解決初中物理科學探究中兩個矛盾的策略

1、關(guān)于初中物理科學探究中兩個矛盾解決策略的探究作者 高柏石內(nèi)容摘要 初中物理科學探究教學中呈現(xiàn)出兩個突出矛盾：一 是課堂時間少和探究過程多的矛盾，二是學生“自主”和教師“指導” 的矛盾。針對這一突出問題，提出了解決辦法，那就是側(cè)重部分環(huán)節(jié), 循序漸進，螺旋上升；根據(jù)新課標要求側(cè)重部分環(huán)節(jié)，根據(jù)學生實際 合理側(cè)重部分環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞 科學探究 矛盾 側(cè)重環(huán)節(jié)“科學探究”是初中物理課程的重要內(nèi)容，是初中物理新課標提 出的一種全新的教學方式。課程標準強調(diào)“義務(wù)教育階段的物理課程 要讓學生學習初步的物理知識與技能，經(jīng)歷基本的科學探究過程，受 到科學態(tài)度和科學精神的熏陶?！笨茖W探究的程序是：提出問題一一猜想與

2、假設(shè)一一制定計劃與設(shè) 計實驗進行實驗與收集證據(jù)分析與論證評估交流 與合作。單從這一點看，科學探究就是對新課標精神的具體落實，與 傳統(tǒng)的接受性和訓練性學習相比較，科學探究具有更強的問題性、參 與性、實踐性和開放性?？茖W探究是一種旨在轉(zhuǎn)變學生的學習方式， 培養(yǎng)學生的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精 神的教學方法。科學探究教學就是要讓學生體驗和領(lǐng)悟科學的思想、 科學的觀念和研究問題的方法?？茖W探究教學對教師提出了更高的要 求。然而，在科學探究教學實踐中呈現(xiàn)出兩個突出矛盾：一是課堂時 間少和探究過程多的矛盾，二是學生“自主”和教師“指導”的矛盾。 如何解決科學探究教學中呈現(xiàn)出兩個突出

3、矛盾，更好實施科學探究教 學，本文談?wù)勀w淺的認識。一、根據(jù)新課標要求側(cè)重部分環(huán)節(jié)科學探究的活力在于：每個具體的探究都與另一個不一樣，它不 是僵死的教條，無論是科學研究中的探究還是科學課程中的探究，都 是如此?？茖W探究的七個基本要素不等于科學探究的七個環(huán)節(jié)，不追 求探究的“完整性”，教學中的科學探究沒有一定的模式。因此，新課標要求我們學生的科學探究教學過程中側(cè)重部分環(huán)節(jié)。一個課題探 究究竟需要強化哪一個要素，應(yīng)該根據(jù)探究課題的特征、學生循序漸 進的要求進行合理和全面規(guī)劃，只有不同的課題分別突出了不同的要 素，學生所得到的才能深入和全面的發(fā)展。新課標中科學探究課題側(cè)重要求（以“物理八年級上冊”為例

4、）：物理八年級上冊（人教版第三版）科學探究課題章節(jié)探究內(nèi)容摘要側(cè)重1-1聲是怎樣產(chǎn)生的初次探究實驗、分析1-1聲怎樣傳播提問、猜想、設(shè)計分析1-3響度與什么因素有關(guān)提問、設(shè)計實驗、分析2-2光反射時的規(guī)律提問、設(shè)計、實驗、分析實驗、分析2-3平面鏡成像的特點提問、設(shè)計、實驗、分析實驗、分析2-5色光的混合與顏料的混合提問、設(shè)計、實驗、分析實驗、分析3-3凸透鏡成像的規(guī)律提問、猜想、設(shè)計、實驗、分析實驗、分析4-2固體熔化溫度的變化規(guī)律第一次出現(xiàn)七個要素了解七要素4-3水的沸騰提問、設(shè)計、實驗、分析實驗、分析5-5串聯(lián)電路各點的電流關(guān)系七要素列入止文，填寫報告了解七要素5-5并聯(lián)干路和支路電流關(guān)

5、系七要素列入止文，填寫報告了解七要素二、根據(jù)學生實際合理側(cè)重部分環(huán)節(jié)科學探究指導需要教師和學生花費較多的時間和精力，受教學時 數(shù)的限制，頻繁運用有一定困難。其實傳統(tǒng)教學方式也有可借鑒之處, 我們要將科學探究教學與傳統(tǒng)教學有機結(jié)合起來，根據(jù)學生實際合理 側(cè)重部分環(huán)節(jié)，才能在新一輪課改中走出一條成功的物理教學之路。下面以“探究凸透鏡成像規(guī)律”的課題為例，談?wù)効茖W探究中 的側(cè)重策略：“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗教學中，新課標要求我們完成 “提問、設(shè)計、實驗、分析”，并側(cè)重“實驗、分析” o但根據(jù)學 生實際僅合理側(cè)重“分析”，而“提問、設(shè)計”都由傳統(tǒng)教學方式 提出，實驗過程簡化。課堂上，全班學生分成了

