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新課程標準中將學生的探究能力納入培養體系與目標中。作為高度重視培養學生探究能力的蘇科版教材,在初中物理教材中涉及到了大量需要探究性實驗驗證的知識與概念,教師必須以此為契機,促進學生探索意識的加強以及實踐能力的提升。
一、以探究實驗導入知識點
以蘇科版初中物理教材中所涉及到的“平面成像特點”知識點為例,展開探究實驗教學活動。首先由教師引入情景,提出猜想“同學們,我們回憶一下平日里照鏡子時的情景,猜一猜平面成像的像與物存在什么樣的關系”。然后設疑:①成像的位置在平面鏡的哪一方位?②成像與實物的大小關系?③成像至平面鏡的距離與實物至平面鏡的距離關系?為解決上述疑問,指導學生對實驗方法進行設計,如提供茶色玻璃作為實驗工具,將其視作平面鏡并豎直放置于一張方格紙上,準備兩個同等大小的物體(如鉛筆、橡皮、刻度尺等)。在平面鏡前方放置一個實物,觀察該實物所成像在平面鏡前方或后方。然后將另一個同等大小的實物放置于平面鏡后,要求與平面鏡前方實物成像位置完全重合,對兩者大小進行觀察。然后計數方格格數表示成像與實物距離平面鏡的距離。將實驗結果記錄下來并進行交流討論。根據以上實驗可以得到結論,即平面鏡所成像為虛像,成像與實物大小完全一致,且兩者相對于平面鏡的距離完全一致。通過這種方式,使學生參與到課堂導入性探究實驗活動的全過程中,有助于激發學生的創新意識以及探究能力,提高學生對物理知識點的學習興趣。
二、創設教學情景,活躍課堂氛圍
蘇科版初中物理教材中的知識點與相關概念大多比較抽象,加之初中階段學生的思維能力比較有限,無法在第一時間很好的理解物理知識以及相關定理、原理,容易導致課堂氛圍流于枯燥、表面的境地中。有研究中認為,探究性實驗教學模式的應用能夠為初中物理課堂教學增添很多的趣味,不僅能夠活躍課堂氛圍,還有助于激發學生的學習興趣,使學生在探究活動的過程中培養起創新、創造的意識與能力。如在蘇科版物理教材有關“聲音的傳播”這一知識點的教學過程中,為了讓學生更好的理解相關概念,教師可以創設教學情景,讓師生共同參與到實驗活動中,以激發課堂活躍性。如規定前排學生不回頭看,然后隨機抽取后排的兩名學生,讓他們分別說一句話,然后讓前排的學生猜測是誰發出的聲音。前排的學生立刻活躍起來,感到了有趣,經過熱烈的討論能夠得到正確答案。此時教師可以拋出問題“同學們可以告訴老師,你們是怎么猜對的嗎?”在學生的答案中引入“音色”這一概念。通過這種方式,使學生以一種輕松、趣味的方式參與到實驗教學活動中,使課堂氛圍更加活躍,進而促進教學效果的提升與優化。
三、加大探究性實驗開放性,提高學生參與主動性
在初中物理學科教學活動中,引入探究性實驗的最終目的是提高并發揮學生的探究能力,獨立發現問題、解決問題、并升華知識構成。教學工作者應當盡全力增強教學活動的開放性,使學生能夠主動投入教學活動中。以蘇科版初中物理教材中的“電流與電壓的關系”這一知識點為例,教師需要引導學生在實驗過程中掌握改變電壓水平、設計電路圖、以及選擇器材的具體方法。在引導學生展開探究性實驗的過程中鼓勵學生提出自己的看法與創新思路,如通過增加干電池數量的方式來調整電壓水平,或通過增設滑輪式變阻器的方式調整電阻兩端電壓水平,并對不同狀態下的電流變化情況進行觀察等。教師選擇其中具有可行性的方案,指導學生對自行設計的方案進行驗證,并在課堂中進行交流與討論。通過這種方式,在自行設計的探究性實驗方案中得到電流與電壓的對應關系,同時對提高探究性實驗開放度,培養學生創新意識與創造能力而言均有非常重要的意義與價值。
