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關(guān)鍵詞:新課程理念;高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.7
在高中教學(xué)中,物理是一門(mén)十分重要的學(xué)科,高中物理知識(shí)比較難,具有抽象性,學(xué)生理解起來(lái)有一定的難度,如果只靠單純的講解,很難有準(zhǔn)確的理解和把握,我們可以借助于物理實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,使他們能夠更加積極主動(dòng)的參與到物理學(xué)習(xí)中來(lái)。
一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題
1、忽視學(xué)生的主體地位
在高中物理教學(xué)中,由于受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響,許多教師依然把自己作為教學(xué)的主體,在物理實(shí)驗(yàn)中,只是自己演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生在一旁觀看,學(xué)生很少有機(jī)會(huì)參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中來(lái),他們只是看到了實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果,不能夠真正體會(huì)到物理實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣,所以使得許多學(xué)生都不愿意學(xué)習(xí)物理,對(duì)物理失去興趣,物理教學(xué)的效果也就很難達(dá)到。
2、實(shí)驗(yàn)中缺乏必要的指導(dǎo),搞形式主義
隨著新課程改革的推進(jìn),許多教師意識(shí)到學(xué)生的主體作用,但是在實(shí)際的教學(xué)中,沒(méi)有很好的落實(shí)這一理念,在高中物理實(shí)驗(yàn)中,教師為了發(fā)揮學(xué)生的主體作用,讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,但是教師在探究過(guò)程中,沒(méi)有有針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí),自由散漫,有些學(xué)生還出現(xiàn)打鬧的情況,教師缺少必要的管理,只是為了貫徹一種理念,忽視了實(shí)際的教學(xué)效果,探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的根本達(dá)不到。[1]
二、促進(jìn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略
1、樹(shù)立以學(xué)生為主體的教學(xué)理念
由于長(zhǎng)時(shí)間受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響,教師在教學(xué)時(shí),仍然以自己為課堂的主人,對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的灌輸,學(xué)生只是被動(dòng)的接受知識(shí),學(xué)生的積極性得不到調(diào)動(dòng),沒(méi)有學(xué)習(xí)的興趣,物理教學(xué)的效果就很難達(dá)到。所以教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,樹(shù)立以學(xué)生為主體的教學(xué)理念,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅是教師演示實(shí)驗(yàn),也要給學(xué)生留有足夠的時(shí)間,讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,在操作過(guò)程中,感受實(shí)驗(yàn)的奇妙和樂(lè)趣,而且也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,同時(shí),由于學(xué)生的認(rèn)知水平不同,在實(shí)驗(yàn)中很容易出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或其他實(shí)驗(yàn)方法,有助于發(fā)散學(xué)生的思維,提高他們的創(chuàng)新思維能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
2、創(chuàng)設(shè)合理的問(wèn)題情境,指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)
在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,許多教師只是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生的積極性得不到調(diào)動(dòng),加之物理知識(shí)比較難,學(xué)生理解起來(lái)有一定的難度,如果只是教師做實(shí)驗(yàn),學(xué)生容易出現(xiàn)走神的情況,學(xué)生不知道教師演示的是什么,也不明白其中的原理,教學(xué)效果就很難達(dá)到。所以教師就應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)變,在教學(xué)時(shí),向?qū)W生提出一些問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,引起他們的興趣,然后教師進(jìn)行指導(dǎo),讓學(xué)生自己進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以根據(jù)教師提問(wèn)的問(wèn)題,有針對(duì)性的進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠全身心的投入到實(shí)驗(yàn)中,提高學(xué)習(xí)的效率。
在學(xué)習(xí)《曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)》這一問(wèn)題時(shí),教師先引導(dǎo)學(xué)生分析曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度、方向,使學(xué)生對(duì)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)有一定的了解,然后提出問(wèn)題,沿水平直線(xiàn)滾動(dòng)的小球,若在它前進(jìn)的方向或相反方向施加外力,小球的運(yùn)動(dòng)情況將如何?若在其側(cè)向施加外力,運(yùn)動(dòng)情況將如何?指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),鋼珠在磁鐵作用下做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況,或鋼珠沿水平直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)之后飛離桌面的情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生明確物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件。[2]
3、組織學(xué)生進(jìn)行自主的實(shí)驗(yàn)探究
新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生進(jìn)行自主探究和合作探究,以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教師應(yīng)該根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,在物理教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力和意識(shí),為今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)探究中,教師要讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),自己選擇實(shí)驗(yàn)的儀器,制定實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容,自己分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,使學(xué)生真正感受到自己的主體地位,積極的參與到學(xué)習(xí)中來(lái),發(fā)揮自己的思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力,激發(fā)學(xué)生求知的欲望,使學(xué)生的效果效果得到明顯的提高。這種自主探究的模式,不再束縛學(xué)生的思想,使他們能夠說(shuō)出自己的意見(jiàn),表達(dá)自己的想法,充分發(fā)揮學(xué)生在課堂中的作用,使物理教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。
在學(xué)習(xí)《自由落體運(yùn)動(dòng)》這節(jié)課時(shí),教師先把紙片團(tuán)成一個(gè)小紙團(tuán),再讓它和小石子同時(shí)下落的現(xiàn)象。提問(wèn):如果沒(méi)有空氣阻力,只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢如何?教師演示"牛頓管"的實(shí)驗(yàn),然后讓學(xué)生自主分析自由落體的含義,在此基礎(chǔ)上提問(wèn)自由落體運(yùn)動(dòng)使一種怎樣的運(yùn)動(dòng)呢?它遵循什么樣的規(guī)律呢?讓學(xué)生根據(jù)一系列的學(xué)習(xí),自己進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作,教師為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)所需的器材,讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn),然后進(jìn)行分析和討論,探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)。[3]
4、積極評(píng)價(jià)學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)評(píng)價(jià)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一部分,并且起著十分重要的作用。教師在教學(xué)時(shí),要積極的評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和實(shí)驗(yàn)情況,使學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)的信心,更好的進(jìn)行物理學(xué)習(xí)。教師在教學(xué)時(shí),要多給予學(xué)生鼓勵(lì)性的評(píng)價(jià),用激勵(lì)的方法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,增強(qiáng)他們的自信心,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行互相的鼓勵(lì)和正面評(píng)價(jià),使他們共同進(jìn)步。
結(jié)束語(yǔ):
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)中一種十分有效的教學(xué)方式,教師要充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì),努力提高學(xué)生的物理水平。
參考文獻(xiàn):
[1]李育民.新課程理念下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)嘗試[J].新課程學(xué)習(xí)(中),2011(1).
