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关键词科学方法 教学方法 科学教学方法
1 研究意义
在科学教学中,将科学方法融入科学教学中,能够使学生获得科学知识及科学方法。但科学方法都有其特定的对象及适用范围,这也就决定了其本身的局限性,比如归纳方法,由于人们一般是根据对事物现象的归纳来获得结论,所以它缺乏内在的必然性,同时不能保证一定获得真理;比如演绎方法,首先它只适合于已有理论的证明和推演,而不能导致新的科学发现,其次因为演绎方法的正确性取决于前提的正确性,所以它不能保证其结论的正确性;比如观察,观察只能直接发现对象的现象,而不能直接发现对象的本质,不能直接观察到所研究的对象,某些现象能直接观察到,某些现象不能直接观察到而只能间接观察到,观察只能直接观察到具体特殊事物的性质和特点,而不能直接观察到事物普遍的共性;再如实验,诚然重要,但并非所有领域都可以进行,实验不能代替理论研究,它总是特殊的,特殊的实验结果与普遍的结论之间总是有距离。
小学科学课堂中,恰恰存在许多此类问题:一些科学教师不了解科学方法的局限性,某种程度上夸大或者淡化了科学方法的作用。①一方面,教师在教学过程中,由于自身对科学方法的内涵认识模糊,所以在使用科学方法进行教学的过程中,无法向学生清晰介定科学方法使用的领域和对象,存在将科学方法的使用范围扩大、僵化地刻意遵守等问题;另一方面,又存在一些在教学过程中淡化科学方法的问题,过度求新、过分注重细节而忽略了课程内容里所隐含的科学方法。
所以,厘清科学方法和科学教学方法的区别和联系,正确理解两者的关系,从而在科学课堂里融入科学方法进行教学,对于学生获得科学知识和学习科学方法,形成正确的科学观,感受科学的价值和精神,都具有较大的指导及促进意义。
2 科学方法与科学教学方法
2.1 科学方法及分类
人们通常把达到目的的途径(手段)称为方法。科学认识活动的目的是要探索客观世界的普遍规律和因果性,对被观察到的事实即形形的事物现象作出理论解释,以此对客观世界的复杂图景做出精确地深刻的描绘。科学方法就是人们为实现达到认识客观世界这一基本目的而采用的手段和途径。科学研究的方法包括基本逻辑方法和一般技术方法。②
所谓基本逻辑方法,就是基本的思维规律和思维方法。在科学技术研究中,人们会运用到各种各样的思维方法,其中有些方法是在任何场合任何时间都要用到的,而另一些则只是在某些特殊的场合和时间才用到,前者就是基本逻辑方法,包括比较与分类、演绎和归纳、分析和综合等。
比较与分类是认识和研究事物的两种最基本的逻辑方法。比较就是在不同事物之间或在同类事物之间找出它们的差一点和共同点的逻辑方法。分类是在比较基础上根据一定的标准对各种事物进行类别划分的逻辑方法,即根据对象的共同点和差异点,将对象区分为不同种类的逻辑方法。归纳和演绎是在科学技术研究中最常用的一对逻辑思维方法。归纳方法是指从个别事物的现象的研究中概括出一般原理或结论的逻辑思维。这种方法主要由推理前提和结论两部分组成。演绎方法是从一半到个别的推理方法,即用已知的一般原理考察某一特殊的对象,推演出有关对这个对象的结论的方法。分析是把一个完整的对象分解为不同的方面和部分,把负责的对象分解为各个简单的要素,并把这些部分或要素分别进行研究和认识的一种思维方法。综合方法就是寻求研究对象的各个部分、侧面、因素的内在联系,把对象的各个部分联系起来作为一个整体加以研究的思维方法。此外,还有数学方法、控制论方法、信息方法、系统方法等,有的学者认为想象、直觉、灵感也是理论思维方法的较特殊的形式。③
科学技术与其他学科的一个重要区别就在于它不仅要运用各种逻辑思维方法进行研究,而且它还常常使用各种技术方法进行研究。技术方法就是运用某种技术和设备手段进行研究的方法。主要包括观察和实验两种。
观察就是通过感官接受外界各种刺激,再经过大脑处理,形成对外界的感受,科学观察一般是指人们在科学研究中有目的、有意识地对事物和现象进行感知、描述和记载的方法。广义的观察包括自然观察和实验观察,狭义的观察仅指自然观察。自然观察是在现象自然发生的条件下进行的,是人类运用的最早的一种观察,根据不同的标准将观察分类:(1)根据所用观察工具不同将观察分为直接观察和间接观察两种类型。直接观察是通过感官直接观察对象,间接观察则是借助于一定的一起对对象所进行的观察;(2)根据观察结果性质将观察分为定性观察和定量观察两种。定性观察即确认研究对象是什么或什么性质的观察,定量观察则是确定该事物或现象的大小、速度、强度、时间长度等数量性质的观察,又叫测量或观测;(3)根据观察的条件将观察分为非受控观察和受控观察,非受控观察是在不影响观察对象的条件下所进行的观察,受控观察是在对观察对象施加某种影响的条件下所进行的观察。科学实验师在某种科学理论的指导下所进行的运用技术手段来展现某个对象,或推进研究对象的进程,或改变、控制其某些因素而使对象展现某些过程的活动。实验的目的有二,其一是探索和发现新现象或新规律;其二是检验已有知识或理论的正确性。实验由实验者、实验对象、实验仪器三者组成。
2.2 科学教学方法
教学方法包括科学方法,这里首先对教学方法进行论述。
2.2.1 教学方法
在当今教育理论界以及各种教育学和教学论著作中,人们对教学方法的认识不尽统一,给教学方法所下定义也各不相同。我们认为,教学方法是指在教学过程中,教师指导学生学习以达到教学目的而采取的教与学相互作用的活动方式的总称。④
2.2.2 教学方法的分类
教学方法根据分类依据的不同,可以有多种分类方式。有的学者将教学方法分为: 前苏联著名教育家巴班斯基将教学作为一个活动过程来认识,⑤他们将活动区分出三个最重要成分:组织作用的,激发的和检查评定的。由此,从整体和组织性的观点看活动,就要求有三大组的教学方法:实施学习认识活动的方法(由此而保证通过个性的中介而进行的教学信息的过程);激发学习认识活动和形成学习动机的方法(由此而保证调整学习活动的最重要职能。促进其认识的、意志的和情绪的积极化);检查和自我检查学习认识活动的效果的方法(由此,师生得以在教学进程中实现检查和自我检查的职能),其下还有相应的亚组:
第一组方法:组织和实施学习认识活动的方法。
第一亚组:按传递和接受教学信息来源分类(感知的方法):口叙法(叙述、谈话、演讲);直观法(图示、演示);实际操作法(试验、练习);教学生产劳动。
第二亚组:按传递和接受教学信息的逻辑分(逻辑的方法分):归纳法、演绎法、分析综合等方法。
第三亚组:按学生在掌握知识时思维的独立性程度(求知的方法):再现法、探索法(局部探索法、研究法)。
