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[!--downpath--]摘要:在探究式化學(xué)實驗教學(xué)過程中,設(shè)計良好的問題能對整個教學(xué)過程起到引導(dǎo)和推動作用。班主任應(yīng)依照教學(xué)內(nèi)容設(shè)計問題,提出問題,以問題作為探究式實驗教學(xué)的起點和出發(fā)點,以問題作為探究式實驗教學(xué)過程的主線,引導(dǎo)中學(xué)生科學(xué)探究,進(jìn)而達(dá)到教學(xué)目的。本文通過《探究單擺的周期公式》這一案例,闡述了探究式實驗教學(xué)過程中的問題設(shè)計方式,并總結(jié)了探究式實驗教學(xué)問題設(shè)計的經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:探究式化學(xué)實驗教學(xué)問題設(shè)計
《普通中學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出,科學(xué)探究既是中學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方法之一,因而,大力提倡發(fā)揮中學(xué)生主觀能動性的探究式化學(xué)實驗教學(xué)方法,也就成為中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)。科學(xué)探究中所包含的要素有:提出問題、猜想與假定、制定計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與搜集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作。在整個教學(xué)過程中,問題的選擇與設(shè)計是探究式教學(xué)的指揮棒。設(shè)計良好的數(shù)學(xué)問題除了能給中學(xué)生探究化學(xué)規(guī)律提供一種導(dǎo)向,并且這些導(dǎo)向會使中學(xué)生在實驗過程學(xué)校會研究和探求大學(xué)物理實驗 單擺,進(jìn)而提升中學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和科學(xué)研究能力。
1.探究式實驗教學(xué)中的問題設(shè)計方式
1.1提出問題與推測假說
化學(xué)學(xué)的研究是從提出問題開始的。我們所說的問題是指才能通過搜集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)而回答的問題。這個問題可以是通過觀察和體驗而感興趣的問題或則是一個可以驗證的觀點,我們要求中學(xué)生能從數(shù)學(xué)學(xué)的角度明晰地敘述問題,并曉得提出問題的目的和意義。
比如:在《探究單擺的周期公式》一課的教學(xué)中,我和中學(xué)生共同討論后得出,要了解單擺的周期公式就應(yīng)當(dāng)曉得單擺的周期與什么誘因有關(guān),因而提出問題:單擺的周期可能與什么誘因有關(guān)?單擺的周期公式是如何的?
提出問題后,中學(xué)生對此進(jìn)行猜測和假說。猜測和假說是對實驗結(jié)果的預(yù)測,是構(gòu)建在觀察、分析現(xiàn)有的證據(jù)和往年的知識經(jīng)驗上的,并不是盲目的猜想。通過對解決問題的方法和問題的答案提出假定,以及對化學(xué)實驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測,我們才能從中得出整個實驗探究過程的基本思路。
中學(xué)生經(jīng)過討論后提出猜測:單擺的周期可能與單擺的振幅A、小球質(zhì)量m、擺長l有關(guān),事實上是否這么呢?那就須要設(shè)計實驗來檢驗推測。
1.2擬定計劃與設(shè)計實驗
在推測和假說的基礎(chǔ)上,我們要設(shè)計一組實驗來檢驗我們的推測。在計劃中應(yīng)當(dāng)確定所研究問題的變量和應(yīng)變量,寫明詳盡的實驗器材和實驗步驟,以及在實驗中要進(jìn)行的觀測。我們在實驗的設(shè)計過程中,設(shè)計以下探究實驗:
探究實驗1:探究單擺周期T與擺球振幅A的關(guān)系。選擇相同的擺長l和相同質(zhì)量m的小球,而使單擺的振幅A不同,進(jìn)行實驗,觀察小球的周期T是否相同。
探究實驗2:探究單擺周期T與擺球質(zhì)量m的關(guān)系。選擇相同的擺長l和相同的振幅A進(jìn)行實驗,而使小球的質(zhì)量m不同,觀察小球的周期T是否相同。
探究實驗3:探究單擺周期T與擺長l的關(guān)系。選擇相同的振幅A和相同的小球質(zhì)量m,而使單擺的擺長l不同進(jìn)行實驗,觀察小球的周期T是否相同。
1.3進(jìn)行實驗與搜集證據(jù)
在探究式實驗過程中,怎么推動教學(xué)過程,引導(dǎo)中學(xué)生自主實驗,問題設(shè)計是相當(dāng)重要的。設(shè)計的問題恰當(dāng),可以引導(dǎo)中學(xué)生思索,有助于探究;設(shè)計的問題不恰當(dāng),則會使探究式實驗失去應(yīng)有的作用。對探究式實驗的問題設(shè)計可以使實驗的內(nèi)容擴(kuò)寬、延伸。
在整個實驗過程中,我不要求中學(xué)生去死記實驗步驟,而是在實驗各個階段設(shè)計出合理的問題供中學(xué)生思索。
問題1:單擺應(yīng)該選用哪些樣的球?哪些樣的線?線的寬度應(yīng)該在哪些范圍內(nèi)?
