浅谈美国实验探究教学.doc

浅谈美国物理“探究实验”教学
【摘要】物理探究实验，是物理课堂教学的重要组成部分，是学生由表入里、由浅入深认识物理知识的重要领域，在物理教学中成份较重。合理的物理探究实验不仅能巩固知识，激发学生学习兴趣，启迪学生思维，促进学生的认识结构，而且可以在探究实验过程中发现问题，创造性的解决问题，这正是物理教学所要达到的目的。
【关键词】物理 探究实验 课堂教学
物理学是以实验探究为基础的学科，实验探究方法是直观、有效传播物理知识的途径。正所谓“他山之石，可以攻玉”，分析研究其他国家的实验探究方法，取长补短，借他山之石，以为己用，则可使我们得到事半功倍的教学效果。本文正是采用这种思想，对美国的实验探究教学思想进行分析。
一、美国的探究实验教学
20世纪上半叶经历了两次世界大战，科学技术得到进一步发展。在此期间，欧洲国家提出了探究教学的思想，其中比较系统的论述探究教学思想的当属美国实用主义哲学家、教育家杜威。杜威对传统的教学方法“以教师、教室、教科书为中心”进行了深刻的批判，他倡导的教学方式为师生共同活动、共同经验、把教科书等书本降到次要的地位，活动是主要的，教学地点也不再限于教师之内。他把教学探究分为五步：
（1）教师要给学生准备一个真实的经验的情境——要有一个对活动本身感兴趣的连续的活动；
（2）在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物；
（3）从资料的占有和必需的观察中产生解决疑难问题的观念的假设；
（4）学生必须自己负责一步一步地展开他所想出的解决问题的方法；
（5）他要有机会通过应用来检验他的想法，使这些想法意义明确，并且让他自己去发现他们是否有效。
第二次世界大战以后，美国生物学家、教育家、课程论专家、芝加哥大学教授施瓦布进一步解释通过探究教学获取知识的方法。包括五个方面的探究技能的发展：确定和界定问题、建立假设、设计实验、收集和分析数据、解释数据并作出结论。一般需遵循以下基本程序：
（1）给学生呈现调查研究的领域和方法；
（2）明确问题，确定研究中遇到的困难；
（3）思考问题，提出假设；
（4）思考解决问题的途径、方法或是重新设计实验，或用不同的方法处理数据；
（5）推到出结论。
以上两种教学思想均没有取得预想的效果，分析其原因可以发现，杜威的探究教学理论忽视了教学活动有其固有的特征，使教学活动狭窄化；过分强调学生的直接经验，否定了书本理论知识和教师在书本中的指导作用，使学生陷入盲目状态，易造成教学上的混乱。与之相似的，施瓦布将探究教学活动等同于科学家的科研活动，同样忽视了教学活动本身固有的属性，再加上教学进度缓慢、耗时，需要大量的教学材料和设备；教学秩序混乱，对教师的要求过高，教师无法把握探究教学的节奏等等。
分析他们的探究教学思想，取其精华，去其糟粕，使我们少走弯路，达到事半功倍的教学效果。
二、做好物理探究实验的几点建议
（1）把握好探究实验的时机
探究实验能引起学生的好奇心和对知识的渴望，随后进行知识的传授会得到很好的教学效果。例如在进行声音的共鸣的实验时，在进行知识的讲解之前，首先给学生们做一遍演示实验。把两音叉分别插在共鸣箱上，使两共鸣箱的开口相对，彼此相距约50-75毫米。敲击其中一个音叉，几秒钟后，用手握住音叉的叉股，使它不再振动发声。这时可以听到另一个音叉在发声。拿一个用线悬吊的轻质小球跟这个音叉的叉股接触，轻质小球被弹开。表明这个音叉在振动。实验结束后，询问学生发现了什么现象。在这个过程中需要引导学生发现共鸣的现象。之后，就可以结合教材讲授声音的共鸣现象，这样学生们是带着疑问来听课，注意力会更加集中，记忆也会更加深刻。讲解结束后，让学生自己思考设计一个实验来证明他们对已有知识的理解，并在教师的帮助下做一次探究实验，可以加深学生们对已学知识的理解和记忆。
（2）教师演示实验与学生主体参与实验相结合