四、結束語
在初中物理教學活動中引入探究性實驗教學的方式不單單是新課程標準對初中物理學科教學所提出的要求,更是提高學生綜合技能的需求之一。初中物理教學工作者應當積極更新并調整教學觀念,利用探究性實驗加強對學生的引導,使學生的學習熱情被充分調動出來,提高對物理問題的解決與探究能力,從而促進初中物理學科教學質量與水平的全面提升。
【參考文獻】
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人教版初中物理教育教學過程中涉及到的物理基本概念、物理公式推演以及物理實驗講解往往比較枯燥,極易讓初中生興趣缺乏,且學習吃力。所以,探究人教版初中物理與信息技術的整合教學對于初中物理教師利用信息技術優化物理教學策略,提升課堂效率有著不可替代的重要意義。
一、初中物理與信息技術的整合教學概念
信息技術指代的是一種利用計算機對傳播技術和通信技術的集成技術。信息技術能夠最大程度的實現各種信息和媒體技術的儲存、展現以及編輯。而教育教學活動中,讓物理教學與其他學科或者教學手段進行關聯,并積極避免學科意識中的矛盾出現,這便是整合教學。故而,初中物理與信息技術的整合教學指的是在信息技術的基礎上運用科學合理教學理念進行的教學行為。進而確保教學過程中教學資源、教學手段等相關教學要素和教學過程進行整合和協調,最終讓學生學習興趣得到激發,提升學習積極性。
二、初中物理與信息技術的整合教學途徑
(一)網絡技術支撐教學資料
信息技術背景下,互聯網中涵蓋的教學資料愈發豐富,借助網絡技術支撐教學資料,并
培養學生處理資料的能力是提升學生對于物理知識探究的重要途徑。網絡技術為學生構建了太多的問題解決情景,也提供了更多課堂內外的更多物理知識。這樣,網絡技術就能讓學生在相關教學資料的搜索之后完成亟待解決的物理問題。
例如,人教版初中物理有關“電與磁”的相關章節教學過程中,教師就可以向學生提出諸如“磁場是什么”“磁場存在嗎”“磁場存在的形式是什么”。學生一旦帶有疑問,教師便可以帶領學生在網絡中搜尋相關問題的答案,進而解決磁現象和磁場性質的概念教學。
(二)計算機技術提供整合平臺
說到底,初中物理與信息技術的整合基礎便是計算機技術搭建的教學平臺。運用計算機
相關軟件、PPT等多媒體軟件為學生構建一個動態、新穎和方便的學習環境。進而彌補傳統教育教學過程中的不足之處,激發學生的探究學習欲望。
例如,在“電路串聯和并聯”的教學過程中,由于線路復雜、知識枯燥,學生往往很難明確分辨出電路的并聯和串聯狀況,更不用說電路的正確連接。尤其是面對實物原件和電路圖的偏差,學生更難正確處理。所以,利用計算機技術中的PPT、幻燈片等多媒體軟件或者技術就能將復雜交錯的電路元件拆分,并清晰展現給學生。亦或者教師借助某些網絡視頻直接展現電路的連接過程。