第四亚组:按控制学习活动的程度分(控制学习的方法):教师指导下的学习活动,包括试验教学机器在内;学生的独立工作(读书作业、书面作业、实验室作业、完成劳动作业)。
第二组方法:激发学习和形成学习动机的方法。
第一亚组:激发学习兴趣的方法:认识性游戏、教学讨论、创设道德情绪体验的情境、创设引人入胜的情境、创设统觉的情境(依靠生活经验)、创设认识新奇的情境。
第二亚组:激发学习义务和责任感的方法:说明学习的意义、提出要求、完成要求的联系、学习上的奖励、对学习缺陷的责备。
第三组方法:教学中的检查和自我检查的方法。
第一亚组:口头检查的方法:个别提问、面向全班提问的口头考试、学习上的奖励、程序性提问。
第二亚组:书面检查的方法:书面测验、测试作业、书面考察、书面考试、程序性的书面作业。
第三亚组:实验室-实际操作检查的方法、实验室测验作业、机器测验。
2.2.3 科学教学方法与科学方法的比较
科学教学方法是教师和学生为了实现共同的科学教学目标,完成共同的科学教学任务,在科学教学过程中运用的方式与手段的总称。⑥以上所介绍的教学方法在科学教学中均可使用,由于科学课的特殊性,活动部分使用较多,所以在课堂教学中主要用到第一组方法,我们通过表1将科学教学方法与科学方法进行比较。
通过对比,我们可以看出科学教学方法包括科学方法,虽然有同样的方法,不过两者略有区别。在使用归纳方法方面,科学研究中,将归纳法分为完全归纳和不完全归纳法,穆勒将归纳法分为求同法、求异法、同异联合法、共变法和剩余法,在科学教学中,主要用到的归纳方法类型是不完全归纳法中的简单枚举法,以及穆勒五法之中的求同法、求异法、同异联合法、共变法;在使用观察方法方面,科学教学使用的观察工具较科学研究所使用的要少和简单,观察的对象也有不同;在实验法的使用上,实验者、使用的仪器、对象都有不同,在使用目的上,科学教学上使用实验法主要有第二种目的:检验已有知识或理论的正确性。
通过以上分析,可以将科学教学方法定义为师生为了实现科学教学目标,完成共同的科学教学任务,引用科学方法并与普遍的教学方法相结合,形成合理的科学教学策略,在科学教学过程中的程序化但不失灵活的方式或手段。
3 科学方法与科学教学方法的比较及启示
3.1 科学方法与科学教学方法的比较
(1)从与科学教育的关系来看。科学教育的内容包括科学知识、科学方法、科学精神、科学态度和科学价值,科学方法是科学教育的重要内容,⑦科学教学方法是达成科学教育的途径。(2)从两者的具体分类来看,科学教学方法包括科学方法。从科学方法和科学教学方法的具体分类来看,科学教学方法包括科学方法(如图1)。几乎所有科学方法都可以被引用到科学课堂中作为科学教学方法。
3.2 启示
科学方法在科学课堂中的作用主要有二:一是引用科学方法进行教学,获得科学知识;二是对科学方法本身进行学习,可以促进学生进行迁移,作为更新科学知识的途径,同时也可以为未来的科学研究打基础,同时也可以培养学生形成良好的思维习惯、严谨的思维方式,更好地适应未来的社会生活。
教师有必要对科学方法有清晰的了解,清楚各种教学所用的科学方法的内涵及外延,如“穆勒五法”:求同法、求异法、同异联合法、共变法和剩余法,如果教师详细了解这五种方法,就会发现在科学课上,这“五法”中用的较多地主要有求同法、求异法、求同求异并用法、共变法,而剩余法则用的较少。如此,就能在科学教学过程中把握好教学的度,既不会盲目强化也不会无意中淡化科学方法,使学生能在科学探索的过程中学习科学知识,掌握科学方法。
注释
①吴俊明.对科学方法和科学方法教育的再认识—祝贺《化学教育》30 周年刊庆[J].化学教育,2010(2).
②杨玉辉.现代科学技术哲学[M].北京:人民出版社,2010(5).
③张巨青.科学研究的艺术—科学方法导论[M].湖北:湖北人民出版社,1988.
④河南省教师资格管理办公室组织编写.教学方法概论[M].河南:河南大学出版社,2003.
⑤巴班斯基著.中学教学方法的选择[M].张定璋,高文,译.北京:教育科学出版社,2001.
1.千方百计调动兴趣,找到学习素描的切入点
兴趣是最好的老师。在素描训练过程中,构图、形体、结构、明暗、质感、空间感等是这门课的主要训练内容。素描这门课课时较长,易枯燥,需要长期的反复训练。但素描需要自己的人真情实感的投入,只有真诚的热爱,才能触摸到艺术的灵魂进而迸发智慧的光芒。那么如何调动自己的学习兴趣呢?首先,欣赏优秀作品,特别是西方文艺复兴以来各种优秀素描作品的赏析。在欣赏的过程中,悟透艺术精髓-优秀的素描作品看起来简单,但是却作为经典流传的根本所在,从而加深自己对素描的认识:
艺术大家的素描往往是为创作服务的,在生活中有了认识,随之即兴一勾,看起来虽简单,实质是灵感火花的捕捉。拉裴尔见到一个认为很能代表圣母形象的青年妇女,恰巧手边又没有纸,就将其画在了一块薄煎饼上。他的圣母作品之所以传神,正是对生活的真正热爱与细心观察、勤奋实践的结果。素描艺术作为一门独立的画科,体现了画家不同的修养、气质。欣赏不同时期、不同画家的作品,没有千人一面的现象,好的素描作品都有独特的个性风格。达。芬奇的缜密细致,拉裴尔的优雅抒情,米开朗基罗的强悍以及强烈的生命张力,鲁本斯的性感,安格尔的含蓄、简洁及质感的表现,凡。高澎湃的激情,毕加索旺盛的创造性等等。这些个性鲜明画家的素描作品,一方面体现了他们的精神风貌,另一方面也展现了素描艺术所特有的魅力。通过欣赏经典,产生了浓厚的兴趣,几乎要跃欲试。其次,虚心向老师学习,看老师的作品,从而产生兴趣,与此同时,对自己要高要求,要对艺术具有忘我的热情和不断探索的精神,这一点特别重要。心中要有一个至高的标准,这标准不是限制素描纸的大小、笔的种类,而是修养出的纯正素质。较好的水平和能力,能在自己的作品中体现出来,这更能激发自己的素描兴趣。
2.多种方法并举,加强科学性
素描因素分析法。在素描训练中遇到的各种因素形体、结构、透视、空间、色调、明暗等基本概念逐一要进行认真把握,进一步认识到各种因素间相互联系和所处的主次地位。如形体、结构等是物体内部最重要的方面,内在的结构形成了外在的形,形体与结构是不可分割的,是学习造型的关键,而色调、明暗等因素在我们观察物体时是生动的、丰富的,都是人凭直观感觉它们在光的作用下,起到增强形体感、质感和空间感的作用。从而在思维上明确建立诸因素的基本概念,理解它们之间的相互关系,使之具备思维上的概括能力。
