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1、新课程标准下中学物理科学探究课的教学模式初探 http:/www.DearEDU.com 周春娣南海一中 摘要： 科学探究不仅是物理学习的一种方法，同时还是物理课程的目标和重要内容。本文通过 自己在教学中的体会，提出新课程标准下实验探究课的一般教学模式，并配以案例说明。 关键词： 科学探究教学模式 引言 普通高中物理课程标准（实验）根据科学探究的一般要求，结合高中物理课程的特点和学生 的认识水平，将科学探究分为提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、 分析与论证、评估、交流与合作七个要素，并对每一要素提出了探究能力的要求。在探究过程中， 要给每个学生创造机会，明确他们所承
2、担的任务，鼓励学生发现问题、提出问题、出主意、想办法。 要让每个学生在探究活动中发挥主动积极的作用，同时，科学探究又是一种集体性的协作活动，对 于比较简单的问题可以由学生个人来进行，对于比较复杂的问题则应通过小组活动，甚至全班性的 活动进行。教师要善于激励学生对科学的热情和兴趣，表现出对不同观点的尊重。在科学探究课的 课堂教学中如何体现科学探究的七个要素？ 新课程标准下科学探究课的教学模式 新课程标准下科学探究课的教学模式是指学生围绕一定问题，在教师的指导下，设计实验方案， 并反复研究实验方案，通过一个或几个实践过程，最终得出一定结果，解决一定问题，以发展学生 创新能力和态度的一种学生主体性教
3、学活动，充分体现兴趣培养和适应合作学习的需要，自主设计 和完成，在探索实践活动中培养学生创新精神和实践能力，结合探究式教学模式和物理实验特点， 充分发挥探索性实验的功能，很好地体现科学探究的提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、 进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个要素。其教学模式如图1： （图 1） 1、准备探究阶段提出问题、猜想与假设、交流与合作 这是该模式的起始环节，学生课前向教师提出感兴趣的问题，教师收集处理反馈信息，并根据 教学需要确定科学探究的题目，编写一分质量较高的探究导学。探究导学包含以下几方面的内容。 （1）探究的题目。 （2）探究的目标任务。 （3）给学
4、生课前自学研究以引导。探究导学在课前两、三 天发给学生。 学生在课前认真阅读探究导学，明确探究的目标任务，结合自身情况复习相关知识，并积极思 考研究，为课上的小组实验作准备。学生根据自愿原则，几人组成一个实验小组。小组成立后，各 组员根据自己课前研究思考情况相互交流讨论，根据讨论结果，小组确定一个初步实验方案，内容 包括实验原理，实验器材、步骤、注意事项等。 2、初步探究阶段评估、制定计划与设计实验 方案设计好后，教师和学生一道对实验方案进行评价。各小组组长上台简单介绍本组实验设计 教 师 行为 收 集 处 理 反 馈 信 息，编写探究导学 组织协调 点拨指导 营造气氛 评价指导 因势利导 归
5、纳总结 提供条件 答疑 学 生 行为 认 真 阅 读 探 究 导 学进行自学研究 自 由 思 考 交 流 共 探 实 验 方案 设 计 验 证 观 察 如 实 记 录 分析 交流探索 得出结论 补习完善 探索提高 反 馈 准备探究阶段 初步探究阶段深入探究阶段 终结探究阶段 完善探究阶段 方案，针对不同的实验方案，学生可以提问讨论，指出各个方案的优缺点。教师对学生未发现的问 题加以补充。实验方案讨论以后，各小组针对自己组的实验方案调整改进，寻找实验中关键之处。 研究过程中有小组讨论无法解决的问题，可以向教师反映和教师进行讨论。如果是普遍问题，教师 保留问题待全班讨论时再做研究。这一阶段的探究，