物理教學(xué)課改的目標(biāo)就是提高全體學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)當(dāng)中掌握物理知識(shí)與技能、過(guò)程與方法,并培養(yǎng)他們良好的情感態(tài)度和價(jià)值觀,這就對(duì)高中物理情境創(chuàng)設(shè)提出了更高的要求。要求教師必須精神設(shè)計(jì)課堂情境,利用課堂情境讓學(xué)生能夠參與到教學(xué)當(dāng)中來(lái),提高教學(xué)的實(shí)效性。為此,在教學(xué)情境設(shè)計(jì)上要考慮多數(shù)學(xué)生的需要,以物理基礎(chǔ)知識(shí)教育為主,通過(guò)教學(xué)情境深化學(xué)生對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)的理解。比如說(shuō)在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,教師可以準(zhǔn)備幾個(gè)體積差不多的物體如毛筆、鋼筆等,讓其在樓上落下,計(jì)算其下落的時(shí)間,并比較時(shí)間上的差異,看看那個(gè)物體下落的比較快,觀察當(dāng)中讓學(xué)生講解物體下落的過(guò)程中下落的速度與質(zhì)量、體積、阻力等因素之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上講解自由落體運(yùn)動(dòng)的公式等基礎(chǔ)知識(shí)。如初速度Vo=0,末速度Vt=gt等,讓學(xué)生對(duì)公式當(dāng)中變量之間的關(guān)系有更加深刻的理解。這樣的教學(xué)情境,針對(duì)的是全體學(xué)生,是一種全體學(xué)生都能接受和參與的課堂情境。當(dāng)然,不同的教學(xué)內(nèi)容對(duì)于課堂情景設(shè)置的要求是不同的,教師在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和要求確定課堂情境創(chuàng)設(shè)的形式,最大程度地將全部學(xué)生納入到教學(xué)體系當(dāng)中。
二、有選擇地進(jìn)行課堂情境設(shè)計(jì)
在高中物理教學(xué)當(dāng)中,并不是所有的內(nèi)容都適合情境教學(xué)法,在使用情境教學(xué)法上應(yīng)該有選擇性,選擇最適合的內(nèi)容進(jìn)行課堂情境創(chuàng)設(shè)。這一點(diǎn),與高中物理新課改的基本要求相一致,在新課標(biāo)當(dāng)中強(qiáng)調(diào)在課程結(jié)構(gòu)上重視基礎(chǔ),體現(xiàn)出課程的選擇性,這就要求高中物理教師必須詳細(xì)分析高中物理課程的特點(diǎn),掌握課堂教學(xué)的內(nèi)容,并對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真的梳理,從中篩選出適合情境教學(xué)法的教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行課堂情境創(chuàng)設(shè)。至于哪些內(nèi)容可以進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),筆者認(rèn)為必須符合“基礎(chǔ)性”和“選擇性”的要求。所謂的基礎(chǔ)性,也就是要針對(duì)高中物理的基礎(chǔ)性知識(shí)點(diǎn),主要是指教材上要求必須掌握的知識(shí)點(diǎn),比如說(shuō)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)等等,這些知識(shí)具有基礎(chǔ)性的特征,知識(shí)點(diǎn)難度并不高,但是要想熟練地掌握,必須不斷創(chuàng)新教學(xué)方式,讓全體學(xué)生都參與到教學(xué)過(guò)程當(dāng)中來(lái),只有這樣才能讓全部學(xué)生熟練地掌握知識(shí)點(diǎn)。所謂的選擇性是指在基礎(chǔ)性知識(shí)當(dāng)中,選擇一些具有代表性的知識(shí)進(jìn)行課堂情境設(shè)計(jì),使課堂情境始終保持對(duì)學(xué)生的吸引力,避免因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用讓學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式產(chǎn)生厭倦的情緒。
三、在課堂情境創(chuàng)設(shè)上必須不斷創(chuàng)新
創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)進(jìn)步的基本形式,也是提高高中物理教學(xué)水平的重要條件和因素。創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境,利用教學(xué)情境提高課堂教學(xué)的效率,是高中物理應(yīng)用情境教學(xué)法的基本目的。但是一種教學(xué)方法如果在內(nèi)容和形式上不進(jìn)行創(chuàng)新,久而久之學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式就會(huì)產(chǎn)生審美上的疲勞感,這種疲勞感會(huì)讓學(xué)生的注意力下降,同時(shí)也會(huì)影響到學(xué)習(xí)的興趣。在物理教學(xué)課改當(dāng)中,提倡的是教學(xué)手段的多樣化,在這里也包括教學(xué)方法的多樣化,除了類(lèi)型上的多樣化之外,還包括教學(xué)內(nèi)容和形式上的多樣化。因此,高中物理教師在運(yùn)用情境教學(xué)法,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的時(shí)候,必須不斷地創(chuàng)新課堂情境的內(nèi)容和形式,利用課堂情境創(chuàng)設(shè)的創(chuàng)新,保持對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的吸引力,只有這樣才能達(dá)到物理教學(xué)課改的基本要求。為此,高中物理教師要采取多種手段創(chuàng)設(shè)教學(xué)情況,既可以利用多媒體創(chuàng)設(shè),也可以利用課堂模式的方式創(chuàng)設(shè),還可以利用戶(hù)外活動(dòng)的方式創(chuàng)設(shè),保持課堂情境創(chuàng)設(shè)的新穎性。同時(shí),為了創(chuàng)新教學(xué)的內(nèi)容,教師還要廣泛地收集教學(xué)素材與資料,并與教學(xué)結(jié)合起來(lái),利用教學(xué)素材和資料的創(chuàng)新,讓學(xué)生在不同的課堂情境當(dāng)中來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí),提高學(xué)習(xí)的專(zhuān)注度和學(xué)習(xí)的效率。當(dāng)然,有條件的學(xué)校可以直接在物理實(shí)驗(yàn)室中教學(xué),在真實(shí)的情境當(dāng)中可以有效地提高學(xué)生的專(zhuān)注度,以達(dá)到更好的教學(xué)效果。
四、在課堂情境創(chuàng)設(shè)中增加評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)
1.1書(shū)面測(cè)試的考試方式對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響
目前對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾槎贾辉跁?shū)面測(cè)試中體現(xiàn)。雖說(shuō)高考試卷中有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)試題,但受到測(cè)試形式的制約,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰﹄y以在試卷中比較完整地得到體現(xiàn),這就導(dǎo)致教學(xué)中出現(xiàn)不用做實(shí)驗(yàn)而只通過(guò)“講實(shí)驗(yàn)”也能應(yīng)付考試的現(xiàn)象。另外,對(duì)高中生的實(shí)驗(yàn)操作能力的現(xiàn)場(chǎng)考查也取消了,更不利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展。
1.2教學(xué)時(shí)間的影響
現(xiàn)在新課程設(shè)置的學(xué)科課程模塊化,選科分班之前物理學(xué)科的周課時(shí)數(shù)只有兩節(jié),要完成相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容以及完成一定數(shù)量的鞏固習(xí)題,這就促使教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中盡可能地少花時(shí)間:將學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改成演示實(shí)驗(yàn)、將探究實(shí)驗(yàn)改為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、將定量實(shí)驗(yàn)改為定性實(shí)驗(yàn),少做或是不做實(shí)驗(yàn)。
1.3高考方案的影響
現(xiàn)在江蘇省的“3+學(xué)業(yè)水平+綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)”的高考模式,使物理學(xué)科處于比較尷尬的地位,甚至出現(xiàn)擔(dān)心學(xué)生物理學(xué)科的學(xué)習(xí),會(huì)影響學(xué)生語(yǔ)數(shù)外學(xué)科學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。而在高校錄取中,選修學(xué)科的等級(jí)計(jì)量方法和不同高校對(duì)于等級(jí)要求的差異,也弱化了學(xué)生主觀上對(duì)物理學(xué)科的重視程度。學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣與熱情勢(shì)必也將影響對(duì)于實(shí)驗(yàn)的投入與專(zhuān)注。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)知中的幾個(gè)誤區(qū)