移位、组合学习法。如改变光源的方向、物体的转向与移位、平面切割、触摸物体等,对物象作全方位的观察、剖析,从中获取直观感受,以开拓原有的思维空间,达到对物象由表及里的全方位的观察和理解。物体移位、组合教学法是打破传统素描训练方法的新的手段。传统的方法是摆好实物的写生,有着或多或少的被动因素。教学中,我们采用随意布置的一组石膏几何模型静物,要求学生在想象中对它们进行重新移位组合,运用构图的形式规律,表达出一定的艺术情趣。在具体作画中,有时只能凭借眼前的实物获取一定的艺术信息,在沉思默想中形成有结构的意向,即创作构成有意识的主体空间。可以根据思维中形成的有结构的意象,运用具体的方法进行表现,在线条的使用和明暗色调的设计上具有鲜明的个性和强烈的情感。在这种具有艺术情趣的体验中,能更好地保持学习素描的兴趣。
3.虚心求教,感悟精髓,加强训练
一张画是反映作者作画时思维活动的过程、心理活动的过程、道德认识的提高过程。紧扣这些过程的每个环节,是学好绘画的关键。在作画的训练中,经常不自觉地用自己固有的思维方法学习,错误、混乱地表现对象,并麻木地进行下去,这一恶性循环的症状在哪里呢?其根本原因,就是对对象没有整体深入的认识、理解及全面的分析与把握。没有对感受到的第一印象进行追踪和提炼。而只凭臆造,概念、机械地表现对象。对此问题,要虚心向老师学习,纠正、修改画面的方法。由表及里地去正确把握自己的思维方法。比如:当发现形不准时,科研向老师求教,谈谈作画时怎么想、怎么看和怎么画,回顾作画过程中的每一个思维环节,针对问题出现的原因,建立起正确的认识方法,以便老师给予相应的微观指导,从而学会运用正确的方式去学习,这样就会少犯或不犯类似的错误。
4.构建科学的评价方法检验自己的成果
一、调整教材的编排体系 突出知识专题的讲练
教学活动是一项系统工程,它是由教材、教师、学生三元素组成的。其中,教材是向学生传授知识的蓝本,它限定了知识的范围,控制了教学的标高,是教学大纲的具体体现。实践证明,脱离教材的教学,在很大程度上是盲目的。但教师完全照本宣科,即使学生把课本背得滚瓜烂熟,也无法适应培育人才的需要。因此,教师的重要作用是吃透教材的知识结构,合理地组编知识专题进行教学。
1.按知识的有序性调整章节顺序。
2.按知识的网络性组编知识专题。
二、根据学生的认识规律 加强思维能力的培养
思维是人们获得理性知识的主要心理过程,是化学能力结构的核心。在教学过程中,结合化学材料,使学生在感性认识中形成感觉、知觉和观念,进而通过理性认识形成概念、定律和学说,这些都离不开科学思维的培养和锻炼。如何结合中学生的年龄特点和认识规律,培养和发展学生的思维能力呢?
1.克服思维定势,培养学生的发散思维能力。
2.通过一题多变,培养学生的逆向思维能力。
三、挖掘知识的内在规律 注重学习方法的指导
在科学技术成为第一生产力的当今世界,不论是发达国家还是发展中国家,推进教育现代化的普遍举措就是加强和更新基础教育学校的科学课程.各国科学课程改革的共同特点是:科学教育的内容在更新,课程的结构在调整,教学的方式在转变,科学方法教育已经引起高度的关注.
美国提出物理课程改革既要传授科学基础知识,又要培养科学探索精神和科学的价值观,掌握科学方法,具备科学素养;英国提倡物理教育应重视观察、量度、描述、探究、预测、实验和解释等科学过程和方法;日本要求物理课程在重视科学基本概念的同时培养科学的观点和思维方法;法国特别突出强调使学生获得有关科学活动的方法以及与之相对应的素养.各国课程的改革除了强调基础教育必须培养学生科学知识、能力和价值外,最为突出的特点是把科学方法教育作为一个独特的领域融入课程,科学方法教育已经成为世界性教育改革的共同趋向.
我们国家的近代科学教育起源于西方,虽然近百年来我们一直在向西方学习,但科学方法教育的内容陈旧和教学方式方法不当的问题始终没有解决.不但科学方法教育落后已经成为我们科学教育的明显弱势和弊端,而且国民科学素养差(据中国科协的一项调查,我国具有基本科学素质的公民比例不到3%)和科技人才缺乏也是一个基本事实,更为令人担心的是迄今为止,我们仍然缺乏对少年儿童进行科学教育的迫切需要和良好环境.中新网报道,某市场策划公司对某市中学生抽样调查的结果显示, 59.3%的中学生把影视歌星作为自己的偶像,22.2%的中学生选择了体育明星,崇拜科学家的与崇拜卡通明星的一样都占18.5%,与上一代人相比,科学家在青少年心目中的地位下降了许多;《中国青年报》报道,某市少年宫设有文艺类、体育类、外语类和科技类等各种兴趣班,五六年中每年有8000多人上课,参加科技班的学生只有10几个人;近30年来,我国各地修建的公园、庙宇和游乐场处处皆是,但却很少新建科技馆,即使是经济文化比较发达繁荣的大中城市科技馆也很少,科技馆很少有人问津.而据《科技日报》报道,在美国动手型的科技馆就有300多家,每年参观的观众多达1.35亿人次,比观看各种体育比赛的观众总数还要多.就我国科学教育的现状看,加强公民科学方法教育迫在眉睫.
本世纪初,我国颁布了《科学技术普及法》,其中明确地提出了科学普及的内容是“普及科学技术知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神”.为了实施科普法,中国科协还制订了全民科学素养行动的“2049计划”.现在实施的《义务教育物理课程标准》也把科学方法教育列为物理课程改革的三维目标之一,《义务教育物理课程标准》还就科学方法教育的要求作了十分清晰准确的论述:“让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养其探索精神、实践能力以及创新意识”;“义务教育阶段物理课程的总目标是提高学生的科学素养,让学生学习终身发展必需的物理基础知识和方法,养成良好的思维习惯,在分析问题、解决问题或作决定时,能尝试运用科学知识和科学研究方法”;“学习物理学家在科学探索中的研究方法,并能在解决问题中尝试应用科学研究方法”.在义务教育物理课程中强调科学方法教育,旨在加强对学生科学方法的教育,提高学生的科学素养.
2概念的界定及其教育目标
纵观物理学研究和发展,其成果主要表现在如下三个方面:科学理论成果、技术方法成果、思想方法成果.相应的物理学主要有三个社会功能:认识世界功能、改变世界功能和科学育人功能.19世纪以前,人们只发现了物理学在认识世界方面的功能.19世纪后,人们开始逐渐认识到物理学具有改变世界的功能,这是因为物理学推动了两次工业革命.20世纪以来,人类社会发生了电子技术、核能技术、半导体技术、激光技术、信息技术、生物技术、纳米技术等一系列重大革命.而其中每一项重大科技革命都是现代物理学的理论和方法的应用.现在人们普遍认识到,物理学在培养科学素养和方法方面具有强大功能,是其他学科不可替代的.