首先，讲授知识前得演示实验，应该由教师自己独立完成。因为此时学生对于实验中的现象无法理解，即使是学生亲自动手实验也不会有太深的印象，只是走马观花。此外，教师进行演示实验可以增加实验的成功概率，并节约课堂实验时间，也方便教师对学生观察实验现象进行引导。而所谓学生主体参与的演示实验教学策略是指在课堂演示实验教学活动中，教师请一个或几个学生到演示实验桌前，在教师指导和帮助下，由台上的几个学生动手进行实验操作，下面的全体学生观察实验现象。在这种实验教学应放在教师讲授完教材知识，学生对实验中的现象有了自己的理解之后。教师起到控制全局的主导作用，首先教师讲授知识之前进行了演示实验，学生对实验的过程和操作已经有所了解，可以在教师的指导下进行实验。教师应在此时引导学生分析实验现象与误差原因，指导学生实验记录，引导全班学生认真观察实验现象，启发学生寻找实验规律，认真分析实验现象产生的原因。运用这种实验教学方式的教学内容，可以取得以下效果，一是实验可信度不高的实验教学内容，让学生参与提高了实验的可信度；二是让学生熟悉操作过程的实验教学内容，让学生在整体参与的情况下，训练学生的动手动脑的能力；三、可引导全班同学共同参与实验，调动全班学生积极性，积极引导学生观察、猜想、分析、归纳和总结。让学生来参与增强了实验的可信度同时，学生参与实验，增强了学生感性的认识，学生亲身经历了实验过程，形成了深刻的印象锻炼了学生动手能力，学生熟悉了实验的操作过程，活跃了课堂气氛，培养了学生的团结协作精神，达到了很好的教学效果。
（3）应用物理知识的探究实验
在复习课中也可以引入探究实验目的在于让学生运用所学的知识解释实验现象，培养学生理论联系实际和分析问题、解决问题的能力。这些实验不再是教材上要求演示的实验，而是由老师提出要求，学生自己独立完成的实验。如果实验取得成功，可以有效地帮助学生突破在学习过程中难以掌握的知识，并消除学生对知识的模糊认识。例如在压力和压强这一节课后，由于学生对压力和压强概念认识不深，往往把两者混为一谈。为此，我设计下面小实验要求他们复习课时完成：让全班同学站立起来，首先要求他们双脚均匀受力，感受一下脚掌受力，然后让他们一只脚着地，再感受一下脚掌受力，最后让他们只有一只脚的脚后跟着地，自己比较一下变化。通过此实验中的亲身体会，学生就会对在压力一定时，压强和受力面积成反比的关系，加深了理解，认清了压力和压强两者的区别。从而消除了学习过程中遇到的障碍。自然现象千姿百态，又相互联系，初中物理就是通过观察、实验寻找它们之间的规律，而探究实验可以创设特定的条件和情境，把所要观察的现象直截了当的显现在学生面前，使他们能快速、准确的掌握抽象的物理概念、规律。学生的生活经验往往会产生一些荒谬的结论。解释这些生活上貌似违背物理知识的现象，不但可以加强学生对物理知识的理解，还可以引起他们对科学知识的浓厚兴趣。因此除了探究实验外，在复习课中，教师可以让学生提出一些他们认为违背物理知识的现象或者引导他们提出一些质疑，然后对这些现象进行解释，消除他们的疑惑。
（4）实验中多媒体的应用
随着社会的发展，科学技术的进步，多媒体在教育教学领域发挥着非常重要的作用，多媒体辅助探究实验教学，是利用多媒体动画摸拟实验的全过程，并对实验还可以进行一定的技术处理。充分发挥多媒体辅助物理实验教学的功能。它虽然不能取代物理探究实验教学，但在有些特殊领域内起着非常重要的作用。应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程，从而突破时间和空间的束缚，进行逼真的模拟，灵活地放大或缩小物理场景，将物理过程生动形象地展现于学生眼前，使学生加强认识，理解透彻。如有些实验是科学家在特定条件下完成的，教师不可能实现在课堂上的操作，只能借助图片、文字来表述，让学生通过想象在头脑中再现，如原子弹的爆炸、“神舟七号”飞天等场面。若用多媒体，则可顺利再现其壮观的场面，让学生获得更多的感官刺激。他们仿佛身临其境，从而激发爱科学、爱祖国的热情。还有一些实验，教师虽然在课堂上进行了演示，但可见度小，不易观察，教师在讲台上滔滔不绝，学生在下面“雾里看花”——实验效果不明显，很难引起学生的共鸣。往往要么教师拿着实验器材逐一给学生看，要么让学生到前面去看，这样既麻烦又浪费时间。只要利用现在很多学校都配上了的实物投影仪，就可以对这一类的实验进行放大，让学生看得明明白白。因此，在初中物理探究实验教学中，恰当地运用多媒化辅助教学同样也起着非常重要的作用。
物理教师带领学生成功而生动的探究实验，不仅有利于学生掌握物理知识，培养学生的实验技能和各种能力，而且还能培养学生的兴趣和爱好，调动他们的学习积极性，发挥非智力因素的能动作用，引导他们从小爱科学、学科学，激发他们树立攀登科学高峰的雄心壮志。
【参考文献】
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