2.1做實(shí)驗(yàn)總比不做好
案例:在“幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)”課堂教學(xué)中,教師讓學(xué)生分組做實(shí)驗(yàn),利用細(xì)鐵屑顯示條形磁體和蹄形磁體周?chē)拇艌?chǎng)分布情況。
許多教師總認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)總比不做實(shí)驗(yàn)更能體現(xiàn)物理學(xué)科的特點(diǎn),因此在課堂中總是盡可能地引入實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。其實(shí),一節(jié)課是否需要實(shí)驗(yàn),要看該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是否符合本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì),是否能為本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)服務(wù)。
2.2分組實(shí)驗(yàn)比演示實(shí)驗(yàn)好
案例:在“簡(jiǎn)諧振動(dòng)”的課堂教學(xué)中,利用提供的漏沙擺和長(zhǎng)木板,教師讓學(xué)生做分組實(shí)驗(yàn)去探究振子的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有些小組漏沙擺的擺角偏大,有些小組沙子漏的太快,有些小組長(zhǎng)木板拉動(dòng)的速度不恒定,導(dǎo)致許多小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。
分組實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、合作能力,提高學(xué)生的參與程度,能讓每個(gè)學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。但分組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不確定因素較多,特別是一些條件比較苛刻的實(shí)驗(yàn),分組實(shí)驗(yàn)的效果更加難以預(yù)測(cè)。再加上現(xiàn)在教學(xué)時(shí)間偏緊,教學(xué)任務(wù)重,不妨將某些學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改成教師的演示實(shí)驗(yàn),同樣也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。該案例中的實(shí)驗(yàn)采用教師演示的方式,實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。
2.3定量的實(shí)驗(yàn)比定性的實(shí)驗(yàn)好
案例:在“幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)”課堂教學(xué)中,教師借助于傳感器精確地測(cè)量出了通電螺旋管內(nèi)部一些點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,然后就下結(jié)論說(shuō)“通電螺旋管內(nèi)部的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)”。
定量的實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙容^準(zhǔn)確地揭示物理規(guī)律,而且許多物理規(guī)律也都是采用定量化的表示方法,因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易導(dǎo)致對(duì)定量化的一種依賴(lài)與追求。但定性的表示能比較宏觀地反應(yīng)物理規(guī)律,也具有定量實(shí)驗(yàn)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。案例中的定量實(shí)驗(yàn)固然準(zhǔn)確直觀,但僅從幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就得出結(jié)論,顯得不夠全面。若用鋪有細(xì)鐵屑的紙片插到螺旋管內(nèi)部,就會(huì)發(fā)現(xiàn)紙片上的細(xì)鐵屑基本上是分布均勻的,由此也可以直觀地得到螺旋管內(nèi)部磁場(chǎng)的分布特征。這種定性的演示能直觀、完整地顯示螺旋管內(nèi)部各部分磁場(chǎng)的分布特征,相比于定量實(shí)驗(yàn)更具有說(shuō)服力。
2.4技術(shù)含量高的實(shí)驗(yàn)比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)好
案例:在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”課堂教學(xué)中,在得出了功和物體速度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,教師就借助于計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)功和速度的關(guān)系圖像是曲線(xiàn),功和速度的平方關(guān)系圖像是直線(xiàn)。由此得出該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中功與速度的平方成正比這一結(jié)論。
案例中借助于計(jì)算機(jī)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程固然快捷、直觀,但學(xué)生卻不能理解各個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取舍、擬合的依據(jù)。讓學(xué)生使用傳統(tǒng)的在方格紙上描點(diǎn)作圖的方法去找規(guī)律,雖費(fèi)時(shí)費(fèi)力,但卻可以讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的具體處理過(guò)程。
2.5學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)教師可以“忙中偷閑”
案例:學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí),教師要么在教室內(nèi)來(lái)回走動(dòng)、要么參與小組交流討論,對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行點(diǎn)撥引導(dǎo)。教師的行為顯得比較隨意。
在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí),教師需要完成三項(xiàng)任務(wù):一是面上巡視,查看各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組是否能正常開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。若存在實(shí)驗(yàn)儀器故障等不能正常實(shí)驗(yàn)的,需及時(shí)給予幫助,使其能順利開(kāi)展實(shí)驗(yàn);二是查看實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中技術(shù)或程序出現(xiàn)問(wèn)題的小組,及時(shí)加以記載并提出修改意見(jiàn);三是尋找實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作規(guī)范、效果顯著的實(shí)驗(yàn)小組,或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有創(chuàng)新之處的一些做法,及時(shí)加以記錄。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)適當(dāng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和值得推廣的一些做法加以總結(jié),給更多的學(xué)生以提醒和參考。
2.6課堂中實(shí)驗(yàn)安排的時(shí)機(jī)具有隨意性
案例:“自由落體”這一節(jié)的課堂教學(xué)中,上課開(kāi)始教師就說(shuō)“下面我們來(lái)看一個(gè)實(shí)驗(yàn)”,然后就演示了將一張白紙裁成相同的兩半,將其中一片揉成紙團(tuán),讓其同時(shí)從同一高度由靜止釋放,比較紙片和紙團(tuán)下落的快慢。在得出了自由落體的概念后,教師就說(shuō)“下面讓我們用實(shí)驗(yàn)探究的方法來(lái)研究自由落體的規(guī)律”,就讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),探究重錘自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度、加速度特征。