問題2:檢測擺長用哪些檢測工具?線長檢測好后掛還是掛好后檢測?手持?jǐn)[球拉緊檢測線長還是自然懸掛檢測線長?
問題3:怎樣較為正確陽線出小球的半徑?
問題4:有哪兩種不同的擺動?如何保證小球的擺動是簡諧運動?小球擺成圓柱擺,對周期有哪些影響?怎樣防止圓柱擺運動?
問題5:秒表如何讀數(shù)?要不要估讀?秒表質(zhì)數(shù)位與質(zhì)數(shù)位的刻度不連續(xù)是如何回事?
問題6:如何檢測單擺周期?從何處開始計時較為確切?到何處停止計時?測30-50個周期有哪些用處?
問題7:單擺擺動時如何控制變量測單擺的周期?控制什么變量?記錄什么數(shù)據(jù)?
問題8:單擺的周期與什么誘因有關(guān)?單擺的周期公式是如何的?
通過設(shè)置上述問題,中學(xué)生在實驗過程中不但曉得如何做,并且曉得為何這樣做,真正能在做學(xué)校,在學(xué)中思。
1.4剖析數(shù)據(jù)與得出推論
實驗中得到的觀察和檢測結(jié)果稱為數(shù)據(jù)。實驗結(jié)束時要對數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析,我們要啟發(fā)中學(xué)生思索,實驗數(shù)據(jù)是否存在某種規(guī)律或趨勢?能夠支持以前的假說?實驗中是否存在缺陷?是否須要搜集更多的數(shù)據(jù)?通過回答那些問題,中學(xué)生能逐漸向?qū)嶒炌普撏苿印?span style="display:none">h46物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
借助多媒體和計算機(jī)輔助,我經(jīng)常把數(shù)據(jù)按照須要整理成表格或圖象,便于更好地剖析數(shù)據(jù)。我將實驗數(shù)據(jù)輸入計算機(jī),借助“幾何畫板”軟件或則Excel軟件記錄并處理數(shù)據(jù),經(jīng)過計算機(jī)調(diào)整函數(shù),中學(xué)生發(fā)覺單擺的周期T與T∞的圖線可以挺好地擬合。
化學(xué)推論是對實驗研究發(fā)覺的總結(jié)。在下推論的時侯,一般須要重復(fù)幾次實驗?zāi)軌虻贸鲎詈蟮耐普摗６嘀魅螒?yīng)鼓勵中學(xué)生從得出的推論中發(fā)覺新的問題,并設(shè)計新的實驗來尋求答案。
2.探究式實驗教學(xué)中問題設(shè)計的經(jīng)驗與反省
2.1階梯性問題引導(dǎo)探究過程
原南斯拉夫的維果茨基針對人的智力發(fā)展水平提出了“最近發(fā)展區(qū)”的概念。“最近發(fā)展區(qū)”是指中學(xué)生在有指導(dǎo)的情況下,利用班主任幫助所能達(dá)到的解決問題的水平與只身解決問題所達(dá)到的水平之間的差別,實際上是兩個臨近發(fā)展階段的過渡狀態(tài)。
因而,中學(xué)生研究目標(biāo)的確立,應(yīng)從現(xiàn)有知識出發(fā),向“最近發(fā)展區(qū)”邁進(jìn)。在探究活動中我們可以在各個環(huán)節(jié)設(shè)置操作性強(qiáng)的階段性問題,引導(dǎo)中學(xué)生的探究過程。要注意設(shè)置問題的難度和指導(dǎo)性,不能是中學(xué)生難以解決的,也不能是中學(xué)生輕而易舉才能解決的,而要有一定的研究過程。這是由于目標(biāo)太高,其實現(xiàn)機(jī)率太小,不能起鼓舞促進(jìn)作用;而目標(biāo)過高,不需努力即達(dá)到,則不具激勵作用。就好比讓中學(xué)生從樹上摘蘋果,不能是很輕松地就摘出來的,而要讓中學(xué)生使勁往上跳一跳才會摘到的,這樣能夠有助于中學(xué)生自身發(fā)展。其實這個蘋果的位置也不能太高,倘若中學(xué)生怎樣跳都摘不到,中學(xué)生也會失去研究這個課題的信心和興趣。
