一、科學探究實驗教學對物理課的重要性
《物理課程標準》定義了物理學的課程性質。物理學是研究物質結構、物質的相互作用和運動規律的自然科學。它由實驗和理論兩部分組成。物理學實驗是人類認識世界的一種重要活動,是進行科學研究的基礎?!段锢碚n程標準》要求通過基本知識的學習與技能的訓練,讓學生初步了解自然界的基本規律;通過科學探究,使學生經歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發展初步的科學探究能力,形成尊重事實,探索真理的科學態度。正確地掌握物理實驗的探究方法,有助于揭示要研究的物理現象、物理規律的本質屬性和內部規律。
二、科學探究過程對學生實驗能力的重要性
現在的中學生可以從各種媒體獲取大量的知識,但這些知識是前人總結出來的,學生只是機械式的記憶,他們并沒有體驗發現新規律時的樂趣;孩子是每個家庭的重心,在家長的呵護之下任何家務活動都不干,動手能力越來越弱;每個家庭只有一個孩子,遇到問題沒有討論的對象,交流合作能力也缺失。而物理科學探究實驗對學生能力的培養是多方面的,通過培養學生勇于猜想和假設的能力;實驗設計能力;實驗觀察能力和數據分析能力;交流合作精神來彌補以上缺失。授課時加大科學探究實驗教學的力度,有利于對各種能力的培養,是全面提高人的素質必不可少的一個方面。科學探究的基本過程主要有以下七個要素:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數據、評估、交流與合作??茖W探究提出問題是科學探究的前提,這一過程需要通過學生自己體驗,體驗成功者的喜悅。猜想與假設就是嘗試將已有的科學知識與問題相聯系,從而對探究的方向和可能出現的實驗結果進行推測和假設。探究過程更加科學如果沒有實驗方案,則科學探究操作就失去了根據。實驗數據是對實驗事實的客觀記錄,證據是進行科學分析的根據,有利使學生養成嚴謹的科學態度,注重交流、評價的互動空間,給學生提供展示的機會。那么,如何來增強科學探究實驗教學的力度,改進并提高實驗教學效果呢?
三、下面我以 “探究杠桿的平衡條件”一課談談在課堂中怎樣訓練學生的科學探究能力
1.提出問題
愛恩斯坦說過:“提出問題有時比解決問題更重要。”學習本節課之前,學生已經學習了杠桿的基本知識,掌握了力臂的作圖方法,知道了什么是杠桿的平衡狀態。如何能讓學生認識到杠桿平衡受力和力臂的影響呢?我首先將已調節平衡的杠桿兩側等臂的位置各掛上2個鉤碼,讓學生看到杠桿處于平衡狀態,提醒學生觀察看到什么現象,取下左側的一個鉤碼,學生觀察到杠桿右端下沉,將杠桿回復平衡后再將左側鉤碼向外側移動一個格,學生又看到左端下沉。提出我的問題:哪些物理量的變化會影響杠桿的平衡,學生根據已有的感性認識馬上回答力的大小和力臂。通過對情境的設計可以將學生對力臂概念的抽象想象,轉化為直觀的認識,自然而然的想到所研究的問題。
2.猜想與假設
牛頓說過:“沒有大膽的猜想和假設,就做不出偉大的發現。”猜想不能漫無邊際的胡猜,我還是將已調節平衡的杠桿兩側等臂的位置各掛上2個鉤碼,讓學生看到杠桿平衡。根據學生的感性認識來啟發學生思維,你看到在杠桿平衡時,兩邊的力和力臂有什么樣的關系,馬上有學生回答,力和力臂都相等。“兩邊的力和力臂都不相等時,杠桿能平衡嗎”,“能”又有學生回答。既然力和力臂都在變化,它們之間又有什么樣的關系能?我引導學生討論力和力臂的關系,有學生說“我看到左右各掛2個鉤碼各1牛,力臂2個格,加得3,平衡時力和力臂相加相等”。馬上有學生反對,相乘也相等。我作為教師引導學生的思路向正確的方向進行,告訴學生下面需要大家通過實驗來驗證力和力臂之間究竟存在怎樣的規律。作為教師要啟發學生思維,針對提出的問題,要全面地搜索有哪些可能出現的結論,通過積極引導,讓學生的猜想朝方向進行。