6、 24個實驗小組，每12個小組為一 個大組，每個小組配一套實驗器材，其中有：凸透鏡、光屏、發(fā)光 體、光具座（帶刻度尺）各1個（都有支架）。一個大組凸透鏡的 焦距是15cm,另一個大組凸透鏡的焦距是10 cm,發(fā)光體由幾個發(fā) 光二極管組成，形狀是一個箭頭，高度3cm。教師讓全班同學共同探究凸透鏡成像的規(guī)律，焦距是15cm的大 組物距從6cm開始，每增加3cm取一組實驗數(shù)據(jù)，直到39cm,共獲 得12組不同物距的數(shù)據(jù)，并填寫下表（一）。焦距是10cm的大組 物距從4cm開始，每增加2cm取一組實驗數(shù)據(jù)，直到26cm,共獲得 12組不同物距的數(shù)據(jù)，并填寫下表（二）。表（一）物距/cm像的性質(zhì)實像的像

7、距/cm實像還是虛像止立還是倒立實像的長度/cm69 表（二）物距/cm像的性質(zhì)實像的像距/cm實像還是虛像止立還是倒立實像的長度/cm46 教師規(guī)定每個小組只測兩組數(shù)據(jù)，不同小組測量不同的物距, 使得每組物距的數(shù)據(jù)都有兩個小組測量。教師告知學生，如果反復 觀測不到發(fā)光體的像，便填寫“不能成像”，出現(xiàn)無法測到的數(shù)據(jù), 可以暫時空著，看看能否從已測到的數(shù)據(jù)中得到一些啟發(fā)。這樣， 除了物距為15cm、18cm、10cm、12cm等個別小組的測量遇到一些困 難外，其它小組很快就完成了實驗數(shù)據(jù)的收集工作。表格中所有數(shù) 據(jù)對各小組來說都是共享的，教師要求學生從這些數(shù)據(jù)中總結(jié)出凸 透鏡成像的規(guī)律，這是本次

8、探究活動的重點。要發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律，需要對實驗數(shù)據(jù)進行比較，教師提示學生觀 察表格中像的虛實、正倒、長度、像距四列數(shù)據(jù)，分別找出其中的 規(guī)律。首先對凸透鏡的焦距是15cni實驗組的數(shù)據(jù)進行分析：1. 對比實像和虛像的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：物距小于15cni時成的像都是 虛像；物距大于15cm時則成實像?？梢酝葡耄锞嗟扔?5cm時將 不能成像，這就是物距15cm的測量小組無法獲得測量結(jié)果的原因。2. 對比像的正立和倒立的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：物距小于15cm時成的像 都是正立的；物距大于15cm時像是倒立的。即，虛像都是正立的， 實像都是倒立的。3. 比較像的長度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：成虛像時，感到像都被放大了；成 實像吋，測出的像

9、有時被放大了，有時被縮小了。進一步對比數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)，當物距是30cm時，實像的長度恰好為 3cm,跟發(fā)光體的長度相同；當物距大于30cm吋，實像長度小于3cm, 是縮小的；當物距在15cm到30cm之間時，實像長度大于3cm,是放 大的。4. 比較像距的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：當物距在15cm至30cni之間時，像距 大于30cm；當物距大于30cm時,像距在15cm到30cm之間。學生還進一步找到-些規(guī)律。例如，在成實像時，如果發(fā)光體 離焦點越近，像的位置就離凸透鏡越遠，這就是物距為18cm的測量 小組為什么找不到像的原因，因為此時的像距已經(jīng)非常大了。按這 條思路，果真在離凸透鏡約90cm的位置上找到了物距

10、18cni發(fā)光體 的巨大實像。在發(fā)現(xiàn)了一系列規(guī)律之后，教師要求各小組用概括的語言來陳 述這些規(guī)律，為了使規(guī)律更有普適性，教師啟發(fā)學生用焦距他長 度作為物距和像距的單位，ip： 15cm用俵示，30cm用2俵示。顯 然，這樣陳述的規(guī)律更有普遍性。規(guī)律的陳述應(yīng)該是簡潔、有條理的，各小組都嘗試用最簡潔的 語言來概括凸透鏡成像規(guī)律。通過對各種陳述方式的對比，大家認 為按物距的三種情況ju<f、f<u<2 f、u>2 f ）依次描述 像的性質(zhì)最為簡潔，也最有條理。最后對凸透鏡的焦距是15cm實驗組的數(shù)據(jù)分析結(jié)論用來驗證凸 透鏡的焦距是10cm的實驗現(xiàn)象。這是可以在課內(nèi)進行科學探究的實例。本例根據(jù)凸透鏡成像的 特點，指導學生進行實驗與收集證據(jù)，側(cè)重發(fā)展學生“分析與論證” 的科學探究能力，讓學生把主要的精力用于收集實驗數(shù)據(jù)，并對其 進行比較和分析，總結(jié)出科學規(guī)律。本例還采用了分工合作的方式 收集實驗數(shù)據(jù)，不僅讓學生獲得一次合作探究的體驗，也節(jié)約了時 間，保