諸如此類(lèi)的課堂教學(xué)中借助于實(shí)驗(yàn)引入新課和探究物理規(guī)律,好像是很自然的事情。但若仔細(xì)考慮一下,為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn),什么時(shí)候做這個(gè)實(shí)驗(yàn),這樣的問(wèn)題很少被教師所重視。物理學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科,所以需要通過(guò)對(duì)一些物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察引發(fā)對(duì)現(xiàn)象背后物理本質(zhì)的思考,需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證或探究一些隱性的物理規(guī)律。比如案例中的背景是需要研究“物體下落快慢的規(guī)律”,需要總結(jié)不同的物體下落的快慢與哪些因素有關(guān)系。然后再比較“相同質(zhì)量不同形狀的物體下落快慢情況”、“質(zhì)量不同的物體下落快慢情況”等。紙片和紙團(tuán)的對(duì)比實(shí)驗(yàn),在這樣的背景下才有意義。這就需要教師在做實(shí)驗(yàn)前給出適當(dāng)?shù)慕淮?。在?shí)驗(yàn)前沒(méi)有鋪墊,沒(méi)有適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡性解釋而直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn),就會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)與概念、規(guī)律的教學(xué)有拼湊之感,顯得不自然。
3對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)建議
3.1認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的教學(xué)功能
首先,教學(xué)的任務(wù)不僅僅是應(yīng)對(duì)考試,若教學(xué)淪落為考什么就教什么,勢(shì)必導(dǎo)致教學(xué)的片面性,教學(xué)的三維目標(biāo)難以得到落實(shí)。若只是通過(guò)“講實(shí)驗(yàn)”肯定不能提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)與能力。其次,實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程不是浪費(fèi)時(shí)間,因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中除了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、合作交往能力之外,分析能力、判斷能力、邏輯推理能力等也能得到提升。最后,江蘇省的高考方案出發(fā)點(diǎn)是好的,只是在對(duì)教學(xué)結(jié)果過(guò)度的功利化追求會(huì)導(dǎo)致物理學(xué)科教學(xué)的異化。物理教師的職責(zé)之一是要不斷提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰褪潜貍涞奈锢硭仞B(yǎng)之一。所以,教師不僅僅是幫助學(xué)生追求更高的考試成績(jī),更應(yīng)該站在培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的高度去認(rèn)識(shí)課程,能動(dòng)地、智慧地踐行課程。
3.2明晰實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)也應(yīng)該有具體的教學(xué)目標(biāo)。首先,可以將實(shí)驗(yàn)分為記憶(實(shí)驗(yàn)儀器的名稱(chēng)、用途、主要結(jié)構(gòu)和操作規(guī)則等)、理解(實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟等)、綜合(結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行有目的的實(shí)驗(yàn)等)、運(yùn)用(創(chuàng)造性地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律,解決問(wèn)題等)四個(gè)認(rèn)知層面的目標(biāo)。從操作層面可以將實(shí)驗(yàn)分為模仿(學(xué)生對(duì)教師所做的示范性動(dòng)作進(jìn)行仿造的行為活動(dòng))、定勢(shì)(學(xué)生在模仿的基礎(chǔ)上,能連貫地完成操作并基本符合要求)、熟練(學(xué)生在具備了定勢(shì)操作之后達(dá)到熟練自如的操作程度)、自動(dòng)化(學(xué)生在掌握一定數(shù)量的操作技能的基礎(chǔ)上能創(chuàng)造性地完成實(shí)驗(yàn)操作)等四個(gè)操作層面的目標(biāo)。任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)都對(duì)應(yīng)有具體的教學(xué)目標(biāo),有了目標(biāo)才能對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,才能對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。
本節(jié)課是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》必修二第七章第七節(jié)中所涉及的內(nèi)容, “動(dòng)能和動(dòng)能定理”的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生深入理解功能關(guān)系,是高中物理的核心概念之一,也是本章乃至整個(gè)力學(xué)的重點(diǎn)之一,為其他學(xué)科和今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ).
2 學(xué)情分析
本課針對(duì)高一學(xué)生,學(xué)生基礎(chǔ)較好,思維比較活躍,從知識(shí)準(zhǔn)備上,由于學(xué)生在初中對(duì)物理有一定了解,并學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)知識(shí),且對(duì)功和能的概念有了認(rèn)識(shí),并且通過(guò)第六節(jié)的實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)到做功和物體速度變化的關(guān)系即W正比于速度的平方的基礎(chǔ)上,但是由于初中學(xué)生還沒(méi)有深入學(xué)習(xí)功能關(guān)系,所以容易憑借生活經(jīng)驗(yàn)形成錯(cuò)誤的潛概念理解,本課的內(nèi)容與我們的生活實(shí)際息息相關(guān),所以本節(jié)課,我將在培養(yǎng)學(xué)生思維轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,聯(lián)系實(shí)際力求將STS的理念以及辯證關(guān)系滲透到本課的教學(xué)中.
3 教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)和技能方面.第一,學(xué)生要理解動(dòng)能的概念,理解動(dòng)能定理的物理意義,并進(jìn)行相關(guān)的分析和計(jì)算,第二,深入理解合外力做功的含義,第三,學(xué)會(huì)聯(lián)系實(shí)際運(yùn)用和解決動(dòng)能定理相關(guān)問(wèn)題的步驟.
在過(guò)程和方法上,掌握恒力和變力分別作用下動(dòng)能定理的推導(dǎo),并且學(xué)會(huì)對(duì)比分析動(dòng)力學(xué)知識(shí)與動(dòng)能定理的應(yīng)用優(yōu)勢(shì).
在情感和價(jià)值觀方面,學(xué)生通過(guò)類(lèi)比學(xué)習(xí),歸納推導(dǎo),培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣,逐漸形成認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度.
4 教學(xué)重難點(diǎn)
(1)重點(diǎn):對(duì)動(dòng)能概念的理解;動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用
(2)難點(diǎn):[JP3]深入理解功能關(guān)系并利用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題.
5 教學(xué)過(guò)程
5.1 復(fù)習(xí)回顧,引入新課
教師活動(dòng)1 運(yùn)用視頻資料,1998年上海虹橋機(jī)場(chǎng)一飛機(jī)緊急迫降時(shí),由于巨大機(jī)身與軌道摩擦產(chǎn)生爆炸這段視頻,讓學(xué)生回顧初中對(duì)動(dòng)能的認(rèn)識(shí),以及思考為什么會(huì)引發(fā)爆炸這一現(xiàn)象,進(jìn)而引出課題.
學(xué)生活動(dòng)1 讓學(xué)生交流,思考飛機(jī)迫降的巨大動(dòng)能最后為什么消失了?
設(shè)計(jì)意圖 調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考,鍛煉學(xué)生從現(xiàn)象探究本質(zhì)的思維,并且體會(huì)我們生活中處處存在物理.
教師活動(dòng)2 提出以下問(wèn)題:
(1)在必修一學(xué)習(xí)速度這一物理量的時(shí)候,為什么會(huì)引入速度這一物理量?
(2)我們初中對(duì)物理的了解,知道物體會(huì)由于運(yùn)動(dòng)而具有能量,那么我們用什么來(lái)描述這一物理量呢?
學(xué)生活動(dòng)2 學(xué)生代表發(fā)言回答問(wèn)題1,并思考問(wèn)題2,能明確為了描述物體空間運(yùn)動(dòng)變化快慢而引入速度.
設(shè)計(jì)意圖 回顧知識(shí),并通過(guò)思考從“為什么引入這一物理量的角度”,用類(lèi)比的思維方式引出對(duì)動(dòng)能的學(xué)習(xí).
