度与速度、速度的变化之间的区别和联系,加速度是矢量的理解等等,都需要教师的经验介绍。
通过这样一个教学过程,学生对概念的认识感觉很自然、轻松。实践表明,整个探究过程占用的时间并不太长,而师生的良好互动很好地促进了学生积极地参与思考,对加速度的概念有了很好的理解。
现代教育教学理论强调课堂教学中学生的主体地位,让学生通过主动的探究学习来构建自己的知识结构,但这并不是说学生的学习就不再需要发挥教师的作用了,事实上教师的引导作用是不可缺少的。上述教学案例,吸收了传统讲授法的优点和探究式教学理论,整个教学过程体现教师的积极引导作用。探究式教学一方面要培养学生的探究意识和探究能力,同时也需要让学生学习掌握好基础知识和基本技能。这就决定了教师必须根据整个教学过程的设计,在探究式教学过程中适当的对学生的学习行为进行调控,高效地利用课堂时间,既学习到更多知识,又培养更多能力。
三、物理规律教学采用引导性探究的实践与思考
除了在物理概念探究教学中,在物理规律探究教学中,同样需要教师的引导,如实验探究中很容易忽视的一个方面就是关于探究实验方案的设计问题。在探究教学课堂上,我们常可以见到这样的情形:教师呈现所需的实验器材,要求学生利用这些器材设计出相应的实验方案。这种教学模式在一定程度上体现了探究的思想。然而,学生在初始见到教师呈现的实验器材时,实际上很难马上明白教师为何要选用这些实验器材。面对一无所知的实验器材,要在短短的时间内思考出实验方案,学生常常会感到一种焦虑与紧张,面对器材茫然不知所措,导致教师不得不在学生一无所获后直接呈现实验探究方案。
要改变上述这种教学现状,同样需要加大教师的引导,建议分设“初始方案设计”和“实验方案改进”两个阶段进行引导。其中“初始方案设计”阶段,仅要求学生设计出最简单、最基本的实验方案,其目的主要在于引导学生明白实验方案设计是如何入手的;“实验方案改进”阶段则在初始实验方案基础上,引导学生对实验原理进行周密的思考,包括思考如何减小误差、提高精度、简化操作等,从而进一步改进实验,最终得出较合理的实验方案。下面以一个教学案例加以探讨。
“探究加速度与质量和合外力的关系”实验方案设计教学
第一阶段:初始方案设计阶段
师:要做实验首先当然必须知道要测量什么物理量,那么大家说说这个实验我们需要测量哪些物理量?
生:需要测量加速度a,质量m和合外力F。
师:很好。我们先从简单入手,假设现在有一块木块放在桌子上,以这块木块为研究对象,那么这三个物理量都可以怎样测量出来?(注:该问题视学生能力,可逐个物理量问学生如何测量。)
生:加速度可以用打点计时器打纸带来测量,质量用天平测量,力用弹簧秤拖木块,通过读数测出来。
师:非常好!大家把这些仪器组装一下,马上动手画出实验装置草图。请一位同学上黑板来画画。
师:大家都画得很好。回忆一下,要研究这么多物理量之间的关系,应当采用什么实验方法?
生:控制变量法。
第二阶段:实验方案改进阶段
师:进一步思考刚刚设计的这个实验方案。我们用弹簧秤的读数作为木块受到的力,这里有没有存在着误差?提示一下,我们所研究的力F是合外力还是某一个力?
生:噢!木块还受到摩擦力,所以弹簧秤的拉力并不是合外力。
师:为了研究的简单,我们当然想用弹簧秤的拉力作为合外力,那么怎样来减小摩擦?
生1:把木块换成小车,滚动摩擦比较小。
生2:把小车放在光滑的玻璃上再来做实验。
师:大家的想法都非常好。除了大家说到的这几种办法外,今天给大家介绍一种新仪器──气垫导轨。(展示并介绍气垫导轨)
师:继续思考,按照前面的实验方案,我们用弹簧秤拖动这个导轨上的滑块使它做匀加速运动,那么,用弹簧秤拉动滑块的时候,示数稳不稳定?能不能保证它一直是匀加速运动?
生:拉动的时候,弹簧秤示数很难稳定,很难保证是匀加速直线运动。
师:那么,能否用一个固定不变的力来替代弹簧秤?
生1:可以用一些重物通过定滑轮来拉这辆小车。
生2:可以把导轨放倾斜了,让物体从上面滑下来。
师:嗯,这两种方案都很不错。第一种方案用重物通过滑轮来拉物体,那么我们要怎样测量合外力?
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