(三)生動進行實驗教學
物理實驗教學是初中物理教育教學中最為重要的組成部分之一。如果將信息技術與初中
物理整合進行教學,很多物理實驗和物理現象將會更加生動和形象,學生也能在這一環境下引導學生進行知識歸納。
例如,人教版關于“浮力”的相關章節教學過程中,要想讓學生明晰阿基米德原理,必須在教學過程中明確說明浮力測量方法和浮力的概念。在引入教學概念和實驗方法的時候教師便能通過計算機播放“曹沖稱象”的動畫片,進而結實浮力的概念和浮力的影響因素等。學生對于動畫的關注度高,學習興趣也就得到激發。
物理是一門以實驗探究活動為主要抓手的學科,強調學生主動構建知識體系。實驗是物理教學中的重要組成部分,蘇科版《物理》級教材中所涉及到的各種物理實驗達到271個之多。“以實驗促發展”,“從活動中學”,由此凸顯學生主體學習的地位。實驗活動因此成為學生知識自主構建的重要途徑,它是將物理知識從可能性向現實化轉化的有效手段。
傳統的實驗教學側重于實驗的嚴謹和注重物理知識規律的驗證,教師為了順利揭示實驗規律,建構物理知識,總是始終圍繞知識目標的達成做文章,先介紹實驗所需的原理,對實驗設計過程進行逐一分析,對實驗器材的取舍和使用總是不厭其煩的講解,這種傳統的“照方抓藥”式的實驗設計過多凸顯出教師的主導地位,學生離開教師的“拐棍”就無法開展實驗探究,對培養學生提出問題能力、猜想能力、設計實驗方案等實驗探究能力存在明顯的不足。
“活動單導學”模式下的物理實驗教學所倡導的“實驗活動方案”超越了單一“書本世界”,目的是引導學生從生活經驗和生活經歷中發現問題,分析問題,解決問題[1]。下面筆者就兩個實驗設計片段對比闡釋一下“活動單導學”模式下物理實驗設計。
一、傳統的實驗設計
蘇科版初中物理實驗報告手冊是江蘇省教學研究室為廣大初中學生編寫的與物理教材相配套的實驗教材,每一個物理實驗都是以實驗報告的形式編排,對學生開展物理實驗探究起到一定的指導作用。“觀察水的沸騰”是學生實驗,其報告的框架體系如下:
實驗目的:觀察水加熱到沸騰過程中的主要現象,能說出沸騰過程中的溫度規律。
實驗器材:(略)
實驗操作要點與注意事項:(略)
實驗與記錄:(1)按照圖示裝置安裝好實驗器材(由下至上安裝,石棉網的高度應根據酒精燈及其外焰的高度適當調整)。
(2)用酒精燈給燒杯加熱,觀察水中發生的現象。
(3)水溫到達90℃時,開始記錄溫度計的示數,以后每隔1min記錄一次,直到水沸騰后2min。
數據處理:如圖所示,以時間為橫坐標,溫度為縱坐標,建立平面直角坐標系,在坐標系中標出各個時刻的水的溫度,然后用平滑的曲線連接起來,即可得到加熱過程中水的溫度隨時間變化的圖像。
實驗結論:由水的沸騰圖像可知,沸騰前,水的溫度 (不斷上升/保持不變/不斷下降);沸騰時,水的溫度 (不斷上升/保持不變/不斷下降)。實驗測得水的沸點是 ℃。
思考與討論:(1)由于水中有空氣存在(常附著在容器壁和底面上),在加熱過程中水向小氣泡中汽化,而使氣泡變大。沸騰前和沸騰時水中氣泡的變化有什么不同?(2)液體沸騰時需要吸熱,你是通過什么樣的實驗操作和實驗現象來驗證這一結論的?
