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1、問題的提出 作為自然科學的重要方面和基礎(chǔ),物理學是研究自然界物質(zhì)運動最基本規(guī)律的科學,是中學科學教育的重要內(nèi)容和載體,。物理教學肩負著提高學生的科學素質(zhì),促進學生全面發(fā)展的歷史重任,。然而長期以來,由于種種原因,義務教育階段的物理教學,處在1種以“刺激----反應”為核心的重復性、操練性,、受動式教學局面,既不利于學生基礎(chǔ)性學力的提高,更不利于學生發(fā)展性學力和創(chuàng)造性學力的提高,。剛剛跨入新世紀,我們以“在探索中發(fā)現(xiàn),在發(fā)現(xiàn)中建構(gòu)(新知識)”的教學理念為基石,強調(diào)知識的個人意義,將認知、體驗與感悟納入學生的生活世界,提出“探索--發(fā)現(xiàn)”教學法做為我校開展研究性學習教改實驗的主打課題,。 2,、理論的源頭 學習始于疑問,起于經(jīng)驗,成于積累。學習者以“自己內(nèi)化了的概念結(jié)構(gòu),、思維模式來把握世界,總是把世界納入自己的理解和解釋交流之中”①,并以自己的價值取向,、已有的認識結(jié)構(gòu)和認知方式為前提,面對知識客體用取舍、加工,、變革,、內(nèi)化的方式,實現(xiàn)認知方式,認知結(jié)構(gòu)的改造和超越,以致有所“發(fā)現(xiàn)”,進而形成主體的新的認知結(jié)構(gòu)與認知方式。美國當代認知心理學家布魯納認為,探索與發(fā)現(xiàn)是學生學習過程的固有性質(zhì),強調(diào)學生在學習過程中的積極性,、主體性,、探索性時,更強調(diào)“學習不是對新信息的直接吸收和累加,而是新舊知識之間的相互作用,在這種作用中,包含著學習者對知識客體的選擇、甄別,、批判和創(chuàng)造”,即學習的發(fā)現(xiàn)性,。提出并倡導“發(fā)現(xiàn)學習”,主張既通過發(fā)現(xiàn)過程進行學習,也把發(fā)現(xiàn)作為學習的目標。作為教學方法,發(fā)現(xiàn)法的基本程序為:預定學習課題(創(chuàng)設(shè)問題情景)----提出猜想和假設(shè)(現(xiàn)象到結(jié)果的因果預測或要素假定)----回復猜想或驗證假設(shè)(按計劃進行探究,直至發(fā)現(xiàn))----評估改進----完善總結(jié)(獲得新知),。 青年學生“從探察物體而得到知識”,依敏銳選定目標,籍實驗查明物理,靠內(nèi)心感悟領(lǐng)略新知,用“實驗的精神”指導我們學知識,、做學問。從治國平天下的角度看,“格物致知”適于古老的文化背景,從科學進展的歷史和當今學校教育的現(xiàn)實看,與“格物致知”同出1轍的“探索--發(fā)現(xiàn)”學習法更適合于初中物理教學。 在類似的“知識結(jié)構(gòu)課程論”影響下,為了使發(fā)現(xiàn)學習成為可能,現(xiàn)行教材1方面盡可能地把學生在認識客觀事物時的原發(fā)現(xiàn)利用起來,如:在章首出示實物或?qū)嵕罢掌?在課文開頭提出1些與兒童生活較近的不解現(xiàn)象或問題;課文中高密度穿插演示實驗;設(shè)計大量的資料卡片與紀實性圖片等,。另1方面盡量通過“想想議議”,、“小實驗”和生活性習題等形式誘發(fā)學生的再發(fā)現(xiàn)。給“探索--發(fā)現(xiàn)”教學法的課堂實踐提供了便利,。 湖北大學教育學院陳佑清博士,針對“教學認識論”對學生認知中的發(fā)現(xiàn)被貶低與否定,強調(diào)“認識學生學習過程的發(fā)現(xiàn)性質(zhì),有利于我們從學生學習知識的過程本身出發(fā),去規(guī)劃和設(shè)計培養(yǎng)學生創(chuàng)造力的教學方案”,力主以探索,、發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ),去培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。 “探索--發(fā)現(xiàn)”教學法在物理教學中有以下優(yōu)越性:(1)能激發(fā)學生的智慧,發(fā)揮學生的潛力;(2)能提高學生的能動性,使學生自己把知識系統(tǒng)化,、結(jié)構(gòu)化;(3)能使學生學會發(fā)現(xiàn)的試探方法,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力;(4)其學習內(nèi)容適合于1般程序性知識,更適合于非情境意義的跳躍性知識;(5)有利于引導學生從生活走向物理,從物理走向社會,。 3、模式的形成 無論是知識,、技能的學習,、還是心智的學習,有同化順應的成分,也有重組再認的成分。從認知對象與認知結(jié)構(gòu)的相互作用來看,學習是學習者認知結(jié)構(gòu)的改變過程,。義務教育階段的物理教學既要讓學生學習初步的物理知識與技能,還要讓學生經(jīng)歷基本的科學探究過程,受到科學態(tài)度和科學精神的熏陶,。從學科型態(tài)和性質(zhì)看,概念課、實驗課,、練習課,、活動課的學習都包含著“探索”、“發(fā)現(xiàn)”環(huán)節(jié),。發(fā)現(xiàn)不止限于學習者的未知領(lǐng)域,確切地說,它包含學習者用自己的體驗和感悟親自獲得知識的1切辦法,。 具體教學中雖然沒有萬能的套路可仿效,但我們在教學中從認知心理學角度演繹,、提煉形成的如下模式經(jīng)實踐檢驗是行之有效的: 1,、了解學習內(nèi)容。對所學內(nèi)容事先有1個大體的了解,通常用自讀預習的方法明了學習內(nèi)容或認知對象,。 2,、明確發(fā)現(xiàn)方向。在明確知識目標的前提下,以自己的知識底蘊,形成和建構(gòu)個人化的知識系統(tǒng),對學習者來講,所要吸收,、內(nèi)化的知識,在視域上是有指向性的,。只有瞄準了“發(fā)現(xiàn)”的方向,才會使學習過程更有積極意義。 3,、完成知識準備,。目的是將記憶庫中的信息流從非聯(lián)結(jié)狀態(tài)調(diào)取到傳導狀態(tài),給原有經(jīng)驗賦予當前意義,為探索性學習做好準備。 4,、進入探索狀態(tài),。借助生活體驗或?qū)嶒灢僮?采用系統(tǒng)思考法,尋求新、舊知識結(jié)合點,從個別知識的縱向結(jié)合進入新的認知層面,面對認知對象在1個,、幾個甚至1連串的突破中獲得新信息,。是發(fā)現(xiàn)的初始階段。 5、梳理加工創(chuàng)造,。面對新增加進來的信息,按其與新知識的親疏關(guān)系進行過濾篩選,根據(jù)當前的建構(gòu)意義和邏輯聯(lián)系進行加工改造,形成1系列待組合的知識點被學習者所把握,。是發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。 6,、形成新的結(jié)構(gòu),。對新、舊知識點銜接,、組合,、延伸,上升為新的知識層面,再經(jīng)過取舍、修補而形成新的成塊裝或網(wǎng)絡(luò)狀的知識結(jié)構(gòu),被學習者所吸收和內(nèi)化,。是發(fā)現(xiàn)的終點(后續(xù)的練習,、鞏固、強化等學習環(huán)節(jié)不在此話題之列),。 下面就人教版義務教育課程標準實驗教科書9年級物理第105章第3節(jié)《比熱容》這節(jié)概念課的教學,例說“探索----發(fā)現(xiàn)模式的應用,。 (1)初讀,了解《比熱容》的大體內(nèi)容:什么是比熱容,比熱容的單位,大比熱容物質(zhì)----水的利用。 (2)確定探索方向:從探討物質(zhì)的吸熱(或放熱)本領(lǐng)入手,認知物質(zhì)的特性,。 (3)做相應的知識準備:熱量,、溫度、內(nèi)能,、溫度計的使用,、熱傳遞條件與過程、電熱的能量轉(zhuǎn)換等,。 (4)進入探索狀態(tài): 問題啟發(fā): a,、燒開1壺水與燒開半壺水哪個吸熱多?這1現(xiàn)象說明什么? b、將1壺水燒熱與燒開哪個吸熱多?這1現(xiàn)象說明什么? c,、綜述a,、b,物質(zhì)吸熱多少與哪些因素有關(guān)? d、不同物質(zhì)在質(zhì)量相等,、溫度升高度數(shù)相同時,吸熱相同嗎? 實驗觀測:用同規(guī)格的電加熱器,同時分別給同質(zhì)量的水,、煤油加熱,由溫度計觀測到煤油的溫度升高得快;停止給煤油加熱并記下此時煤油的溫度值,觀察水的溫度變化。繼續(xù)加熱1段時間以后,水溫達到所記錄的煤油溫度值,。 1 2下1頁 個別性突破:質(zhì)量相同的水和煤油在溫度升高度數(shù)相同時,水吸熱比煤油多(即水的吸熱本領(lǐng)強),。 