因而,如何設(shè)計階段性問題就成為一個至關(guān)重要的要素,并且這種問題要有價值,要起到對研究課題的指導(dǎo)性和引導(dǎo)性的作用,使中學(xué)生在解答這種問題的時侯的同時就是在進(jìn)行科學(xué)研究,解決這種問題能夠?qū)φ麄€實驗起到柳暗花明、撥云見日的作用。
2.2開放性問題拓展思維空間
開放性問題是指容許做出多種可能解釋或回答的提問。開放性問題通常不具備完整的初始條件,解答過程具有不確定性、發(fā)散性、發(fā)展性和創(chuàng)新性等特征。解決開放性的數(shù)學(xué)問題,一方面能使不同的中學(xué)生都能形成自己的思索結(jié)果,找到問題的答案,讓每位中學(xué)生都有所得,另一方面又能使中學(xué)生從不同的角度思索,提供不同的解決方式,使中學(xué)生的創(chuàng)造性思維得以發(fā)展。探究式教學(xué)的基本目標(biāo)之一是發(fā)展中學(xué)生批判性和創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)心態(tài)和科學(xué)精神。班主任必須認(rèn)識到,在探究教學(xué)中最重要的不是記住數(shù)學(xué)推論,而是使中學(xué)生有機(jī)會探求思索,有機(jī)會回答問題,因而提高她們自主探究的能力。雖然中學(xué)生得到的答案是片面甚至是錯誤的,但只要中學(xué)生經(jīng)過了思索,才能獲得數(shù)學(xué)研究的經(jīng)驗,這些過程和經(jīng)驗比正確答案更加重要。
2.3拓展性問題鼓勵創(chuàng)新思維
教學(xué)的最終結(jié)果不是用所授知識剿滅問題,而是在初步解決問題的基礎(chǔ)上引起新的問題,從而把問題的探究延展到課外,使中學(xué)生更多地了解知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。諸如:單擺的形成歷史是如何的?單擺在生活中有什么應(yīng)用?研究單擺周期的計算機(jī)軟件是怎樣應(yīng)用的?所設(shè)計的這種拓展性問題能剌激中學(xué)生形成新的看法,因而促使她們創(chuàng)造性思維和解決問題能力的發(fā)展。拓展性問題不但能鞏固知識,迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的興趣,并且能提高中學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性,拓展中學(xué)生視野,最終能啟發(fā)中學(xué)生,把中學(xué)生引上創(chuàng)造之路。
探究式化學(xué)實驗中提出的問題除了能迸發(fā)中學(xué)生的求知欲,并且是中學(xué)生吸收知識、鍛煉思維能力的主要途徑。問題應(yīng)存在于探究式實驗教學(xué)的整個過程中,應(yīng)使教學(xué)活動自始至終圍繞著問題的探究和解決展開,進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)造性思維的目的。通過對問題的各個擊破,中學(xué)生在新材料、新情景、新問題面前勇敢指責(zé),不斷探求,中學(xué)生將不再是悲觀的知識接受者,而是積極的探求者和研究者。只有這樣,中學(xué)生能夠成為學(xué)習(xí)真正的主人。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部擬定.普通中學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗).人民教育出版社,2003.
[2]張維善.普通中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)教科書數(shù)學(xué)必修3―4.人民教育出版社大學(xué)物理實驗 單擺,2004.
(作者系華中師范學(xué)院教育碩士)
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