分析:這種實驗編排設計看似水到渠成,步驟清晰,實驗過程比較嚴謹,方便學生按部就班地進行操作,脈絡分明,適合學生進行現象觀察和數據記錄。但實際這樣對活動過程的處理是對教材實驗活動的生搬硬套,在實際教學中效果非常不理想。雖然在探究活動中教師始終在叮囑學生注意觀察溫度計的變化、氣泡和聲音的變化以及杯口出現的“白汽”等,但由于學生既有的知識水平和操作能力有限,實驗過程中存在很多問題亟待解決,如:學生不清楚應該觀察哪些現象?記錄哪些實驗數據?如何對實驗數據進行合理分析?為什么要采用數學上的圖像來研究物理問題?反思實驗設計過程,我們發現,這樣的實驗報告只是籠統的提出實驗目標和設計方案,研究問題的手段和方法單一,學生的合作參與過程沒有體現,更多的是給予器材和實驗步驟,至于到底應該在實驗過程中如何觀察實驗為什么要進行這樣的數據處理沒有更多的關注,導致學生在實驗操作過程中漫無目的。
二、“活動單導學”模式下的實驗設計
針對以上問題,筆者在對“探究電路中電流與電壓、電阻的關系”實驗時采用以下設計:“探究電路中電流與電壓、電阻的關系”在新課標中屬于“理解、運用”層次的,對于學生來說該知識建構要求比較高,如果只停留在表象的接受,必然難以掌握“歐姆定律”真正的內涵與應用的范疇,當然也難以關注到實驗背后的方法和能力的提升。
三、兩種設計的對比分析和對“活動單導學”的詮釋
對比兩種實驗設計的編排,從表面上看沒有多大區別,都是按照實驗操作順序進行實驗。傳統的實驗設計更體現出老師主體的作用,學生只是方案的執行者,沒有個體的自主充分活動的余地,只是讓學生對照實驗報告手冊亦步亦趨的操作實驗,驗證實驗規律;而“活動單導學”的實驗方案設計的編排更側重于從生活情境引導學生,逐步探究,對實驗方案設計與實驗器材的取舍完全交給學生主宰,凸顯學生主動探究實驗的主體性。學生在探究活動中主體能動性體現非常明顯,如實驗方法的選擇,實驗數據的處理方法等。
“活動單導學”的實驗設計最大的特點是將整個實驗操作分解成若干個系列活動,每個活動都呈現出階梯性和層次性,實驗目的明顯,在逐步深入理清和分析問題時,學生思維自由,探究手段多樣化,通過抽絲剝繭,層層推進,將問題推向解決的最高端。而對于學生來說,問題解決雖具有一定難度,但仍然是“跳一跳夠得著”。因為在每個活動中都有學生獨立思考,小組協作,讓學生在自我思考和合作討論過程挖掘學生的直接經驗,通過實驗活動拓展延伸,將簡單的模仿實驗變成獨立的思考,層次清晰,能最大限度地體現出老師的“總指揮”的作用:把課堂看成戰場,把打仗權交給學生,學生通過打仗,問題才能暴露;老師指揮打仗,及時調整方法、策略;活動方案為“綱”,步步引導學生對問題探究的深入[2]。在“拐棍”的指導下,探究的對象和手段的選擇更有目的性和自選性。數據處理的手段由老師規定的物理圖像變成由學生自己選擇分析數據的方法,讓學生學會對數據處理并進行“有效”篩選,學會反思,更能切身體會到物理圖像這些手段對物理規律的研究的重要性!
參考文獻:
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基本的科學的物理方法主要包括觀察法、實驗法、邏輯思維方法和數學方法等。前兩種方法是基礎,然后運用數學方法定量分析,再建立物理學理論體系,思維邏輯方法貫穿整個研究過程,幾種方法密不可分。具體而言,實驗方法包括間接測量法、實驗推理法、控制變量法、實驗歸納法;邏輯方法包括理想化方法、比較法、類比法、等效法;數學方法包括圖象法、數學定義法。選擇不同的方法,探究不同的問題,是一種技巧,也是教育工作者應傳授給學生的技能。在教學過程中,應用心仔細。備課時深入研究教材,分析其中的科學方法;課堂上通過活動讓學生感受科學方法;在實驗中提煉科學方法,引導學生總結歸納,達到能對知識進行解構、轉化、重構的境界,能夠運用課本上的知識,解決課本以外的問題。