物理科学方法就是研究物理现象、描述物理现象、建立物理概念、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所用的各种手段与方法.中学物理中涉及到的科学方法有很多,概括起来可分为三类,即物理方法、逻辑方法、非逻辑方法.物理方法包括:观察法、实验法、模型法、理想化法、等效法、“问题――猜想――实验――理论”科学探究法等.逻辑方法包括:比较、分类、类比、分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等方法.非逻辑方法的理性思维如直觉、想象的研究方法.在物理课堂教学中实施物理科学方法教育,就是让学生在观察物理现象、形成物理概念、掌握物理规律、进行物理实验的过程中能够再认识或回忆起科学方法名称或其应用实例.学生能够说明学过的物理科学方法的基本含义,以及应用这种方法的基本步骤.学生能够根据提供的新情景,运用所学的物理科学方法进行分析与研究后得出结论,或者运用所学的物理科学方法解决问题,从而达到培养学生思维能力和科学素养的目的.
3实施科学方法教育的原则和策略
3.1挖掘教材中蕴含的科学方法,实现科学内容和科学方法教育的无缝链接
毫无疑问,物理现象的观察、物理概念的形成、物理规律的得出,是构成物理教材的主体,而科学内容和科学方法又是十分紧密的联系在一起的,科学方法常隐含在物理学知识点的建立、扩展与引申中,知识点以及知识点之间的链接处一定存在方法论的因素.从这个意义上说,科学内容应该包含科学方法,但由于科学方法教育还处在启蒙阶段,教材对科学方法的表述还没有显性化,所以把科学方法单独从科学内容中抽列出来,分析教材中的方法论因素,以物理学史资料为线索,对比物理学发展中的研究方法,分析、挖掘教材中是用什么方法描述物理现象、研究物理现象的,研究如何建立物理概念,探讨、总结并检验物理规律.这对我们实施科学方法教育具有很大的积极意义,也是进行科学方法教育的第一要务,只有梳理挖掘出教材中的科学方法,科学方法教育才有针对性.充分挖掘出教材中蕴含的科学方法,结合科学内容的学习、实施科学方法教育是最基本的也是最行之有效的方法策略.
例如,进行“速度”教学时,教材虽然没有明确提出“比值定义法”.但速度的陈述“物体运动的路程和通过这段路程所用时间的比值”却隐含了“比值定义法”.教学时,应该在认识描叙物体运动快慢的两种方法(相同时间比较路程或相同路程比较时间)后,不失时机地提出“比值定义法”,这样学生理解科学方法就贴切顺畅,如果脱离教材而空谈方法,为方法教育而进行方法教育就会成为“无源之水”.
3.2在科学探究中强化科学方法教育
科学探究既是学生的学习目标,又是重要的学习方式.更是进行科学方法教育的重要途径.《义务教育物理课程标准》将科学探究列入“内容标准”,把科学探究和科学内容放在同等地位,旨在让学生经历与科学工作者进行相似的探究过程,主动获取物理知识与技能,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,培养实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神. 科学探究的形式是多种多样的,其7个要素为:提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、表达与交流.科学探究的这些要素涵盖了众多的逻辑和非逻辑的科学方法,进行科学探究的过程,就是实施科学方法教育的过程.科学探究“是一个更加难以捉摸和费心、费力的过程,而不是一个质朴的概念,需做大量细致的观察,然后进行整理,它比课标中作为‘科学的方法’所介绍的教条性的要素灵活得多;它不仅仅是‘做做实验’,不仅限于实验室,在科学探索中实施科学方法教育比许多人能认识到的要多得多”.科学方法教育必须突出科学探究,强调做中学,让学生亲自操作实验、动手动脑,主动参与学习,体验和感悟科学探究的过程和方法,实现学习方式的转变,逐步养成敢于质疑、善于交流,乐于合作,勇于实践的科学习惯和态度.
例如,进行“牛顿第一定律”教学时,教材介绍了亚里士多德的观点,介绍了伽利略的理想实验和理想实验的思维方法,教师应放手让学生自主探究,领略它的思维和方法,使学生对研究物理学的“实验事实――提出假说――实验检验”这一基本方法有初步的了解,通过分析、概括、推理,使学生逐步认识到:物理学的发展是以观察、实验为基础,提出假说,经过科学抽象,运用数学工具,概括总结出规律,形成理论,再经过实验的检验,循环往复,使之不断丰富、深入和完善.
3.3隐性教育与显性教育相结合的原则
针对初中学生的年龄特点、认知水平和科学内容中蕴含的科学方法的不同,在确定物理方法教学目标时,必须考虑学生的实际水平.初中生刚学习物理,一般只要知道物理知识和物理方法之间的简单对应关系,将知识和方法联系起来,将物理方法穿插到物理知识中,潜移默化地实施科学方法,对于科学方法教育起步阶段是一个不错的策略,切不可片面地追求物理方法教育,把各种科学思维方法传授给学生.但是强调让学生在学习的过程中受到科学方法潜移默化的熏陶,绝不是否定科学方法的显性化处理.根据学生的可接收程度,明确地提出科学方法,显性教育与隐性教育相结合,也是我们必须重视的一个教学策略.
例如,讲“摩擦力”一节时用到控制变量的思想方法.控制变量的思想方法在后续的科学内容的学习时要经常用到.这里教师完全可以明确提出控制变量的方法,并详细介绍控制变量思想方法的含义,为学生的后续学习提供必要的方法支撑.
3.4重视评价导向功能,引领科学方法教育
由于众所周知的原因,考试在现行评价制度上还将长期存在,其“指挥棒”的作用对教育教学的引领作用还是巨大的.从近几年各地的实践经验看,加强考试命题改革,注重科学方法的考查,无疑是推进科学方法教育最为有力的手段.但科学方法的命题要“软着陆”,要积极稳妥,循序渐进,不能急于求成.
例1一个瓶子里有不多的水,乌鸦喝不到水.聪明的乌鸦就衔了很多的小石子填到瓶子里,水面上升了,乌鸦喝到了水.请你想一想,在你学习过的物理演示实验和学生实验里,实验的操作过程中运用了类似于乌鸦喝水的方法?
此题是一道填空题,试题的本意是考查“等效转化”,但试题本身对“等效转化”却没有涉及,但很好了完成了“等效转化”的考查.
改革是时代赋予我们的责任,但改革不能像睡觉翻身一样简单,一会向上,一会向下,大起大落.试题要体现“稳中求变,变中求新”的原则.“稳”在试题上体现的是:采用教师和学生比较熟悉的经典题型,不过分追求“与众不同”,坚持以传统的题型考查科学方法 .但改革还要坚持一个“变”字,稳是基础,变是策略,要本着“不打棍子,不扣帽子”的原则,大胆尝试积极探索直接考查科学方法的命题思路,试题内容变知识立意为方法能力立意,把考查的重点落实在方法和能力上.
