谈初中物理教学中学生探究能力的培养

2013-02-22何小兵

物理教师 2013年12期

关键词：鞋盒结论物理

何小兵

（如皋市下原镇初级中学，江苏如皋 226543）

为了适应社会发展的需要，初中物理教学应显现物理学科教学的本质，反映物理学科对社会发展的影响；关注学生对将来社会适应性的需求，注重对学生进行探究能力的培养.本文就初中物理教学的实践，谈谈在物理教学中如何培养学生探究能力的问题.

1 通过课堂探究活动培养学生的探究能力

1.1 培养学生提出问题的能力

要进行实验探究首先要有明确的探究目的.因此培养学生的探究能力，首先要让学生逐步养成善于发现问题、敢于提出问题的习惯，再通过正确的引导，培养他们提出更深层次可探究的问题的能力.当学生就观察到的某一现象进行分析时，往往不能更深层次的去思考造成这一现象的根本原因.这就要求教师正确引导他们作进一步的分析，透过现象看到问题的本质.例如：平时，我们会发现玻璃杯从高处落到水泥地上往往都会破碎，而落到沙地上不会破碎.对此不少学生都会提出“为什么”的问题.这时就需教师及时帮助分析并引导学生思索、探究：杯子的破碎是否一定与它受到力的大小有关.那么，是什么原因造成力的大小不同呢？是否跟它们相互作用的时间有关呢？这种问题的提出才可以让学生有针对性地设计实验方案去进行探究……

1.2 培养学生设计实验方案的能力

图1

通过正确的实验探究才能真正解决实际问题，而正确的实验探究首先要有一个正确的探究方案，因此培养学生设计实验方案的能力是培养学生探究能力的根本所在.在实验探究前，教师应尽可能地引导学生自主设计实验的方案，逐步形成进行实验方案设计的基本思路.例如：在比较不同材料的隔声性能好坏的探究活动中，可先让学生在小组内对实验探究方案进行讨论.有的学生提出，将一正在发声的音乐播放器放入一鞋盒，在鞋盒内放入不同的填充物，保持与鞋盒的距离相同，比较所听到的声音的大小，便可比较出不同材料的隔声性能（如图1所示）；另有学生提出，隔声效果的好坏还可能与填充物的厚度有关.又有学生提出在探究时还必须控制所放音乐的响度大小相同；还有的学生提出，仅凭耳朵来感觉声音大小是不可靠的，应让人渐渐远离鞋盒，直到刚好听不到鞋盒的声音，测出此时距鞋盒的距离，距离越大，说明鞋盒的填充物的隔声性能越差，而距离越小，则隔声性能越好.如此可以通过具体的数值来比较隔声性能的好坏.还应通过组内讨论、交流不断完善探究方案，然后进行探究，并记录、比较相关数据而得出结论.

实验方案的设计直接影响到学生通过探究活动真正解决问题的成功与否.因此，教师要有意识地培养学生设计实验探究方案的能力，在探究前不要直接告知学生实验的探究方案，而是给出足够的时间让学生自主思考.当学生遇到困难时，教师进行适当的点拨与提示，再通过师生交流、生生合作、相互补充，从而完成对实验方案的设计.尽管学生有时设计的方案存在不妥或偏差较大，教师也不能进行“包办”，应该再对他们进行正确的指导，通过组内交流，对方案作进一步的修改使之有明显的完善.久而久之，学生设计实验方案的能力必定会有明显提升.

1.3 培养学生分析数据、归纳结论的能力

图2

在实验探究完成后，要对实验过程中获得的数据及观察到的现象进行仔细分析，从而归纳出实验结论.不少学生的实验探究过程完成得较好，数据及现象的收集也相当到位，可是在分析数据及现象、得出结论时却存在着不少的问题，常将实验的现象与所要得出的结论及所说明的问题相互混淆，定量与定性关系不能分清，从而得不出科学、具体的结论.例如：学生在利用如图2所示的器材进行探究动能大小与质量和速度的关系时，控制钢球到达平面时的速度相同，3次改变钢球的质量进行实验，得到的数据如表1所示.控制钢球的质量一定，3次改变钢球的速度，得到的数据如表2所示.