二、如何提高物理教學質量
提高物理教學質量,不是某一種單一方法可以完成的,要全方位思考,多角度努力。筆者總結了一下一些方法,供同行參考。
1.創新教學思路,培養創新精神,提高教學質量
首先要轉變的,是教學觀念。教育工作者應該明白,教學不只是為了教會學生知識,更重要的是提升他們的綜合素質。教師課堂講解,學生整理筆記,并不利于物理的學習。思維活躍的初中生更愿意去探索物理知識,提高學生學習的積極性,有利于提高物理教學質量。其次要完善的,是教學方法。“活到老,學到老”,教育工作者特殊的崗位性質決定了教師要不斷更新自己的知識庫,方能應對學生提出的問題,對學生進行正確的輔導。停滯不前的教學方法只會造成落后的局面,影響物理教學質量。第三要創新的,是教學思路。初中生思維活躍,教師時常跟不上節奏。在培養學生創新能力的過程中,教師自己也要創新。創新教學,尋找最便捷最科學的方法解答學生問題,善用最簡單的例子激發學生的求知欲,都能提高物理教學質量。
2.在習題中實施物理方法,作業編排走向系統、多樣
物理學致可以分為三個階段:習得規律、變式練習、策略運用和遷移。前面提到的概念教學,屬于習得規律階段,以陳述性為主。變式階段和遷移階段,如何將陳述性的知識轉化為程序性,是一個不斷探索的過程,給學生多次變式練習的機會,顯然是不錯的嘗試。教會學生理解題意、知識定向、運用方法、列式運算,對于學生正確理解、運用物理方法很有幫助,這一階段的關鍵在于,教師需講解清楚,何種情況下要用何種物理方法。這又涉及到情境訓練,筆者將在下一節中進行論述。值得注意的是,作業的安排并非越多越好,單一、零散的安排,只會加重學生的壓力,而并不會加強他們的邏輯性,高耗低效。改變作業的編排方式,從整體的角度出發,例題、隨堂測驗、課后作業要形成體系,新授、分章、期中、期末、一輪復習、二輪復習、高考模擬,要分階段、有側重點地安排練習。作業不一定局限在“筆頭”,還可以有整理知識點向老師提問、觀看名師視頻進行學習、幫老師收集資料換位思考等。作業設計是一門科學。
3.體驗式教學培養科學素養,從情境訓練感悟物理
枯燥的講述式教學,已不能適應當前需要。學生不愿意聽,不愿意學,興趣得不到提高,物理教學質量難以提升。培養學習興趣,是教育工作者必須重視和思考的問題。對于學生和教材進行分析,選擇有效的體驗策略,通過“激情引趣,初嘗體驗;實踐體會,充實體驗;評價反饋,內化體驗;總結遷移,升華體驗”四個階段,培養學生的科學素養。已有學者在高中教學中進行了嘗試,取得了不錯的效果。這一教學方法同樣適用于初中生,但如何制定出更符合初中生行為習慣、性格特點的體驗策略,還需要廣大教育工作者進行探索。運用好問題情境法、聽覺信息情境法、角色體驗情境法、視頻情境法、活動體驗法等多種方法,尋找一條合適的情境訓練之路,亦能提升物理教學質量。
三、總結
1 形成性評價的涵義
形成性評價其實就是對教育教學過程、方法、計劃等不同的活動進行一定的判斷及診斷.從中了解到具體教學過程中所存在的問題,并及時的提供相關的信息反饋,以保證以后的教學活動能更加完善.
2 高中物理教學中應用形成性評價的必要性
首先,高中物理教學中引入形成性評價體系可以提高學生的綜合素質,并且在提高學生學習成績的基礎上,激發學生的實踐創新能力,使學生的探究精神得以提高.其次,高中物理教學中應用形成性評價體系可以提高學生對物理課程學習的積極性,幫助教師解決教學工作中遇到的問題,實現教與學之間的緊密結合,學生可以在不斷的學習過程中找出自己的短板,激發學生學習的主動性.最后,形成性評價體系可以完善教師自身素養,從而有效提高教學質量.