例2“曹冲称象”的故事是大家所熟悉的,故事里蕴含着丰富的物理思想方法,其中就有“等效”的思想方法.在你所学过的物理概念或规律中,运用了这种思想方法?
高中物理教学实施素质教育的目标是培养具有较高的科学素养的人才,它主要体现在培养观察和操作能力,归纳和演绎、类比和推理的能力,使用工具、查阅资料的能力等多方面的能力上.在诸多能力的培养中,创造能力是核心,而创造能力的培养关键是科学方法的教育.物理教学加强科学方法的教育,不仅能使学生体会、认识和掌握科学的研究方法和科学的思维方法,而且还能逐步养成学生的科学态度,树立科学观念,训练和提高学生的各种基础能力.历史上凡是新的科学理论的建立都伴随着一种新的科学方法的出现,所以,科学方法对物理学的发展起着重要的作用.
1中学物理科学方法教育的两种基本方式
一般地说,科学方法教育有“隐性”和“显性”两种方式.科学方法的隐性教育,就是在物理教学过程中隐蔽地发挥科学方法的导向作用,使学生在学习过程中受到科学方法的熏陶,但一般不提方法的名称,更不对这些方法的内容进行解释.科学方法的显性教育,就是在教学过程中把科学方法的内容、特点和操作过程讲清楚,指导学生运用这些方法进行练习.
隐性方式重在使学生感受科学方法,受到科学方法的启蒙和熏陶,初步体会到科学研究的方法和策略,这种方式适合于学生对这种方法的感性认识不足时,或者这种方法对所研究的问题并不占主要地位时使用;显性方式是在解决问题中模仿应用科学方法,对科学方法进行操作训练,使学生有意识地掌握科学研究的方法和策略,这种方式适合于在学生对这种科学方法的感性认识较丰富的前提下,有目的有意识地培养学生解决科学问题的能力时使用.如初中阶段应着重进行观察、实验方法的教育;对于科学思维方法,只能隐性渗透,即在教师的指导下接受分析、比较、概括等思维方法的训练.在高中阶段,学生的抽象思维能力迅速增强,对方法论开始感兴趣,因此可以对观察实验方法作进一步显性教育,并由浅入深地逐步介绍理想化方法、近似方法、假说方法、用图象和公式反映物理概念和规律的数学方法;对于分析、综合、归纳、演绎等基本的思维方法,也可以从反复的隐性训练逐步过渡到显性教育;到高三年级还可以对科学方法做一些显性的整理和进一步的解释,并让学生在复习中反复运用.总之,物理科学方法教育需要隐性教育与显性教育相结合,在不同阶段对不同内容各有侧重.隐性起步、及时显性是科学方法教育的特点. 2中学物理科学方法教育的策略 2.1从物理概念和规律的形成中渗透科学方法的教育物理概念和规律是物理现象或过程的本质属性或规律的反映,它本身是无方法可言的.但当教学引入这些概念并加以定义时,或研究概念之间的定性和定量关系形成规律时,就需借助于一定的工具、一定的手段、通过一定的思维操作去观察、去发现,这就体现为科学方法了.科学方法体现在具体的物理研究过程中,只有把过程充分而合理的展现出来,学生才能看到科学方法有什么特征、作用,是怎样解决问题的,才能体会到掌握科学方法的意义,去自觉地学习科学方法.如在牛顿第二定律、玻意耳定律、楞次定律等规律的教学中,学生能强烈地感受到科学方法在发现规律中的作用.如教库仑定律时,教师先让学生猜想两个带电体之间的相互作用力的大小可能与哪些因素有关.学生会提出:带电体的形状、大小、两带电体带电的多少、两带电体间的距离和两带电体间的媒质等,然后再让学生考虑这么多因素怎么研究,有没有主次之分,猜想哪些是主要因素,哪些是次要因素,这些次要因素在什么条件下可以忽略;当最后还剩下电量和距离两个因素时,让学生考虑这两个因素对作用力的影响如何研究,并提出控制变量法.整个过程模拟了科学家的探索过程,包含了猜想、理想化方法、控制变量等多种科学方法. 2.2在解决实际问题的过程中渗透科学方法的教育在中学阶段,练习、考试、竞赛、小制作与小实验等活动不仅依赖于知识,而且需要采用一定的手段和思维操作方式.教师可以根据解决实际问题的需要,结合学生实际,择取和提炼符合学生实际的方法教育因素.只有通过实际运用和操作,才能深刻理解科学方法,准确而灵活地运用科学方法.教师应明确地说明物理科学方法的作用、适用范围以及应用原理和步骤,让学生模仿、操作并加以体会,在运用中掌握科学方法.如阳光透过树荫的缝隙在地面留下一个个圆形光斑,如果已知地球到太阳的距离为L,并测得光斑直径为d,树高为h,试估算太阳圆面的直径D.本题除了应用光的直线传播知识外,还需要通过抽象和概括建立理想化模型,然后采用近似手段提出D=(L-h)d/h≈L d/h(L垌h).这里的抽象和概括、理想化和近似就是科学方法教育的因素. 2.3物理实验程序的分析中渗透科学方法教育物理实验是人们根据研究目的,利用自制的科学仪器设备,人为地控制物理现象,排除干扰,突出主要因素,在有利的条件下研究物理现象的本质和变化规律.所以实验也是研究物理学的基础和基本方法.单就物理实验的基本程序,即实验原理设计、实验操作和实验数据处理这三个过程来分析,其每一过程都蕴含着丰富的科学方法教育因素.例如关于验证或探究牛顿第二定律的实验程序中,实验设计原理是运用控制变量的方法,确定a跟F、M的定量关系;小车的加速度可以不直接测量,而是用比较相同时间内的位移来确定加速度的大小.在实验操作中,为了减少误差,可运用等效替代与平衡的思想方法,使小车运动的轨道略微倾斜以平衡摩擦力;采取近似的方法,使盘和砝码的质量远小于小车的质量,以此把盘和砝码所受的重力当作小车受到的合外力.在处理实验数据时,运用图象方法,恰当选择纵轴和横轴表示的物理量,以及将被测量作某种更换(横轴以1/M表示),使这图线反映的物理意义和结论更形象、更直观. 对学生实验而言,由于学生几乎完成在自身手脑并用中历经其各个过程,因此在现有学生实验的基本程序中,分析和择取其中的科学方法教育因素,也是科学方法教育的好策略. 2.4在介绍物理学史的过程中渗透科学方法的教育中学物理教材涉及到几十位物理学家,他们在取得巨大成绩的过程中,所运用的科学研究方法和实验构思精妙绝伦,为我们提供了取之不尽的科学方法教育素材.结合教学内容介绍物理学史上科学家研究物理问题的科学方法,作为学生学习的范例无疑是实施科学方法教育的又一策略.如在万有引力定律的教学过程中,教师可先向学生介绍万有引力定律的发现经过:牛顿由苹果下落得到灵感,猜想处于更高处的月亮是否也和苹果一样受到地球的引力作用,再用演绎推理的方法把牛顿运动定律用于天体运动,用地球表面物体的重力加速度和月球轨道上的加速度进行类比,从而导出万有引力定律并把它推广到所有的物体之间.万有引力定律的推导过程实质上就是多种科学方法的教育过程.又如英国物理学家布拉凯特为了验证卢瑟福的猜测———用α粒子轰击氮核会产生新粒子,不辞劳苦地拍摄了两万多张该实验的云室照片,终于从40多万条α粒子的径迹中发现8条分叉,从而证实了卢瑟福的猜测.这里又让学生看到科学先辈是经过怎样艰难曲折的探索,才一步一步的认识到物理世界的奥秘.他们对真理的渴望,勇于坚持真理和修正错误,为真理献身的优秀品质,对学生是极富感染力的学习榜样. 科学方法教育虽然不教给学生具体的学习内容,不解决具体的知识问题,但能训练出一种科学的求实精神和追求真理的气质,而热爱科学、追求真理、具有实事求是的科学态度、富有独立思考和创新精神,这些科学品质是构成人才素质的重要因素,同时学习科学方法可以使人掌握正确的思想方法和工作方法,提高