5.2 新課教學(xué)
5.2.1 動(dòng)能
教師活動(dòng)3 利用多媒體展示以下問(wèn)題
一個(gè)物體在只受牽引力作用下,從A位置沿直線(xiàn)經(jīng)過(guò)位移x到B位置,A點(diǎn)初速度為va,B點(diǎn)速度為vb,這一過(guò)程中物體的動(dòng)能如何變化?發(fā)生這種變化的原因是什么?
學(xué)生活動(dòng)3 學(xué)生動(dòng)腦思考,頭腦中建立模型,交流討論后發(fā)言.得出物體速度越來(lái)越大,所以動(dòng)能越來(lái)越大和由于這個(gè)過(guò)程牽引力做功,導(dǎo)致動(dòng)能增加.
教師活動(dòng)4 教師歸納總結(jié)動(dòng)能的定義,公式,單位以及注意事項(xiàng).
5.2.2 動(dòng)能定理
教師活動(dòng)5 給學(xué)生展示以下物理情境,計(jì)算,討論并總結(jié)以下過(guò)程中功能關(guān)系的關(guān)系式.
(1)一物體質(zhì)量為m,從高度h處,做自由落體運(yùn)動(dòng),下落h后,速度變?yōu)関1.
(2)物體質(zhì)量m,在只受力F的作用下,沿初速度v0的方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)s位移,速度到v2.
學(xué)生活動(dòng)4 分別計(jì)算并歸納兩種情境下,物體各自所受的力做的功與他們對(duì)應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能的變化.
設(shè)計(jì)意圖 讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn),歸納總結(jié),同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體所受力做的功同動(dòng)能的變化的關(guān)系,從理性上,認(rèn)識(shí)功能關(guān)系,認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)與物理內(nèi)容之間的交叉運(yùn)用.并且鍛煉了學(xué)生的歸納推導(dǎo)能力.
教師活動(dòng)6 教師評(píng)價(jià)并總結(jié)單個(gè)力作用下,功和能的具體計(jì)算關(guān)系.再引發(fā)學(xué)生思考,如果多個(gè)外力的合力做功,它會(huì)導(dǎo)致什么能量發(fā)生變化.舉例,物體質(zhì)量為M,在受拉力F′和地面給的摩擦力f的作用下,沿直線(xiàn)由速度v0,經(jīng)s的位移,速度達(dá)到到vt,在這樣的物理情境下,分析計(jì)算各個(gè)外力做的功,以及合力做的功,同時(shí)計(jì)算初狀態(tài)和末狀態(tài)時(shí)分別的動(dòng)能大小.
學(xué)生活動(dòng)5 分組討論并計(jì)算,將推導(dǎo)總結(jié)出結(jié)果,發(fā)現(xiàn)同一過(guò)程中合外力做的功數(shù)值上等于這一過(guò)程初末狀態(tài)動(dòng)能的變化.
設(shè)計(jì)意圖 從單個(gè)的力作功與動(dòng)能變化多少的關(guān)系深入并類(lèi)比到合力作功引起的動(dòng)能變化,讓學(xué)生思維循序漸進(jìn),并且自己計(jì)算推導(dǎo)的過(guò)程,加深對(duì)功能關(guān)系的理解.
教師活動(dòng)7 評(píng)價(jià)學(xué)生分組交流討論后的結(jié)果,總結(jié)動(dòng)能定理的定義,公式,以及單位.并且總結(jié):從數(shù)學(xué)角度動(dòng)能變化有正有負(fù),也恰恰符合之前所學(xué)習(xí)的做功有正有負(fù).繼續(xù)提出問(wèn)題:讓學(xué)生在以一物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)從起點(diǎn)A繞一圈又回到A點(diǎn)這個(gè)背景下,從三個(gè)角度嘗試探究功能關(guān)系:
(1)全過(guò)程運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析;
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中找一中間點(diǎn),分為兩部分運(yùn)用動(dòng)能定理分析;
(3)全過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理.
學(xué)生活動(dòng)6 分組交流討論,并且計(jì)算分析,這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)角度分析問(wèn)題的優(yōu)缺點(diǎn).
教師活動(dòng)8 評(píng)價(jià)學(xué)生結(jié)果,并總結(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)
驗(yàn)現(xiàn)象要突出、明顯,給學(xué)生出乎意料的震撼,也可以在實(shí)驗(yàn)之前,讓學(xué)生猜測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,若猜對(duì),可以培養(yǎng)學(xué)生自信心;若猜錯(cuò),可激發(fā)學(xué)生的求知欲.如在“慣性”一節(jié)教學(xué)中,筆者設(shè)計(jì)了如圖2的實(shí)驗(yàn):塑料球和金屬球分別懸于礦泉水瓶中,當(dāng)瓶子向一方移動(dòng)時(shí),兩個(gè)球分別向相反方向移動(dòng);在說(shuō)明“靜電除塵”效果時(shí),用銅棒穿過(guò)礦泉水瓶軸線(xiàn)、鋁箔紙粘于瓶?jī)?nèi)壁分別作為除塵的兩極,如圖3.
2.3 設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論的問(wèn)題
[TP4GW41.TIF,Y#]如何引導(dǎo)學(xué)生分析、討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,是本教學(xué)設(shè)計(jì)的.教師在課堂教學(xué)前,預(yù)設(shè)有梯度的問(wèn)題,指導(dǎo)學(xué)生討論的方向.如在瞬時(shí)速度教學(xué)中,針對(duì)學(xué)生難以理解“當(dāng)Δt0時(shí),[SX(]Δx[]Δt[SX)]就表示瞬時(shí)速度”這一點(diǎn),設(shè)計(jì)了圖4實(shí)驗(yàn),采集了表1所示數(shù)據(jù),預(yù)設(shè)如下問(wèn)題.
問(wèn)1:第一組實(shí)驗(yàn)得到的速度比車(chē)頭速度大還是小?
問(wèn)2:[JP3]表中四組實(shí)驗(yàn)得到的速度呈現(xiàn)出什么規(guī)律?如何解釋?zhuān)?/p>
問(wèn)3:猜一下車(chē)頭通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度約是多少?
問(wèn)4:怎樣精確測(cè)定車(chē)頭通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度?
問(wèn)5:若實(shí)驗(yàn)中,對(duì)速度要求“精確到兩位有效數(shù)字”,哪一組可以表示車(chē)頭通過(guò)光電門(mén)速度?
問(wèn)6:由此可得出什么結(jié)論?
討論過(guò)程中,指向明確且有梯度的問(wèn)題,既可以指導(dǎo)和駕馭學(xué)生討論方向,又可以培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力.在教學(xué)實(shí)踐中,由于學(xué)生受到心智、經(jīng)歷等因素的限制,有些在教師看來(lái)順理成章結(jié)論,卻無(wú)法提煉出來(lái),這時(shí)候教師切勿越俎代庖,一定要留出足夠的時(shí)間,讓學(xué)生展開(kāi)充分討論.討論的過(guò)程就是對(duì)物理規(guī)律和概念的理解過(guò)程,充分的討論使學(xué)生更加牢固的理解知識(shí)的內(nèi)涵和外延,有利于學(xué)生應(yīng)用知識(shí),同時(shí)提高教學(xué)質(zhì)量,杜絕思維很快、但思考很淺的現(xiàn)象.