6、主要是让学生在自学研究的基础上，通过小组 讨论对研究的问题有一个更清楚全面的认识并确定实验大致方案。 3、深入探究阶段进行实验与收集证据 这一阶段是整个科学探究的关键。小组成员根据待研究的问题，确定解决问题的实验方案。然 后开始按实验步骤作实验。观察实验现象，记录实验数据。对实验中出现的问题，先在组内讨论思 考解决，如实在解决不了可以要求教师参与到小组讨论中，师生共同探讨解决。有时实验方案在实 际操作上会出现一定的问题，有时与预期效果不太一致，这都需要及时调整实验方案，重新实验。 学生实验后，得出系列实验数据。 4、终结探究阶段猜想与假设、分析与论证 学生得到系列实验数据，并开始尝试在数据中总
7、结结论。较快完成实验的小组，在等其他组完成 实验时，组里成员可把实验问题进行进一步回顾和思考，为下一阶段全班性的总结交流作准备。在 大多数的小组完成实验以后，教师引导全体学生进行总结。各个小组将各自小组的数据处理方法由 组长为代表作一个简单介绍，并说明实验研究的结果。教师再次引导学生讨论各种实验数据处理方 法，帮助学生找出对于该实验最优的数据处理方式，得出正确的实验结论。最后教师作整体总结， 总结从下面几方面进行。（1）从知识学习的角度：让学生回顾知识是如何产生与发展的；让学生回 顾与所学实验方法相对应的物理事实；让学生去领悟不同实验方法最本质的特点。（2）从研究方法 的角度：让学生去领悟实验
8、研究的总体思路；让学生去领悟实验研究过程中的物理思想和方法。总 结使学生从设计到探求出结果的整个过程中提高认识。 5、完善探究阶段 科学探究课结束以后，对于课上遗留的个别问题，同学之间可以交流讨论，也可以与教师共同 讨论。有兴趣的学生还可以对探究内容进行更进一步的研究。 教学案例 标题：探究外力做功与物体动能变化的关系 （一）准备探究阶段 1、教师根据科学探究的具体情况编写一份探究导学，内容如下： 第一探究题目“探究外力做功与物体动能变化的关系”。 第二任务和目标：探究外力做功与物体动能变化的关系 第三请你从以下几个方面来准备：（1）复习如何计算功（2）弄清什么是动能？什么是动能 变化？如何算
9、？（3）根据自愿5 至 6 人组成一个小组，并推荐小组长（4）每组至少设计一个探究 外力做功与物体动能变化关系的实验，内容包括：实验的过程和方法，要用到的器材（5）评价你的 方案的优缺点（6）熟悉数据处理的多种方法。 （实验导学在实验前两三天发给学生。） 2、学生根据实验导学进行自学研究。 （二） 初步探究阶段 1、上课开始，各小组长介绍他们的实验方法。教师引导全班师生共同讨论各种实验方案。各小 组在实验的总体构思上没有出现太大分歧，教师肯定大家构思的正确性。但在实验细节设计上有差 异性，教师跟学生一起针对设计细节逐个进行讨论。讨论中充分调动学生的积极性，教师只是因势 利导。同学各实验方案展开
10、讨论、交流，讨论一段时间后，教师引导全班学生共同总结讨论结果。 对学生争论的焦点问题加以引导、点评，寻找最优、最简单、在现有实验室的条件下最可行的实验 方法。学生争论的中心问题有以下几个：其一，确定物理量之间的定量关系的研究方法；其二，测 量外力的方法；其三，测量速度的方法。 2、总结讨论结果之后，各小组初步拟定利用物体由静止自由下落时,探究重力做功与动能的变 化的关系的实验方案。 （三）深入探究阶段 1、实验总体构思以后，小组根据讨论结果，开始从六个方面来设计实验中的具体细节。 （1）实验方法： (a) 把打点计时器竖直安装在铁架台上。 (b) 把纸带的一端在重锤上用夹子固定好, 另一端穿过