1.初中物理科学方法教育的两种方式
一般地说,科学方法教育有“隐性”和“显性”两种方式。隐性方式是“用科学探究的一般程式去组织对科学知识的概念、规律、原理的教学过程,使学生的认识过程模拟科学探究过程,但教学过程中并不明确地去揭示所采用的科学方法原理。”显性方式是在“进行科学方法教育时,明确指出科学方法的名称,传授有关该方法的知识,揭示方法的形式、操作过程,说明原理。隐性方式重在使学生感受科学方法,受到科学方法的启蒙和熏陶,初步体会到科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对感性认识不足时,或者对所研究的问题并不占主要地位时使用。显性方式重在解决问题中模仿应用科学方法,对科学方法进行操作训练,使学生有意识地掌握科学研究的方法和策略。这种方式适合于学生对感性认识较丰富的前提下,有目的、有意识地培养学生解决科学问题的能力时使用。尤其在初中教育阶段,隐性方式教育是非常重要的。学科内容只有在经过系统学习,使学生掌握经过整理的系统知识时,才能培养起进行思维活动的能力。所以教师在教学过程中,必须对典型的物理科学方法在恰当时机加以显化,才能更好地达到教育之目的。
2.初中物理科学方法教育的原则
2.1与物理知识教学紧密联系的原则;
物理学整体是由物理知识和物理学的方法论组成的,物理学的方法论是伴随物理学的发展而建立的,在教学过程中注重传授概念、规律产生的背景、产生的过程以及在科学技术发展中应用的实例。例如,通过物理学史的小故事让学生明白为什么要提出某个概念,这个概念是怎样提出的,这个概念提出后对物理学的发展起到什么作用,让学生感受科学方法和物理知识的产生与应用紧密相联,知识与方法是血肉相联的整体。
2.2与初中生年龄特征相适应原则;
初中生主要思维特点是在头脑中可以把事物的形式和内容分开,可以离开具体事物,根据假设事件进行逻辑推演,但水平仍很低,因此初中阶段的科学方法教育方式主要是潜移默化,并不需要把各种科学思维方法传授给学生。
2.3长期性原则;
科学方法教育是科学能力的外化,提高能力比掌握知识要难。初中物理教材中的科学方法许多都是隐含的,科学方法教育在初中段也基本要求是隐性的,我们并不为讲“控制变量法”或“等效替换法”而专门讲这些方法,只是在讲相关概念、规律时用这些方法,所以学生只有在长期的熏陶下,才能潜移默化地,自觉不自觉地学到一些科学方法。例如讲“密度”一节时用到控制变量方法,讲“压强”一节时用到控制变量方法,在讲欧姆定律时还要用到控制变量方法,等等。
3.初中物理所包含的科学方法
物理体系自身包含着丰富的科学方法,总的说来,这些科学方法大致可以分为四类,那就是:物理方法、数学方法、逻辑方法、非逻辑方法。
在初中阶段物理方法主要有,观察方法、实验方法(含控制变量法)、等效方法、理想化方法等,其中理想化方法包括理想实验法和理想模型法。伽里略论证惯性定律所设想的实验──在无磨擦情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,就是物理学史上著名的理想实验。再如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内,当罩内空气被抽走时,钟声变小,由此推理出:真空不能传声。显然上述实验是人们在思维中进行的理想过程,与实际实验相比,理想实验能更大程度地突出实验中的主要因素,得出更本质的结论。理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。如表示光的直线传播的光线,描述磁场的磁感线,描述力的示意图等都属于对象模型;再如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质都属于条件模型。电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等也属于条件模型;在空气中自由下落的物体,空气阻力的作用与重力相比较忽略不计时,可抽象为自由落体运动,另外匀速直线运动也属于过程模型。
4.初中物理科学方法培养的主要方式
4.1在学生亲自体验中培养科学方法;
物理学是一门实验科学,极有利于学生亲身体验。许多过去的演示实验改成学生实验,还增加了学生的社会调查和实践,新教材的这些变化都是要加强学生的自身体验,学生通过体验可以很好的感受知识体系内的科学方法。例如水沸腾实验,学生没有实验前总认为只在100摄氏度时,水才“内部与表面”同时“剧烈”的汽化,亲身做了实验后才发现实际没到100摄氏度时,水“内部与表面”就开始汽化,只是“剧烈”的程度不同罢了。通过自身体验使学生真实的看到“量变与质变”的关系,感受相对与绝对的区别。
4.2在民主和谐的氛围中培养科学方法教育;
新课程中一个重要的理念是体现师生平等,开展探究性学习、合作学习等多种学习方式。这些学习方式就是创设一个民主和谐的学习氛围,在这种氛围中学生自我知识构建的动力得到释放,对物理知识学习、理解能够从多个方面进行,他们不再满足物理一些概念和规律的结论,而对为何要引出这些概念,为何这样引出而不那样引出,那样引出会得到什么结论等新问题产生了强烈的兴趣和求知欲。物理学体系中内含的科学方法就会在学生自己的问题中,慢慢构建出科学方法的结构。
4.3在相互交流讨论中培养科学方法教育;
师生相互交流、生生相互交流,是新课改最提倡的。学生交流解决问题的方法,既可为其它学生提出了解决问题的思路,常常还使交流学生自己又产生完全不同前面的创新思路。相互启发、共同提高,在课堂教学实践中这样的实例不胜枚举。
4.4在解题训练中培养科学方法教育;
关键词:创新实验;科学方法;实验目的;弱化;体验过程
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)13-084-02
高中物理教学中, 在传授物理知识的同时更应让学生了解研究问题的科学方法,学会透过想象研究物体的本质, 这些的意义在某种程度上应该超过传授知识本身。物理教学中物理实验是科学方法和科学思想的最好载体。近几年实验创新进行的轰轰烈烈,但是实验创新固然重要,但是在创新的同时我们不能一味的追求实验的精确性,而忽略实验中所蕴含的科学方法。对实验中的误差分析也是我们所要具有重要能力之一。