表1

表2

在分析表中的数据得出结论时，不少的学生写成：木块滑行的距离与质量和速度有关，且质量越大、速度越大，滑行的距离越长.其实，本探究活动研究的是动能的大小与质量、速度的关系，只不过实验设计时利用转换法来比较动能的大小，即通过比较木块被球推动的距离来说明球动能的大小.学生往往将现象与要说明的问题混淆起来，误将现象作为结论.其实，从收集到的数据看，不仅可得到它们之间的定性关系，而且经过分析，不难得到更进一步的结论，即可以得到动能跟质量和速度的定量关系：动能与质量成正比，与速度的平方成正比.然而学生却往往忽视这一点，不去思考所测得的数据到底能起到怎样的作用，不去仔细查找它们之间的数量关系.除此之外，还有些学生常在总结实验结论时，忽视结论的条件，直接写出两个量之间的关系.这些错误的、不到位的、不完整的结论在我们平时的教学中比较常见，就要求教师在平时的教学中加以正确的指导，写结论时要求学生先弄清这次活动目的是什么等等.在上面的例子中，比较的是动能大小还是木块被推动的距离，弄清楚这点，学生在写结论时就自然会有所注意了.

1.4 培养学生合作交流与评价的能力

在探究活动中，组内的合作与交流是非常重要的.物理课堂探究活动大多数以小组合作探究为主，在进行探究时，组员的分工必须明确，如让谁负责操作，谁负责读数、观察现象，谁负责记录，谁注意观察探究过程中的其他相关信息，以便及时进行评价.组内的角色要注意及时更换.第1次实验完成后，在进行第2次操作时，组内分工宜进行交换，以便充分发挥每个学生在活动中的作用.千万不能只由少数学生进行操作，其余学生仅作观众.从中使每个学生都有动手操作的机会，并且也可培养学生的合作与协调能力.

对实验操作过程及结论的合理性进行评价是科学探究中必不可少的.通过这个环节，可使学生的探究能力得到进一步的提高.但由于这个环节不影响探究过程以及得出结论，常容易被学生忽视.这就需要教师强调对实验进行评价的重要性，并且给出相应的对评价方法的指导.例如，有意识地展示一些存在不足或欠缺的实验探究过程及其结论，让学生对这个探究活动（探究方案的设计是否合理、探究的步聚有否遗漏……）及其结论的合理性（与常识或已有的知识是否矛盾）进行分析与评价，指出其中的不足以及需要改进的地方.

2 通过课外实验活动培养学生的探究能力

课外实验探究是物理课堂实验探究的一种补充形式，它的开展不仅起到了联系物理与生产生活的作用，而且还能使学生的探究能力得到进一步的提高.在课外实验活动中，没有现成的物理实验器材，这就要求学生自主选择身边的物品进行某些实验探究，描述探究过程中出现的现象.这种实验探究往往一个人在课外完成，整个实验的过程由学生自己进行，探究过程中所出现的问题必须一个人去思考解决.这必然会让学生在动手、动脑的过程中激发出潜在的创新能力，对于培养学生的探究能力也能起到重要的作用.例如，在学习了科学探究的方法后，教师可有意识的组织一次活动：比一比，看谁能在讲台上的杯子中将水注得最满.学生们争先恐后的拿出了自己的本领，直到液面向上凸起，不能再加水.教师可顺水推舟地让学生猜测，此时能不能再向杯内放入一枚回形针呢？学生们议论纷纷，不少学生认为不能，放入回形针时杯内的水会溢出.接着可让学生进行实验，学生在杯内放入一枚、二枚……，水并没有溢出，学生们惊讶了.（这样做，可让学生从实验探究中获得乐趣，并使探究意识得到培养.）接着，教师再引导学生围绕这一现象提出自己想知道的问题.有些学生提出：装满水的杯子到底最多能放入多少回形针？若杯子中所盛的液体不同，最多放入的回形针的数目是否也不同？教师可布置学生放学后自己回家利用家里的杯子、水及其他液体，通过探究解决上述大家提出的问题，并将所得出的结论带回学校进行交流.

此外，教师还可以结合当地的情况，创设计一些情境或让学生根据生活现象，自己提出问题，引导学生利用课外时间对这些问题进行探究.如图3所示的是学校供水管外围包着的一层保温材料，让学生针对这一现象提出“保温效果的好坏与哪些因素有关？”，引导学生对问题进行猜想后，要求利用课外时间进行探究.再如，平时在向瓶中灌开水时，听到声音的变化，可引导学生提出这时“音调高低可能与哪些因素有关？”，并自主设计方案进行探究…….这样做，能使探究的环境更为宽松，让学生体验到利用探究活动解决实际问题所带来的快乐，从而变被动学习为主动探究，为培养学生的探究能力创设、提供更多的机会.