摘要:在探究式化學實驗教學過程中,設計良好的問題能對整個教學過程起到引導和推動作用。班主任應依照教學內(nèi)容設計問題,提出問題,以問題作為探究式實驗教學的起點和出發(fā)點,以問題作為探究式實驗教學過程的主線,引導中學生科學探究,進而達到教學目的。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過程中的問題設計方式,并總結(jié)了探究式實驗教學問題設計的經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:探究式化學實驗教學問題設計
《普通中學數(shù)學課程標準》指出,科學探究既是中學生的學習目標,又是重要的教學方法之一,因而,大力提倡發(fā)揮中學生主觀能動性的探究式化學實驗教學方法,也就成為中學數(shù)學教學的重要任務。科學探究中所包含的要素有:提出問題、猜想與假定、制定計劃與設計實驗、進行實驗與搜集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作。在整個教學過程中,問題的選擇與設計是探究式教學的指揮棒。設計良好的數(shù)學問題除了能給中學生探究化學規(guī)律提供一種導向,并且這些導向會使中學生在實驗過程學校會研究和探求大學物理實驗 單擺,進而提升中學生的自我學習和科學研究能力。
1.探究式實驗教學中的問題設計方式
1.1提出問題與推測假說
化學學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,我們要求中學生能從數(shù)學學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》一課的教學中,我和中學生共同討論后得出,要了解單擺的周期公式就應當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,中學生對此進行猜測和假說。猜測和假說是對實驗結(jié)果的預測,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,以及對化學實驗結(jié)果進行預測,我們才能從中得出整個實驗探究過程的基本思路。
中學生經(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?那就須要設計實驗來檢驗推測。
1.2擬定計劃與設計實驗
在推測和假說的基礎(chǔ)上,我們要設計一組實驗來檢驗我們的推測。在計劃中應當確定所研究問題的變量和應變量,寫明詳盡的實驗器材和實驗步驟,以及在實驗中要進行的觀測。我們在實驗的設計過程中,設計以下探究實驗:
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不同進行實驗,觀察小球的周期T是否相同。
1.3進行實驗與搜集證據(jù)
在探究式實驗過程中,怎么推動教學過程,引導中學生自主實驗,問題設計是相當重要的。設計的問題恰當,可以引導中學生思索,有助于探究;設計的問題不恰當,則會使探究式實驗失去應有的作用。對探究式實驗的問題設計可以使實驗的內(nèi)容擴寬、延伸。
在整個實驗過程中,我不要求中學生去死記實驗步驟,而是在實驗各個階段設計出合理的問題供中學生思索。
問題1:單擺應該選用哪些樣的球?哪些樣的線?線的寬度應該在哪些范圍內(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?手持擺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?
通過設置上述問題,中學生在實驗過程中不但曉得如何做,并且曉得為何這樣做,真正能在做學校,在學中思。
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)進行剖析,我們要啟發(fā)中學生思索,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,中學生能逐漸向?qū)嶒炌普撏苿印?span style="display:none">ocv物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
借助多媒體和計算機輔助,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,借助“幾何畫板”軟件或則Excel軟件記錄并處理數(shù)據(jù),經(jīng)過計算機調(diào)整函數(shù),中學生發(fā)覺單擺的周期T與T∞的圖線可以挺好地擬合。
化學推論是對實驗研究發(fā)覺的總結(jié)。在下推論的時侯,一般須要重復幾次實驗能夠得出最后的推論。而班主任應鼓勵中學生從得出的推論中發(fā)覺新的問題,并設計新的實驗來尋求答案。
2.探究式實驗教學中問題設計的經(jīng)驗與反省
2.1階梯性問題引導探究過程
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)”是指中學生在有指導的情況下,利用班主任幫助所能達到的解決問題的水平與只身解決問題所達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,中學生研究目標的確立,應從現(xiàn)有知識出發(fā),向“最近發(fā)展區(qū)”邁進。在探究活動中我們可以在各個環(huán)節(jié)設置操作性強的階段性問題,引導中學生的探究過程。要注意設置問題的難度和指導性,不能是中學生難以解決的,也不能是中學生輕而易舉才能解決的,而要有一定的研究過程。這是由于目標太高,其實現(xiàn)機率太小,不能起鼓舞促進作用;而目標過高,不需努力即達到,則不具激勵作用。就好比讓中學生從樹上摘蘋果,不能是很輕松地就摘出來的,而要讓中學生使勁往上跳一跳才會摘到的,這樣能夠有助于中學生自身發(fā)展。其實這個蘋果的位置也不能太高,倘若中學生怎樣跳都摘不到,中學生也會失去研究這個課題的信心和興趣。
因而,如何設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性和引導性的作用,使中學生在解答這種問題的時侯的同時就是在進行科學研究,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)學問題,一方面能使不同的中學生都能形成自己的思索結(jié)果,找到問題的答案,讓每位中學生都有所得,另一方面又能使中學生從不同的角度思索,提供不同的解決方式,使中學生的創(chuàng)造性思維得以發(fā)展。探究式教學的基本目標之一是發(fā)展中學生批判性和創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)中學生的科學心態(tài)和科學精神。班主任必須認識到,在探究教學中最重要的不是記住數(shù)學推論,而是使中學生有機會探求思索,有機會回答問題,因而提高她們自主探究的能力。雖然中學生得到的答案是片面甚至是錯誤的,但只要中學生經(jīng)過了思索,才能獲得數(shù)學研究的經(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,使中學生更多地了解知識在生產(chǎn)生活中的應用。諸如:單擺的形成歷史是如何的?單擺在生活中有什么應用?研究單擺周期的計算機軟件是怎樣應用的?所設計的這種拓展性問題能剌激中學生形成新的看法,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)中學生學習數(shù)學知識的興趣,并且能提高中學生學習的目的性,拓展中學生視野,最終能啟發(fā)中學生,把中學生引上創(chuàng)造之路。
探究式化學實驗中提出的問題除了能迸發(fā)中學生的求知欲,并且是中學生吸收知識、鍛煉思維能力的主要途徑。問題應存在于探究式實驗教學的整個過程中,應使教學活動自始至終圍繞著問題的探究和解決展開,進而達到培養(yǎng)中學生創(chuàng)造性思維的目的。通過對問題的各個擊破,中學生在新材料、新情景、新問題面前勇敢指責,不斷探求,中學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,中學生能夠成為學習真正的主人。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部擬定.普通中學數(shù)學課程標準(實驗).人民教育出版社,2003.
[2]張維善.普通中學課程標準教科書數(shù)學必修3―4.人民教育出版社大學物理實驗 單擺,2004.
(作者系華中師范學院教育碩士)
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