以““探究加速度与力、质量的关系”为例,该实验是中学物理实验中重要的实验之一, 该实验难度较大,过程比较复杂,也是高考中经常考察的实验。该实验中蕴含很多科学的方法。
一、实验前提条件中使用了控制变量法
“探究加速度与力、质量的关系”实验所研究的是a、F、m间的关系,为了更好的研究三者之间的关系实验中引入了控制变量的方法。
控制变量法,是在物理研究中最常用的方法之一。在“探究加速度与力、质量的关系”实验中, 在研究 、F、m之间的关系时, 先保持物体的质量m不变, 改变力F的大小, 研究a与F的定量关系。得出物体的质量m一定时, 物体运动的加速度a与物体所受的合外力F成正比; 再控制物体所受的外力F不变,改变物体的质量m, 研究a与m的定量关系。 得出物体所受的合外力F一定时, 物体运动的加速度a与物体的质量m成反比; 最后将二者加以归纳综合, 得出a、F、m三者之间的定量关系, 即物体运动的加速度a与物体所受的合外力F成正比, 与物体的质量m成反比。
二、对小车受力的处理中使用了近似方法
实验中以小车和沙桶为研究对象,根据牛顿第二定律, 得
实验中通常情况下都要忽略一些次要因素的影响,在实验采用了重物的重力来表示绳子的拉力,在满足“M远大于m”条件下是可以成立的。尽管这是一种近似,但是并不会影响的实验的本质,在实验中只要合理的引导,认真的分析清楚就没有问题。误差分析也是中学生应当学习和具备的一种能力。
三、在对小车摩擦力处理过程中采用了平衡摩擦力的方法,其本质上是等效法
通过平衡摩擦力,创设出一种等效的没有摩擦的运动环境。尽管平衡摩擦力是实验中的难点,但是对学生动手能力和科学思想方法的锻炼和培养是其他创新实验所不可替代的。然而现在实验创新中,不少人把追求实验的精确性作为实验创新的突破口,而忽略了实验的思想,这类实验创新个人认为适合实验拓展,而不适合应用在学生探究实验中。比较常见的是借助于以下两类器材进行实验创新。
第一类借助于气垫导轨减少摩擦力。该类方法的初衷与平衡摩擦力相同。但是实质上只是技术手段的提高而不是物理方法和物理思想的进步。对于学生科学方法和科学思想的培养并没有起到太大的作用。并且有做过此类实验的老师应该知道,实验中调节轨道水平难度非常大,实验灵敏度太高反而不适合学生探究。
第二类借助于光电门或者使用各类传感器。光电门的使用,使得测量出物体的运动速度变得更加准确,这是值得肯定的。但是我们面临着新的问题,其一、要用短时间内的平均速度代替瞬时速度;其二、要借助与电脑软件对数据进行直接的处理。这些反而影响到了物体受力和运动的本质,同时也转移了学生的注意力,使得一部分学生把关注的重点转移到了光电门的使用上,从而使得实验的目的被弱化,这不是我们实验初衷。
传感器的使用使得各类数据的测量变得更加准确,但是同时也掩盖了物理方法。例如力学传感器可以放在小车前端使得测出的力即为绳子的拉力,但是如何向高一的学生介绍传感器的原理和使用,并且让学生在短时间掌握其应用原理几乎是不可能的。同时物理近似方法的使用不能够得到体现和应用。再如,位移传感器可以准确的得到小车的位移和时间的关系从而得到小车加速度,但是掩盖了物体匀变速运动的求解过程,我们所能够得到的只是冷冰冰数据,给人一种不真实的感觉,期中缺少了学生的体验过程,实验也就变得没有了实际意义。
在近几年的高考中这一类的实验创新比较常见例如:
2012年海南卷给出的实验装置如图所示
2009年上海卷“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置如图所示
这些都是在教材传统的探究实验基础上的创新,作为考题无可厚非,但是这些并不适合作为学生的探究实验。
在课本探究实验基础上,我们可以尝试让学生自己自己思考如何实验创新,也可以让学生分析别人实验创新的优缺点,这样会更加有有利于学生对知识的理解和应用,更加有助于学生对科学的方法掌握,更加有助于学生向更高的层次拓展自己的思维。但是我们不能本末倒置,笔者认为实验创新只能作为教材探究实验的拓展,而不能替代教材中探究实验。我们应当立足于教材中的探究实验,注重于理解和掌握实验中的科学方法。
参考文献:
[1] 徐 红,曹冬梅,. 验证牛顿第二定律中牵引力对误差的影响. 黑龙江科技信息,2010,(36).
[2] 王宝英,. 用自制激光测速仪来验证牛顿第二定律. 物理教学探讨,2007,(1).
[3] 张晓玲, 牛顿第二定律实验的改进. 物理通报,2006,(3).
关键词:高中物理;课堂提问;原则;方法;策略
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)13-100-01
随着新一轮基础教育课程改革的进一步深入,科学方法教育受到了教育研究者及实践的广泛重视。我国高中物理新课程标准中明确提出课程目标之一是:经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律;通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验,物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。这些都要在课堂教学实现,而课堂提问又是提高课堂教学效率的重要教学方法,恰当的课堂提问不仅能够巩固知识、激发学生学习兴趣,而且还能在师生互动中发现问题、创造性的解决问题,这正是物理教学所要达到的目标。
然而,在现实的高中物理课堂教学中,课堂提问还存在着一些的问题。如,教师对课堂提问的认识不太深刻、设置课堂问题的难度不太适当、课堂提问的分布不太广泛、对学生的反馈不够具体、对学生的提问不够重视等等。久而久之,举手回答问题的学生越来越少,课堂变得越来越安静,学生对教师提出问题,不是积极的回答,而是躲闪老师的眼神,怕被老师叫起来回答问题,于是,教师自说自话的现象频频出现。因此,针对这些存在的问题,笔者在高中物理教学中,对课堂提问的原则、方法和策略进行了研究,期望能够为教学一线的教师们提供实践参考。
一、高中物理教学中课堂提问的原则
1、科学性
在高中物理教学中,课堂提问首先应当注重科学性
对重要的物理概念或规律进行阐述时,教师要用物理学科的术语,注意语言的正确性、准确性。例如,在讲比热容时,应当说“物质的比热容”,而不应当说“物体的比热容”;在讲电场时,应当说“带电体周围的空间存在电场”,而不应当说“带电体周围的空间叫电场”。当然,在科学性的前提下,课堂提问的语言还要尽可能通俗易懂。
2、启发性