1般性突破(換用其它物質(zhì)重復以上實驗后得出):質(zhì)量相等的不同物質(zhì)在溫度升高的度數(shù)相同時吸收的熱量不同,即不同物質(zhì)吸熱本領(lǐng)1般不同。 (5)分析比較創(chuàng)造發(fā)現(xiàn): a,、多因素的歸1化處理:用單位質(zhì)量(1kg)的物質(zhì)溫度升高1個單位(1℃)時吸收的熱量來比較物質(zhì)的吸熱本領(lǐng),據(jù)此引申得出比熱容定義及單位,。 b、類比得出1kg某種物質(zhì)溫度降低1℃時放出的熱量在數(shù)值上也等于它的比熱容(條件,、時間允許,也可在實驗中研究發(fā)現(xiàn)),。 c,、反向思維訓練: 問題1:同質(zhì)量的水與煤油,吸收同樣多的熱量,誰的溫度升高得快? 問題2:將從同1火爐取出的質(zhì)量相等的鐵球與鋁球分別投入裝有同樣多水的燒杯中,當兩只燒杯中的水溫達到同1值時,此時哪個球的溫度較低?(以上兩問均以溫度改變值為因變量,分別從吸熱、放熱兩方面倒過來幫助理解比熱容的物理意義),。 (6)形成新的知識結(jié)構(gòu): a,、新體系:分子運動論----內(nèi)能----熱量----比熱容(關(guān)于內(nèi)能方面概念的擴充使學生基本掌握用物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)知識認識和解釋宏觀熱現(xiàn)象的武器)。 b,、新單位體系:米,、千克、秒----米3,、焦耳,、攝氏度----米/秒、千克/米3----焦/(千克.攝氏度)(學生認識的物理量的單位有單因子單位,、雙因子單位豐富到3因子單位,認知水平隨量綱向量的增多而提高),。 c、新應用體系:液體熱脹冷縮----溫度計;物質(zhì)吸熱放熱----狀態(tài)變化----電冰箱;分子熱運動----物體內(nèi)能改變----熱傳遞----水的比熱容大----內(nèi)陸與沿海氣候差別成因以及取暖或制冷過程介質(zhì)的選用(隨著知識的豐富,隨著科技,、社會,、生活視野的拓寬,隨著理論與實際的結(jié)合點增多,學生的創(chuàng)新精神與實踐能力逐漸形成)。 4,、實施的策略 “探索--發(fā)現(xiàn)”學習是教師在指導學生學習物理概念和原理時,只給學生呈現(xiàn)事例和問題,讓學生積極思考,獨立探索,自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應原理和規(guī)則,。要使學生由接受式學習走向探究式學習,真正實現(xiàn)“在學習中探索,在探索中發(fā)現(xiàn),在發(fā)現(xiàn)中創(chuàng)造”的飛躍,教師應該也必須做好以下工作: 1、處理好學習的目標性與思維的開放性的關(guān)系,。探究事物的聯(lián)系,、事物的因果、事物的發(fā)展,由于事物的復雜多樣性,取直線從1個方向由已知到未知往往難于實現(xiàn),須得從多方面尋求路徑,。如甲,、乙兩架戰(zhàn)機在空中勻速同向行駛,乙機相對于甲機向東運動,若以地面為參照物,乙機向何方運動?誰的速度大?對此兩個答案都合題意:(1)乙機向東運動,乙機速度大于甲機速度;(2)乙機向西運動,甲機速度大于乙機速度。 2,、處理好啟發(fā)誘導與主動探索的關(guān)系,。學生在學習知識的過程中,當且僅當他們以主體身份出現(xiàn),能動地對認知對象及材料進行選擇,、組合和創(chuàng)造,才會對所學有新的發(fā)現(xiàn),。引導不能取代自主,啟發(fā)不能代替探究。教師要少做“點撥”,更不必告知結(jié)論,只能為學生的學習設(shè)置情景,推動進程或指導印證,。也惟有如此,才能凸顯學生的主體地位,為學生的發(fā)現(xiàn)學習提供“局外服務”,使教師在其中的角色定位更合適宜,。如學習“定滑輪的省力效果”,不要急于給出“定滑輪不省力”的結(jié)論,而讓學生直面問題:升國旗時,利用旗桿頂上的定滑輪省力了嗎?并且為學生備好滑輪、鉤碼,、彈簧測力計等物,以便學生選擇器材進行探索性實驗,。用實驗測量的方法,學生發(fā)現(xiàn)“定滑輪不省力,也不費力”,但這是為什么呢?大家不能滿足 |
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