2.4 形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論
經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深刻討論,得出客觀的規(guī)律,是本教學(xué)設(shè)計(jì)最終目的.在層層深入的問(wèn)題的引導(dǎo)下,逐漸剔除表面、膚淺的認(rèn)識(shí),學(xué)生在腦海中慢慢形成概念和理解規(guī)律.雖然學(xué)生不能用流暢的語(yǔ)言完整的概括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象揭示的規(guī)律性的東西,但這不影響對(duì)規(guī)律的理解.概念的形成是首要的,其次才是名稱(chēng)(趙凱華語(yǔ)).
3 基于實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)的意義
3.1 讓教學(xué)設(shè)計(jì)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)主要根據(jù)《教學(xué)大綱》、《學(xué)科指導(dǎo)意見(jiàn)》等確定的重、難點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程.作為一般性的教學(xué)指導(dǎo)用書(shū),《教學(xué)大綱》或《學(xué)科指導(dǎo)意見(jiàn)》僅從知識(shí)本身分析教學(xué),缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際情況的調(diào)研,針對(duì)性不強(qiáng),依據(jù)此設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程往往無(wú)法回答學(xué)生的疑惑,教學(xué)效果較差.“調(diào)查問(wèn)卷”形成“反饋單”反映了學(xué)生中普遍的又具有個(gè)性化的問(wèn)題,這些問(wèn)題是無(wú)法預(yù)設(shè)的.針對(duì)學(xué)生的問(wèn)題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明問(wèn)題或引發(fā)思考和討論,這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)教師充滿(mǎn)了挑戰(zhàn).如在“電表的改裝”一節(jié)教學(xué)中,筆者把問(wèn)卷調(diào)查前后的教案中一個(gè)片段做了對(duì)比.
問(wèn)卷調(diào)查前
環(huán)節(jié)一:靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻
展示靈敏電流計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu),如圖5.告訴學(xué)生線(xiàn)圈由很長(zhǎng)的銅導(dǎo)線(xiàn)繞成,所以電流計(jì)有內(nèi)阻.
問(wèn)卷調(diào)查后
環(huán)節(jié)一:靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻
①設(shè)計(jì)如圖6所示電路,在A、B間接發(fā)光二極管,二極管正常發(fā)光.說(shuō)明A、B之間有電壓(很?。?
②問(wèn):能否將靈敏電流計(jì)接在A、B之間?
③把靈敏電流計(jì)接在A、B之間,電流計(jì)偏轉(zhuǎn)一定角度.
④展示圖5,介紹電流計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu).
修改目的
在初中教學(xué)中,認(rèn)為電流表內(nèi)阻為零.所以學(xué)生在“問(wèn)卷反饋單”非常集中的反映無(wú)法理解“電流表有內(nèi)阻”.
兩個(gè)教案都重視了對(duì)電流表內(nèi)阻的教學(xué).但修改后的教案更注重用實(shí)驗(yàn)帶給學(xué)生的直觀體驗(yàn),同時(shí)在操作實(shí)驗(yàn)前的設(shè)問(wèn),激發(fā)了學(xué)生的迫切看到實(shí)驗(yàn)效果的欲望,教學(xué)效果顯著,給學(xué)生留下深刻印象.
基于實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)設(shè)計(jì),因?yàn)榱私鈱W(xué)生的問(wèn)題,所以在課堂教學(xué)中緊緊抓住學(xué)生.在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,形成了探究問(wèn)題,創(chuàng)造了思維環(huán)境,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的討論破解學(xué)生的疑惑.
3.2 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性
關(guān)鍵詞:優(yōu)化課堂培養(yǎng)能力
一、巧用實(shí)驗(yàn)激趣,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),物理實(shí)驗(yàn)綜合了實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)思想和方法、實(shí)驗(yàn)操作和觀察、數(shù)據(jù)分析處理等多個(gè)方面的知識(shí)和能力。同時(shí)實(shí)驗(yàn)最能引起學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。教師最好設(shè)計(jì)一些探究性、開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn),在教師的適度引導(dǎo)下,通過(guò)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。不但構(gòu)建了知識(shí),提高了實(shí)踐能力,還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
1.為了學(xué)生有更多的動(dòng)手機(jī)會(huì),強(qiáng)化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和細(xì)致的觀察能力,把部分教師演示實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn),增加學(xué)生自己動(dòng)手的機(jī)會(huì)。把課本中一些原理和方法比較簡(jiǎn)單、儀器易取易讀的演示實(shí)驗(yàn)改為堂上實(shí)驗(yàn)是比較有效的方法。例如,我在高中物理教學(xué)中,把“用彈簧秤研究作用力與反作用力的關(guān)系”(試驗(yàn)本第一冊(cè)圖5-9)、“平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)”(試驗(yàn)本第一冊(cè)圖6-13)、“觀察擺動(dòng)機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)”(試驗(yàn)本第一冊(cè)圖9-23)、“單擺簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖象”(試驗(yàn)本第一冊(cè)圖11-4)等實(shí)驗(yàn)全部改為課堂學(xué)生小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自己動(dòng)手獨(dú)立操作,通過(guò)認(rèn)真觀察和思考得出結(jié)論,實(shí)踐證明,這樣一方面使學(xué)生由被動(dòng)手獨(dú)立操作,通過(guò)認(rèn)真觀察和思考得出結(jié)論。實(shí)踐證明,這樣一方面使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)探索,大大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性;另一方面也直接培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力,細(xì)致的觀察分析能力,和自我解決問(wèn)題的能力,比單純由教師演示實(shí)驗(yàn)的效果好得多。
