制定計劃與設計實驗環(huán)節(jié)初探

吳素娟

傳統(tǒng)的教學方式基本是“老師講，學生聽，學生練”。我們對過去不能全盤否定，今后老師還要講，學生還要聽、還要練，但是在講、聽、練的過程中可以更加注重“獨立思考，同伴交流，師生互動”。波利亞曾經(jīng)說過“在教一個科學的分支（或一個理論，一個概念）時，我們應該讓學生重蹈人類思想發(fā)展中的那種最關(guān)鍵的步子，當然我們不應該讓他們重蹈過去的無數(shù)個錯誤，而僅僅是重蹈關(guān)鍵性步子”，我們不能把探究式教學與接受式教學完全看成對立的教學方法。學生從傳統(tǒng)的接受式的學習方法到獨立的探究式學習方法的過程中還存在著在接受中有探究、探究中有接受的混合學習方法。學生探究能力的形成與發(fā)展是漸進式的，必須有老師過程的引導，它的開展也必須經(jīng)歷由“扶”到“放”的過程。

探究環(huán)節(jié)中主要有七個步驟，但是在實際的教學中教師不可能在一節(jié)課中完成一個完整的探究過程，只能突出其中一個或幾個環(huán)節(jié)，而制定計劃與設計實驗其中的重要一環(huán)。要提高學生制定計劃和設計實驗的能力，首先要指導學生把探究的問題分解成幾個相對獨立的小問題，嘗試獨立思考解決問題的不同方法，根據(jù)現(xiàn)有條件選擇、優(yōu)化相關(guān)方法，從而形成探究方案；學會在制定探究計劃時查詢相關(guān)資料；學會在相互交流中完善探究計劃。老師要指導學生獨立制訂探究計劃，并在此環(huán)節(jié)中努力幫助學生實現(xiàn)以下幾個轉(zhuǎn)化：

1.把看似不同而實質(zhì)相同的幾個分散的問題轉(zhuǎn)化為一個核心問題。

2.把不易觀察的問題轉(zhuǎn)化為形象而易于觀察的問題。

3.把難以操作的問題轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有條件下能完成的問題。

4.把一個多因素的問題轉(zhuǎn)化為多個單因素的問題。

5.把復雜的實際問題轉(zhuǎn)化為理想化、模型化的問題。

6.把一個難以直接研究的問題等效替代為另一個可以直接研究的問題。

在這個探究環(huán)節(jié)中，教師可以從多方面引導學生：

一、組織并指導學生明確實驗目的

組織并指導學生明確實驗目的，掌握實驗探究的原理和方法，設計實驗方案，如測定小燈泡的功率，其目的是測定小燈泡的額定功率和不在額定功率下的實際功率。實驗之前要有意識地啟發(fā)學生朝著這一方向去思考。在制定計劃前，先設計一些引導性的問題，讓學生通過查找資料的方法找到答案，或者讓學生之間討論找到答案，從而弄清實驗目的。根據(jù)實驗目的，找出理論依據(jù)，確定待測物理量和合適的器材。教師要根據(jù)學生的實際情況設計引導方案，在學生剛剛開始接觸探究實驗或者學生能力不太強的情況下，教師可以考慮給出儀器設備、實驗要求，不限定實驗方法，完成某一物理量的測量任務。在學生能力得到提高以后，教師可以只提出測量要求，不限定實驗方法和儀器，完成某一物理量的測量任務。小燈泡的功率計算式為P=UI，因而要測量U和I；測量電路中除電源、開關(guān)、導線外，還要選用電壓表和電流表，同時利用滑動變阻器改變電路中電阻以達到改變電壓和電流的目的。選擇好器材后，學生便會躍躍欲試，但此時教師如果立刻放手讓學生自己設計實驗，有的學生會感到茫然，有的學生則隨便應付一下，此時教師要設計好問題，引導學生設計實驗。因此，教師應更重視在探究的原理和方法上的指導，培養(yǎng)學生自主探究的能力；學生在學法上要積極主動地進行探究，體會知識的形成過程、掌握科學的學習方法和探究策略。切不可一開始就將實驗方法灌輸給學生，抹殺了學生的創(chuàng)造性。同時教師本身首先要對物理概念的本質(zhì)含義有全面深刻的認識，對物理規(guī)律成立的條件及規(guī)律本身的物理意義和定量關(guān)系的認識要非常明確。

二、在實驗中，教師可鼓勵學生進行創(chuàng)新設計

在學生的探究過程中，將學生置于開放、動態(tài)、多元的學習環(huán)境中，使其在獨立的探索過程中能夠獲得知識。教師可以通過提問、創(chuàng)設情境等方法，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，盡可能動嘴、動手、動腦，在潛移默化中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

三、教師要注意避免學生超前自學

原本學生自學是好習慣，但是在探究過程中學生的思維容易被教材束縛。為了在課堂上使探究問題更順利，教師可以讓學生提前預習相關(guān)預備知識，或根據(jù)情況先提出一些問題，讓學生通過自學或查找資料等方法，但絕對不能讓學生接觸到所探究問題的實質(zhì)或結(jié)論。例如在探究“聲音是怎樣產(chǎn)生及傳播的”中，由于學生對聲音的相關(guān)名詞不夠了解，學生可以通過預習了解“振動”“摩擦”和“打擊”等有何不同。這樣為老師在課堂上的探究引導鋪平了道路，也避免了生活經(jīng)驗的錯誤結(jié)論干擾學生進行探究。

四、培養(yǎng)學生知識的遷移能力

這個環(huán)節(jié)包含新知識的運用和知識的遷移兩個內(nèi)容。在制定計劃和設計實驗環(huán)節(jié)中，學生需要充分利用現(xiàn)有的知識經(jīng)驗進行設計，這就要求學生學會運用已有的知識進行遷移，從而找到解決問題的方法。學生在主動探究過程中雖然已經(jīng)對知識進行了意義建構(gòu)，對新知識也已經(jīng)有了一定的理解認識，但這種理解還比較片面，也不牢固，對于知識的運用，學生還不能掌握，這就需要老師對知識進行二次加工，即“新知識的點評”，然后引導學生如何運用知識。這個環(huán)節(jié)，教師特別要注意引導學生對知識運用的創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]劉榮剛.如何制定計劃與設計實驗方案[J].中學生物理化，2011（10）.

[2]趙承忠.培養(yǎng)學生“制定計劃與設計實驗”的意識與能力[J].學科教育，2003（2）.