學中課堂提問的方法
1、直接提問與間接提問
直接提問就是要開門見山,直截了當地提出問題如,“什么叫加速度”、“什么是電場強度”等。直接提問有助于教師引導學生積極地分析問題、解決問題。間接提問是欲問A,先從B開始。例如,“如何使小磁針的南極變為北極?”、“如何使己經退磁的小磁針重新磁化?”等都是間接提問。間接提問有助于學生疏通思路,進一步理解物理概念和規律。
2、正面提問與逆向提問
正面提問就是讓學生在探索問題答案的過程中理解物理知識,逆向提問就是從相反的方面提出假設,讓學生通過對照比較,自己得出正確結論。這兩種提問交替進行,可以促進學生從問題的兩個對立面進行思考,從而培養學生的思維能力。如在“磁場”一課中,教師首先正面提問:“磁場線有何特點?”學生做出正確回答后,再逆向提問:“兩條磁場線是否可能相交,為什么?”通過這兩種提問交替進行,使學生加深了對物理知識的理解,收到良好的教學效果。
3、廣泛提問與特定提問
廣泛提問是針對全體同學,特定提問是針對某一學生
在課堂教學中,要根據不同的目的進行選擇,有時在同一個問題中會用到兩種方法。例如在“自由落體運動”的復習課中,先廣泛提問:“同學們思考一下勻加速直線運動有什么特點?”然后再分別請不同層次的同學回答,根據學生的回答,教師進行歸納總結,為新課教學做好鋪墊。
三、高中物理教學中課堂提問的策略
1、設計問題的策略
問題的設計是課堂提問過程的第一步也是重要的一步,沒有精心設計的問題,就沒有好的提問效果。設計課堂提問的問題,首先要選擇提問點,要在重、難點處提問、在蘊含物理原理處提問、在與生活相關處提問。其次要設計問題的難度與梯度,既要有一定的難度,又不能完全超越學生現有的知識基礎,即設計的問題要落在學生思維的“最近發展區”內。最后要設計問題的角度,從不同的角度引導學生思考問題,以加深對物理知識的理解。
2、發問的策略
教師要把握好發問的時機,用和善的語態與學生交流,并還要給學生充足的思考時間。這樣才有利于調動學生的積極性,提高課堂提問的效果。
3、導答的策略
教師要根據不同的情況,引導學生回答問題。當學生的回答離題較遠時,教師要引導學生一步步靠近問題的實質;在問題較難時,教師要分解問題、降低問題的難度;最后,在學生回答不完整時,可以轉叫他人把問題補充完整。
一、通過數學概念的建立、規律的揭示展示科學方法
我們的教學目的不應當只是教給學生現成的數學概念、規律,而應該讓學生深入了解數學的思想方法特點。在數學概念的建立、規律的揭示過程中,往往蘊含著豐富的科學方法。
1.1建模方法
建立理想模型是研究數學問題最基本的方法之一,在解決函數問題時,我們可以考慮先確定函數的模型,從而把本來復雜的問題簡化。先簡單后復雜是研究數學問題的一般方法。
1.2歸納方法
歸納法是從個別到一般的思維方法,是以大量具體的經驗和數學事實為基礎,從中發現反映普遍特征的數學規律,這是建立數學概念,揭示數學規律的有效的教學方式。數學的概念和規律有時較難單純依靠理性思維來獲得,許多情況下必須依靠對自然的觀察,盡可能多地搜集各種經驗事實,在比較、分析的基礎上剔除其非本質的成分,這樣才能揭示事物的本質和內在規律。例如:在學習“二次函數圖像的變化”時,我們可以讓學生動手畫,經過觀察、討論學生就可以歸納出它的變化規律。
1.3演繹方法
演繹法是從一般到個別的思維方法,在幾何題的證明中它常和其他方法結合起來使用,通過從條件和問題著手,分析從而解決問題。
1.4類比方法
類比法是根據兩個對象某些部分屬性相似或相同,并由一個對象遷移到另一個對象的推理方法。當我們不知如何解決一個數學問題時,運用類比思維方法往往能順利解決。例如在講“立方根”時,可跟前面剛講的平方根進行類比,這樣學生可以較容易掌握,并印象深刻。
二、以活動為基礎,讓學生從活動中掌握科學方法
數學早在古希臘歐幾里德時代,就有了公理體系,研究就“有法可依”了。如“對頂角相等”、“平行公理”等,公理本身是人們對有關現象進行大量考察、探索,以實事求是的科學態度建立的。而數學活動課程,是數學教育在活動中進行,即“數學+活動”。活動是形式,是實現目標的手段,讓學生通過活動學習數學,讓活動貫穿始終。活動中既包括操作性活動(動手),也包括觀念性活動(動腦),做數學活動時要注意調動學生動腦、動手、動眼、動口,多種感覺器官密切配合,協調活動,學生通過畫一畫、拼一拼、擺一擺、量一量、剪一剪、數一數等形式,在“做中學”,在“學中做”。教、學、做合一,讓學生在活動中感受到愉悅、輕松、快活。蘇霍姆林斯基說過:“當知識與積極的活動緊密聯系在一起的時候,學習才能成為孩子精神生活的一部分。”學生在活動中,體腦結合,手腦并用,既減輕了學習負擔,又充分發揮了他們的興趣、愛好和個性特長,更進一步提高了其發現問題、解決問題的能力。在數學的產生和發展過程中,數學活動自始至終占有極其重要的地位。縱觀數學發展的輝煌歷史,數學活動起了決定性的作用,并且人們從活動中總結出眾多研究問題的科學方法,因此,在平時的教學中要讓學生多觀察、多動手、多思考,讓學生在活動中掌握科學方法。如通過“驗證勾股定理”的活動讓學生懂得蘊含其中的圖形的割補方法、面積相等。對于數學中眾多重大的但限于中學活動條件而不能做的活動,教師可利用現代教學媒體向學生展現或模擬,讓學生體驗和領會其中的科學方法。
三、以知識為載體,通過課堂教學向學生滲透科學方法
數學是由一些基本概念、基本規律和理論組成的體系嚴謹的科學,在數學概念和規律的建立、發展和應用過程中及各知識點相互聯系的地方,蘊含著豐富的科學方法,教師在教學中要善于抓住知識和方法的結合點進行滲透。例如教師在講解“有理數的相反數、絕對值、數軸”時向學生滲透“數形結合方法”這一科學研究中最基本的方法;在講解較復雜的“二元一次方程”,以及幾何題證明過程中滲透常用的“代換方法”這一數學科學研究中最普通、最簡潔的方法;在講“軸對稱圖形的變化”時向學生滲透“對稱方法”這一數學科學研究中最深刻、最能體現科學美的方法;在講解“二次函數的最值”時向學生滲透“極限方法”這一數學科學研究中最具數學化、最能體現辯證思維的方法等。
四、以實踐為渠道,讓學生通過解決實際問題運用科學方法