在高中物理教学中,课堂提问还要注意启发性,尽量避免低效或无效的问题如“是不是”、“对不对”等,这些问题缺少对学生思维的启发,不利于培养学生发现问题、解决问题的能力。教师要尽量避免这种无意识的口头语,提问时注重问题的启发性,这样才能够提高课堂提问的效率。
3、难易适度性
在高中物理教学中,课堂提问还要注意难易适度,既不能过于容易,又不能过于困难。提问的问题要有一定的难度,要让学生经过认真思考才能够得出答案。如果问题过于简单,学生会对其不屑一顾,失去参与课堂提问的兴趣。问题过难,又会打击学生的自信心,使学生百思不得其解,而放弃思考。因此,课堂提问的问题要注意难易适度,避免课堂提问效率低下。
二、高中物理教学中课堂提问的方法
1、直接提问与间接提问
直接提问就是要开门见山,直截了当地提出问题如,“什么叫加速度”、“什么是电场强度”等。直接提问有助于教师引导学生积极地分析问题、解决问题。间接提问是欲问A,先从B开始。例如,“如何使小磁针的南极变为北极?”、“如何使己经退磁的小磁针重新磁化?”等都是间接提问。间接提问有助于学生疏通思路,进一步理解物理概念和规律。
2、正面提问与逆向提问
正面提问就是让学生在探索问题答案的过程中理解物理知识,逆向提问就是从相反的方面提出假设,让学生通过对照比较,自己得出正确结论。这两种提问交替进行,可以促进学生从问题的两个对立面进行思考,从而培养学生的思维能力。如在“磁场”一课中,教师首先正面提问:“磁场线有何特点?”学生做出正确回答后,再逆向提问:“两条磁场线是否可能相交,为什么?”通过这两种提问交替进行,使学生加深了对物理知识的理解,收到良好的教学效果。
3、广泛提问与特定提问
广泛提问是针对全体同学,特定提问是针对某一学生
在课堂教学中,要根据不同的目的进行选择,有时在同一个问题中会用到两种方法。例如在“自由落体运动”的复习课中,先广泛提问:“同学们思考一下匀加速直线运动有什么特点?”然后再分别请不同层次的同学回答,根据学生的回答,教师进行归纳总结,为新课教学做好铺垫。
三、高中物理教学中课堂提问的策略
1、设计问题的策略
问题的设计是课堂提问过程的第一步也是重要的一步,没有精心设计的问题,就没有好的提问效果。设计课堂提问的问题,首先要选择提问点,要在重、难点处提问、在蕴含物理原理处提问、在与生活相关处提问。其次要设计问题的难度与梯度,既要有一定的难度,又不能完全超越学生现有的知识基础,即设计的问题要落在学生思维的“最近发展区”内。最后要设计问题的角度,从不同的角度引导学生思考问题,以加深对物理知识的理解。
2、发问的策略
教师要把握好发问的时机,用和善的语态与学生交流,并还要给学生充足的思考时间。这样才有利于调动学生的积极性,提高课堂提问的效果。
3、导答的策略
教师要根据不同的情况,引导学生回答问题。当学生的回答离题较远时,教师要引导学生一步步靠近问题的实质;在问题较难时,教师要分解问题、降低问题的难度;最后,在学生回答不完整时,可以转叫他人把问题补充完整。
一、通过数学概念的建立、规律的揭示展示科学方法
我们的教学目的不应当只是教给学生现成的数学概念、规律,而应该让学生深入了解数学的思想方法特点。在数学概念的建立、规律的揭示过程中,往往蕴含着丰富的科学方法。
1.1建模方法
建立理想模型是研究数学问题最基本的方法之一,在解决函数问题时,我们可以考虑先确定函数的模型,从而把本来复杂的问题简化。先简单后复杂是研究数学问题的一般方法。
1.2归纳方法
归纳法是从个别到一般的思维方法,是以大量具体的经验和数学事实为基础,从中发现反映普遍特征的数学规律,这是建立数学概念,揭示数学规律的有效的教学方式。数学的概念和规律有时较难单纯依靠理性思维来获得,许多情况下必须依靠对自然的观察,尽可能多地搜集各种经验事实,在比较、分析的基础上剔除其非本质的成分,这样才能揭示事物的本质和内在规律。例如:在学习“二次函数图像的变化”时,我们可以让学生动手画,经过观察、讨论学生就可以归纳出它的变化规律。
1.3演绎方法
演绎法是从一般到个别的思维方法,在几何题的证明中它常和其他方法结合起来使用,通过从条件和问题着手,分析从而解决问题。
1.4类比方法
类比法是根据两个对象某些部分属性相似或相同,并由一个对象迁移到另一个对象的推理方法。当我们不知如何解决一个数学问题时,运用类比思维方法往往能顺利解决。例如在讲“立方根”时,可跟前面刚讲的平方根进行类比,这样学生可以较容易掌握,并印象深刻。
二、以活动为基础,让学生从活动中掌握科学方法
数学早在古希腊欧几里德时代,就有了公理体系,研究就“有法可依”了。如“对顶角相等”、“平行公理”等,公理本身是人们对有关现象进行大量考察、探索,以实事求是的科学态度建立的。而数学活动课程,是数学教育在活动中进行,即“数学+活动”。活动是形式,是实现目标的手段,让学生通过活动学习数学,让活动贯穿始终。活动中既包括操作性活动(动手),也包括观念性活动(动脑),做数学活动时要注意调动学生动脑、动手、动眼、动口,多种感觉器官密切配合,协调活动,学生通过画一画、拼一拼、摆一摆、量一量、剪一剪、数一数等形式,在“做中学”,在“学中做”。教、学、做合一,让学生在活动中感受到愉悦、轻松、快活。苏霍姆林斯基说过:“当知识与积极的活动紧密联系在一起的时候,学习才能成为孩子精神生活的一部分。”学生在活动中,体脑结合,手脑并用,既减轻了学习负担,又充分发挥了他们的兴趣、爱好和个性特长,更进一步提高了其发现问题、解决问题的能力。在数学的产生和发展过程中,数学活动自始至终占有极其重要的地位。纵观数学发展的辉煌历史,数学活动起了决定性的作用,并且人们从活动中总结出众多研究问题的科学方法,因此,在平时的教学中要让学生多观察、多动手、多思考,让学生在活动中掌握科学方法。如通过“验证勾股定理”的活动让学生懂得蕴含其中的图形的割补方法、面积相等。对于数学中众多重大的但限于中学活动条件而不能做的活动,教师可利用现代教学媒体向学生展现或模拟,让学生体验和领会其中的科学方法。
三、以知识为载体,通过课堂教学向学生渗透科学方法
数学是由一些基本概念、基本规律和理论组成的体系严谨的科学,在数学概念和规律的建立、发展和应用过程中及各知识点相互联系的地方,蕴含着丰富的科学方法,教师在教学中要善于抓住知识和方法的结合点进行渗透。例如教师在讲解“有理数的相反数、绝对值、数轴”时向学生渗透“数形结合方法”这一科学研究中最基本的方法;在讲解较复杂的“二元一次方程”,以及几何题证明过程中渗透常用的“代换方法”这一数学科学研究中最普通、最简洁的方法;在讲“轴对称图形的变化”时向学生渗透“对称方法”这一数学科学研究中最深刻、最能体现科学美的方法;在讲解“二次函数的最值”时向学生渗透“极限方法”这一数学科学研究中最具数学化、最能体现辩证思维的方法等。
四、以实践为渠道,让学生通过解决实际问题运用科学方法