如何在物理课堂教学中实施探究式教学

    浅谈如何在物理课堂教学中实施探究式教学     湖北省宜昌市夷陵区教研中心 王卫      
    《物理课程标准》明确指出,科学探究既是学生的学习内容,又是重要的教学方式之一。那么在物理课堂教学中,如何实施探究式教学呢? 在教学实践中,我们探索出在物理教学中实施探究式教学的六步教学模式:即“创设情景 提出问题→分组讨论 大胆猜想→设计实验 探究新知→分析现象 体验感悟→归纳总结 交流评价→课外实践 发展个性”,收到了较好的教学效果。下面以《探究凸透镜成像的规律》的教学为例,谈谈我们的做法和体会。
    一、创设情景 提出问题
    提出问题是认识的开始,教师要让学生敢于提问,就要给学生创设提出问题的空间和方法,营造发现和提出问题的氛围,创设提问情景。在教学中一是可采用学生熟悉图片导入,从熟悉的现象提问;二是利用一些违背思维定势的现象导入,引起学生激情冲击,激发学生解决问题的欲望,从而提问;三是利用录像片段引入,让学生身临其境的观察从而提问;四是通过演示实验导入,学生观察实验现象提问。
    在本节教学中,我们尽可能多的将镜头伸向生活,一是利用自制的照相机演示拍照的过程(突出在毛玻璃上所成的像),二是利用投影仪投影图片在天花板上,三是利用放大镜看书导入,这样便于学生体会学习凸透镜成像的实际意义,便于培养学生的观察能力。照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是凸透镜,通过对照相机、投影仪和放大镜的观察,教师引导学生观察发现都能成像,但是三者成像却都不相同,由此提出问题:1.凸透镜的成像情况跟物体的位置有什么关系?2.像的虚实、大小、正倒跟物体的位置(物距)有什么关系?激发学生的学习兴趣,使学生进入主体性学习的角色。
    二、分组讨论 大胆猜想
    对提出的问题进行猜想,目的是培养学生直觉思维的能力,它是以学生既有的整个知识结构和经验为依据的直接而迅速的认识过程。分组讨论,可以活跃学生的思维,鼓励学生大胆猜想,教师适当点拨。可一边演示一边分析:照相时,物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大,使用投影仪时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小,学生猜想出像的大小可能与物体到凸透镜距离有关;通过学生观察讨论,像和物体究竟在凸透镜两侧还是一侧,猜想出:像的虚实、正倒可能跟像和物体是否在同侧有关等。这样引导学生合理的分析讨论,让学生感受科学探究的一般方法。
    三、设计实验 探究新知
    为了节省时间,增大演示的可见度,可以先把怎样使用光具座制成视频课件,介绍光具座及刻度尺,导轨中间放置凸透镜,两边分别放置蜡烛及光屏,点燃蜡烛,将蜡烛放在某个位置,烛焰通过凸透镜就可以成像。蜡烛长了,怎么办呢?有意识的提醒学生要使像成在光屏中央,烛焰、凸透镜、光屏中心大致在同一高度,放在一起,比一比,不等高就要调节螺母。学生在实验前,指导学生设计数据表格(见下表):
    物体到凸透镜的距离
    像到凸透镜的距离
    像的大小
    像的正倒
    实验中,指导学生怎样才算观察到像,这是非常重要的。当光屏上有了烛焰的轮廓,再移动,清楚了,继续移动,又变得不清楚了,移动下去,烛焰的轮廓从光屏上消失。要学生分析,光屏上承接的都是烛焰的像吗?然后再引导分析,物体的位置确定以后,像的位置应该是唯一的,哪个是所成的像呢?在实验的过程中,不强调蜡烛放在离凸透镜多远,有的小组不管怎样移动光屏,都不能看到像,不妨缷掉光屏,在光屏一侧透过凸透镜观察烛焰,能看到烛焰的像吗?再指导学生去观察所成的像的大小、正倒、物体和像到凸透镜的距离。通过不断的完善设计,完善实验,使学生感受探索的艰难,同时也品尝到成功的喜悦。
    四、分析现象 体验感悟
    根据实验得到的数据表格及成像的情况,相同的光具座和凸透镜,为什么烛焰在光屏上会成不同的像呢?学生根据自己的实验结果,通过和凸透镜焦距比较。凡是在光屏上成像的,物体到凸透镜的距离都比焦距大;当像和物体在凸透镜同侧时,是正立放大的,无法在光屏上成像,在这里可以通过分析平面镜成虚像过渡到此时凸透镜成的也是虚像的道理。这个过程,教师不是对自己的思维进行总结,而是在学生自我体验感悟的基础上,总结归纳:物体通过凸透镜可以成不同的像,发现成不同的像其“物距”不同,进而总结出凸透镜成像的规律。这与传统教材中直接给出“物距大于二倍焦距”、“物距在一倍焦距以外二倍焦距以内”、“在一倍焦距以内”陈述迥然不同,而是让学生自己分三步完成科学探究:一步带路,二步放手,三步得结论,是两种完全不同的教学理念,学生得到的是两种完全不同的体验。
    五、归纳总结 交流评价
    学生通过回顾本节课的探究过程:提出问题→大胆猜想→设计实验→进行实验→分析现象→交流评价,思考从中学到了什么?还想知道什么?实验的数据中还能发现什么?能否利用凸透镜成等大的像?各小组交流。
    六、课外实践 发展个性
    课外实践充分体现应用性、灵活性和实践性,是对学生个性的完善,是培养学生正确运用知识解决实际问题的能力的大好时机。学了本节内容,让学生了解有关照相机的常识,如:想照远景怎么办?想把登记照片的人像照大点儿应该怎么办?一个凸透镜打掉了一半,还能研究它成像的规律吗?通过这些操作和探究,让学生领略到物理知识在生活中的应用,使学生始终保持求知的渴望,也真正体现了从生活走向物理,从物理走向社会的理念。
    实践证明:在物理课堂教学中,按照 “创设情景 提出问题→分组讨论 大胆猜想→设计实验 探究新知→分析现象 体验感悟→归纳总结 交流评价→课外实践 发展个性”这五步教学模式实施探究式教学,能使学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学探究的基本方法;同时通过过程与方法的获得过程,领悟和形成科学的思想和精神,由此形成的情感、态度和价值观又促使学生进一步再去探索新的知识与技能,进而开启新的探索历程。