11、打点计时器的限位孔, 用手竖直提起纸带使重 锤停靠在计时器附近。 (c) 接通电源 , 松开纸带 , 让重锤自由下落。 (c) 重复几次，打出几条纸带，选择最优的一条。 （2）测量外力的方法。外力即为重物的重力，学生采用测力计测量。 （3）测量速度的方法： （如图 2） （4）数据记录表格 （5）对实验结论的猜想 （1） ：w=Ek （2） ：w Ek （3） ：w Ek （6）影响实验结果的因素 2、各个小组根据讨论的结果，结合本组的实验方案进行改进和完善，然后开始具体的实验操作。 选择实验仪器，桌上已配有铁架台、打点计时器、学生电源、导线、重锤、纸带等基本仪器。小组 若需要其他仪器可以向教
12、师提出，由教师负责配给。小组按实验方案分工合作进行实验，记录好实 验数据。教师在学生实验过程中巡视全班，观察学生实验活动，分析其合理性并及时反馈，对于小 组的提问，参与到小组讨论中去，帮助解决问题。 （四）探究终结阶段 1、学生根据实验数据、纸带，各自采用不同的数据处理方法，最后有部分小组得出“外力做功 略大于物体动能变化”正确的实验结论。 2. 待三分之二以上的小组完成实验后，教师请各小组组长汇报实验的情况，说明测出的数据，数 据处理的方法，得出的结论怎样。数据处理上，部分小组将测量出若干数据列表，分析数据得出结 论。最后归纳出正确的实验结论“外力做功等于动能的变化”。 3. 讨论结束后，教
13、师进行最后总结。 第一，从知识学习的角度：（1）回顾“外力做功等于动能变化”这一知识得出的过程。（2）回 顾实验中一些实验方法，如增加测量次数减小测量误差；模型替代法等，并将这些方法与具体的实 （图 2） 3 2 1 比较 w 和Ek 重力做功 w 下降高度 h 动能 EK 速度 v sT T hh V nn n 02.0 2 11 验联系起来。 （3）体会不同实验方法，不同数据处理方式的各自优缺点。 第二，从研究方法的角度：领悟实验研究的总体思想。针对研究课题，确定大致研究方案，然 后具体设计每个实验细节，分析比较选择优化后，进行实践操作，并不断改进完善方案，得出实验 数据，分析数据得出结论
14、。最后，教师提出：为什么实验结果外力做功总是略大于动能变化？针对 这点，有没有改进方法？ （五）实验完善阶段 实验课后， 对于上课时没有得出结论的小组，也要帮助分析原因，需要重新实验的，可以结合上 课时讨论的收获重新实验。对于有兴趣继续研究这个实验的学生，可以提供开放实验室，让学生自 己探索学习。 结论 科学探究是在考虑学生已有物理知识和能力水平的基础上，提出学生感兴趣但又未知的物理问 题，并让其亲自探索研究。通过提出问题、设计实验方案、收集材料、对问题进行探索、分析研究、 交流评价、最后解决问题的过程，学生经历了科学研究的大致过程，培养了创新精神和创新能力， 学生对实验有着浓厚的兴趣和强烈的
15、探究欲。 但在探究的准备阶段要花较多的时间，特别是在猜想与设计实验方案时，而课程的设计不允许 我们有太多的停留，学生的知识结构又不允许我们太早把探究导学发给学生，所以在实际的实践中 还是困难重重。 “路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。” 参考文献 1. 陶洪，物理实验论 ，广西教育出版社，1996.1 2. 安忠刘炳晟，中学物理实验教学研究，高等教育出版社，1985.1 3. 张民生，中学物理教育学 ，上海教育出版社，1999.1 4. 阎金铎继佩军，物理教学论 ，江苏教育出版社，1991.1 5. 广东省教育厅教研室， 广东省普通高中新课程学科教学指导，广东教育出版社，2004.7 6. 中华人民共和国教育部，物理课程标准 ，人民教育出版社，2003.10