3 形成性評價在高中物理教學中的應用
3.1 縱向的評價
首先,采取分層教學的模式.學生在初中的學習基礎各不相同,步入高中之后,學生對物理知識的了解和掌握程度也不相同.教師根據學生對知識的掌握和理解程度的差異進行分析,從而實施分層教學.例如,高中物理教學中經常會涉及到“測量運動物體的加速度”這一問題.目前,有多種方法可以進行加速度的測量.教師可以首先提出一種高中階段最基本、最常用的方法――用“打點計時器”進行測量.教師通過介紹打點計時器的組成結構和工作原理來引導學生進行實驗測量,讓學生掌握最基本的原理和方法.其次,教師在此基礎上,可以引導學生去理解并運用“頻閃照片”的方法來測量加速度.其計算加速度的原理與打點計時器通過紙帶計算加速度的原理很相似.接著,教師通過介紹“光電門”的原理,引導學生用光電門來測量物體的加速度,其操作方法要比前兩種更簡單,但原理有所不同.最后,教師還可以引導學生去掌握更現代的方法――用“DIS實驗設備和位移傳感器”來測量物體的加速度.這是一種近年來非常流行的用電腦軟件結合傳感器的測量方法,其特點是容易操作和測量、實驗精度很高.但是,要求實驗操作者熟悉相應的實驗應用軟件、能進行傳感器與實驗裝置的組裝并懂得傳感器的原理.這樣一來,教師可以根據學生掌握知識和實際操作能力的不同,在使全體學生都掌握最基本方法和原理的基礎上,讓不同層次的學生獲得不同層次的知識、方法和原理.教師分層教學的引導,可以激發學生對未知領域知識的好奇心,從而提高學生的探索能力.
其次,實行開放式教學.開放式教學是目前形成性評價體系的重要組成部分.形成性評價體系要求教師重視學生的主體地位,對傳統的授課模式進行改變.教師需要充分認識到學生在教學中的主體地位,突出學生的個性,培養學生在學習過程中的創造和創新能力.例如,在進行“探究電磁感應現象的產生條件”這一內容時,由于學生對“電磁感應現象”本身就比較陌生,其中涉及到的物理量也比較抽象.所以,學生不容易得到“電磁感應現象”產生的真正條件.此時,教師首先可以提供充足的實驗器材供學生使用.然后設置一些引導性的問題,讓學生去思考.如:想要觀察到“電磁感應現象”應該要使用哪些器材?“電磁感應”是“電”感應出“磁”還是“磁”感應出“電”?“感應”如何通過實驗器材的操作來呈現?學生通過討論并設計相應的實驗方案.然后老師引導學生對提出的實驗方案進行驗證.當學生觀察到了“電磁感應現象”以后,老師便可對學生進行下一步的提問:哪些情況下會產生“電磁感應現象”?有什么共同規律嗎?引導學生進一步去探究“電磁感應現象”發生的規律和條件.最后學生跟據老師的引導進行總結歸納,并設計實驗最后驗證.這樣的開放式教學符合時展的需求,體現了以學生為主體的課堂教學模式.在開放式的教學環境下,學生的個性能夠得到充分的發揮,學習的積極性和主動性能夠得到極大的調動,探索的欲望能夠得到有效的增強,各方面的能力能夠有明顯的提升.
3.2 橫向的評價
首先,進行課堂教學評價.課堂教學評價就是對教學過程中的參與者進行評價.在課堂上,教師可以借助課堂時間對學生的知識掌握情況進行測評,課堂限時檢測便是最常見的形式之一.比如,老師可以精選少量具有典型意義的習題,在課堂上對學生進行限時檢測.檢測時不需要采取一人一桌的方式,這也是為了讓學生的自覺、自律意識得到更好的培養.檢測完成后,老師把正確答案公布在黑板上,讓學生交換批改試卷,學生互相批改的過程實際上也是一種相互評價、相互學習、相互研究的過程.這樣的評價有利于學生之間的取長補短、共同提高.最后,教師根據檢測的結果,能夠清楚了解每個學生對課堂教學內容的掌握情況,從而可以對不足之處進行有針對性的提高和鞏固.