2.把部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢物實(shí)踐和善于創(chuàng)新的精神,既探求科學(xué)的精神。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般是在對(duì)研究對(duì)象有了一定認(rèn)識(shí)之后,根據(jù)已知的理論,對(duì)一些現(xiàn)象過(guò)程的存在、原因或規(guī)律檢驗(yàn)其是否正確而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),它在實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法、原理方面起到了示范性作用,但不利于?chuàng)新精神和能力的培養(yǎng)。我在物理教學(xué)中嘗試將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)思想上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手,發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和意識(shí)。
如在高一物理“牛頓第二定律”一節(jié)教學(xué)中,我進(jìn)行了如下創(chuàng)新設(shè)計(jì):①把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn),定性研究小車(chē)的加速度與哪些因素有關(guān),并引導(dǎo)學(xué)生用分析法總結(jié)出小車(chē)的加速度與小車(chē)質(zhì)量和所受外力有關(guān)。②鼓勵(lì)學(xué)生猜想加速度與質(zhì)量、外力三者間的定量關(guān)系。③運(yùn)用較精密的氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行定量測(cè)定實(shí)驗(yàn),利用傾斜導(dǎo)軌上的滑塊重力的下滑分力代替砂桶的拉力,研究滑塊質(zhì)量不變時(shí)加速度與外力(改變導(dǎo)軌的傾斜度來(lái)改變外力)的關(guān)系,借助多媒體電腦軟件自動(dòng)計(jì)算出加速度和外力的數(shù)值,這些數(shù)據(jù)在大屏幕電視上顯示出來(lái);保持砂桶重力(近似認(rèn)為是滑塊受的外力)不變,改變?cè)谒綄?dǎo)軌上滑塊的質(zhì)量,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,同樣利用電腦軟件得出不同質(zhì)量時(shí)應(yīng)加速度的數(shù)值。并啟發(fā)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用“比值法”或“作圖法”直觀得到“質(zhì)量一定時(shí),加速度與外力成正比;外力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比”這一結(jié)論。④引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論思維,推導(dǎo)出牛頓第二定律。⑤進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“特殊”“一般”的科學(xué)思維方法得出牛頓第二定律的更一般表達(dá)式F合=ma,并由“一般”“特殊”導(dǎo)出F合=0時(shí),物體處于平衡狀態(tài)這一結(jié)論。這種以學(xué)生操作和思維活動(dòng)為主的教學(xué)設(shè)計(jì),增大了課堂容量,加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的探索功能,從定性的研究到利用現(xiàn)代教學(xué)媒體進(jìn)行比較精密的定量探索,突出了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想,展現(xiàn)了知識(shí)和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)形成過(guò)程,對(duì)學(xué)生大膽實(shí)驗(yàn),主動(dòng)探索物理規(guī)律起到了積極影響。
二、引導(dǎo)自行探究,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
我們?cè)趯?shí)踐中總結(jié)出了"設(shè)疑激趣、指導(dǎo)探究、啟發(fā)思維、評(píng)價(jià)總結(jié)、應(yīng)用遷移"的五環(huán)節(jié)課堂教學(xué)模式,在引導(dǎo)學(xué)生自行探究科學(xué)的活動(dòng)過(guò)程中培養(yǎng)其創(chuàng)新能力方面作了一些初步嘗試。
1.設(shè)疑激趣,提出假說(shuō)
布魯納說(shuō)過(guò):"學(xué)習(xí)的最好刺激乃是興趣。"因此,在教學(xué)中教師首先要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境,制造"懸念",放手讓學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、思考,讓具體的自然事物、有趣的自然現(xiàn)象緊緊吸引學(xué)生,激活學(xué)生思維,多而使他們產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。
比如在《物體的熱脹冷縮(二)》教學(xué)中,課伊始,我便對(duì)學(xué)生說(shuō):"咱們用塑料瓶和硬幣做一個(gè)游戲,"講清游戲規(guī)則后,學(xué)生們懷著好奇心開(kāi)始玩,不大功夫,只聽(tīng)學(xué)生驚喜地叫道:"呀,硬幣跳起來(lái)了!""還‘撲撲’地發(fā)出聲音呢!""硬幣為什么會(huì)跳起來(lái)呢?"我不失時(shí)機(jī)地問(wèn):"你認(rèn)為是怎么回事呢?"提出一個(gè)開(kāi)放的發(fā)散思維的問(wèn)題,學(xué)生的情緒一下子活躍起來(lái),對(duì)這個(gè)問(wèn)題作出了種種假設(shè):可能是水槽中的熱氣將它頂起來(lái)了;可能是塑料瓶受熱膨脹將硬幣頂起來(lái)了;可能是瓶?jī)?nèi)的空氣將它頂起來(lái)了;可能是硬幣上的水變成水蒸氣要往外跑,所以把硬幣頂起來(lái)了……。發(fā)散思維是創(chuàng)造活動(dòng)的起點(diǎn),這一學(xué)習(xí)活動(dòng),既促進(jìn)了學(xué)生積極思維,又能形成下面探究學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。
2.指導(dǎo)探究,豐富感知.
實(shí)踐、探索的過(guò)程是創(chuàng)新的過(guò)程。要讓學(xué)生去創(chuàng)新,就必須放手讓他們自己實(shí)踐,勇于探索。如何保證學(xué)生能夠圍繞中心問(wèn)題進(jìn)行實(shí)踐、探索呢?在于教師提供有結(jié)構(gòu)的材料。所謂有結(jié)構(gòu)的材料,是指這些材料在使用時(shí)能揭示自然現(xiàn)象間的某種關(guān)系。
如《物體的熱脹冷縮(二)》教學(xué)中,我給學(xué)生提供這些實(shí)驗(yàn)材料:燒瓶、帶直(彎)玻璃管的膠塞,紅墨水、肥皂水、滴管、毛巾、軟塑料瓶、瓶蓋、汽球、飲料盒、膠帶、水槽、熱水、冷水。讓學(xué)生熟悉這些材料后,根據(jù)思考提綱自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。由于準(zhǔn)備的這些材料緊緊圍繞揭示"氣體的熱脹冷縮"這一主題,從課堂教學(xué)效果看,各個(gè)組都設(shè)計(jì)出了比較理想的方案:有的用汽球套在塑料瓶上,放入熱水和冷水中實(shí)驗(yàn);有的先把塑料瓶捏癟,蓋好蓋,再放入熱水和冷水中實(shí)驗(yàn);有的用膠帶把飲料盒的口封住,放入熱水和冷水中實(shí)驗(yàn);有的用燒瓶和帶玻璃管的膠塞,用手捂和包冷毛巾實(shí)驗(yàn);有的將紅墨水用滴管滴入玻璃管放入熱水中,,但紅墨水流了出來(lái)……學(xué)生在足夠的時(shí)間內(nèi)充分地實(shí)踐和探索,獲得豐富的、初級(jí)的、創(chuàng)新的感性體驗(yàn),為進(jìn)一步研究和深入認(rèn)識(shí)打下基礎(chǔ)。當(dāng)然,學(xué)生的這些行為,對(duì)平常人來(lái)說(shuō)是極其普通而簡(jiǎn)單的,可對(duì)小學(xué)生,自己找出來(lái),不能不說(shuō)是他們創(chuàng)造活動(dòng)的結(jié)晶,"行雖微而旨趣遠(yuǎn)",是學(xué)生創(chuàng)造精神的表現(xiàn)。
3.啟發(fā)思維,討論探究
學(xué)生獲得足夠的感性材料后,教師要引導(dǎo)學(xué)生整理、加工事實(shí),進(jìn)行思維加工。
(1)整理事實(shí),以說(shuō)促思
學(xué)生獲得的感性事實(shí)是比較混亂的,缺乏條理性。教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)語(yǔ)言把各自收集到的事實(shí)以及對(duì)事實(shí)的看法進(jìn)行相互交流,活躍學(xué)生的思維,充分發(fā)揮他們的想象力、創(chuàng)造力。如在《物體的熱脹冷縮(二)》教學(xué)中,有這樣一個(gè)討論片斷:一個(gè)學(xué)生答:"飲料盒放入熱水中,盒鼓起來(lái)了,放入冷水中,又癟了。"另一個(gè)學(xué)生馬上反駁到:"我們組的飲料盒放入熱水中鼓不起來(lái)。"這時(shí),我插話(huà)到:"你們兩個(gè)組的實(shí)驗(yàn)條件中�熱水中�相同,但出現(xiàn)了不同的現(xiàn)象,是不是盒子的原因呢?"接著引導(dǎo)兩組同學(xué)對(duì)飲料盒進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)鼓起的飲料盒口被密封了,沒(méi)有鼓起的口開(kāi)著,宣布完這一發(fā)現(xiàn)后,又有同學(xué)立刻說(shuō):"沒(méi)有封口的飲料盒里的空氣從口上跑走了。"這樣,通過(guò)對(duì)事實(shí)材料的引導(dǎo)、梳理,強(qiáng)化了學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程,并使創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)取得創(chuàng)造性成果。
(2)研究事實(shí),發(fā)展思維
在學(xué)生整理事實(shí)時(shí),教師見(jiàn)機(jī)提出問(wèn)題,挑起矛盾,巧妙地促使學(xué)生發(fā)表不同意見(jiàn),將討論的中心置于學(xué)生之中,使學(xué)生結(jié)合自己和別人收集的信息,進(jìn)行分析、判斷、歸納、甚至爭(zhēng)論,從而找出其中的規(guī)律。如在《彈性》一課教學(xué)中,學(xué)生對(duì)收集到的事實(shí)進(jìn)行整理后,一個(gè)學(xué)生答:"我發(fā)現(xiàn)皮筋、彈簧……橡皮泥有彈性,木塊……沒(méi)有彈性。"三個(gè)同學(xué)同時(shí)反駁:"不對(duì),橡皮泥沒(méi)有彈性"我適時(shí)引導(dǎo):"說(shuō)說(shuō)你們的理由。"學(xué)生立刻說(shuō):"橡皮泥雖然能捏扁、搓長(zhǎng),但松手后它還是扁的、長(zhǎng)的,不能再變成原樣。"……這樣,學(xué)生在不同意見(jiàn)的發(fā)表與爭(zhēng)論中,用自己的語(yǔ)言概括出科學(xué)結(jié)論,這符合從感性到理性,從具體到抽象的認(rèn)識(shí)過(guò)程。同時(shí),學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到了充分的鍛煉。
4.評(píng)價(jià)總結(jié),歸納達(dá)標(biāo)
通過(guò)前三個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng),學(xué)生得到了信息與思維的結(jié)果,教師對(duì)小組和個(gè)體的整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行鼓勵(lì)性評(píng)價(jià),使學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅,將假說(shuō)上升到結(jié)論、規(guī)律。如《物體的熱脹冷縮(二)》中這樣設(shè)計(jì):"剛才同學(xué)們和老師的實(shí)驗(yàn)都成功了,說(shuō)明我們只要掌握了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng),都能設(shè)計(jì)出成功的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這些成功的實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)了什么?"
5.應(yīng)用遷移,釋疑解難
1.必須從科學(xué)的本質(zhì)來(lái)把握科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵
人們通常從對(duì)科學(xué)的狹義觀的認(rèn)識(shí)出發(fā),總是把科學(xué)教育僅僅理解為科學(xué)知識(shí)的傳授,把科學(xué)素養(yǎng)僅僅理解為具有一定的科學(xué)知識(shí),而在我國(guó)的傳統(tǒng)教育中相應(yīng)地也就把自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能,即所謂“雙基”作為科學(xué)素養(yǎng)的唯一內(nèi)涵。顯然這種認(rèn)識(shí)是有局限性的。這是因?yàn)?,倘若教師在科學(xué)教育中僅僅強(qiáng)調(diào)科學(xué)事實(shí),那么學(xué)生就會(huì)認(rèn)為科學(xué)是事實(shí)的堆積;倘若只強(qiáng)調(diào)科學(xué)的概念,那么學(xué)生就會(huì)以為科學(xué)是一連串的概括;倘若教師只強(qiáng)調(diào)科學(xué)的原理,那么學(xué)生就體驗(yàn)不到科學(xué)探究的過(guò)程和科學(xué)對(duì)自然現(xiàn)象的解釋與預(yù)見(jiàn)的功能。因此,在我們的科學(xué)教育中,如果不能超越事實(shí)、概念與原理的局限,是難以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的形成的。
與此不同,如果我們能從對(duì)科學(xué)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)出發(fā),效果就兩樣了,這是因?yàn)椋杭热豢茖W(xué)探究是科學(xué)過(guò)程的本質(zhì)特征,是科學(xué)的核心所在,當(dāng)然過(guò)程、方法與能力就成為學(xué)習(xí)科學(xué)者必須培養(yǎng)的素養(yǎng);既然科學(xué)就其結(jié)果講是通過(guò)探究活動(dòng)取得的對(duì)自然的認(rèn)識(shí),科學(xué)知識(shí)與技能當(dāng)然應(yīng)當(dāng)是一個(gè)重要素養(yǎng),科學(xué)活動(dòng)應(yīng)經(jīng)受科學(xué)道德與一般社會(huì)道德的雙重約束,這種約束的結(jié)晶就是科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀,也就是科學(xué)精神,它正是科學(xué)活動(dòng)的規(guī)范,所以,科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀應(yīng)成為科學(xué)學(xué)習(xí)者培養(yǎng)的又一科學(xué)素養(yǎng);科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,是全社會(huì)的事業(yè),對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)也就很自然地構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)的又一要素。這樣,科學(xué)課程,以全面培養(yǎng)每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的科學(xué)教育,其科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵就應(yīng)該包含四個(gè)方面:一是科學(xué)知識(shí)與技能,二是科學(xué)過(guò)程、方法與能力,也就是科學(xué)探究,三是科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀,也就是科學(xué)精神,四是對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)。
在教學(xué)中如能緊密結(jié)合學(xué)生實(shí)際,將四個(gè)方面整合好,我們的科學(xué)教育就必然會(huì)有效地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的形成、科學(xué)素養(yǎng)的提高。近年來(lái),在我國(guó)教育部基礎(chǔ)教育司直接領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行的科學(xué)課程改革,在課程標(biāo)準(zhǔn)中明確把上列四個(gè)要素作為構(gòu)成課程目標(biāo)的四個(gè)方面,并提出了具體要求,從教改實(shí)驗(yàn)區(qū)實(shí)施的效果看,成效是明顯的,其中最可喜的一點(diǎn)是激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、探究自然的濃厚興趣。
2.對(duì)科學(xué)與科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)
科學(xué)是反映自然界客觀規(guī)律的知識(shí)體系,這是不少人對(duì)科學(xué)的一種普遍的理解,但是應(yīng)當(dāng)指出,這是一種狹義的理解,是不全面的??茖W(xué)作為對(duì)自然界客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí),不能離開(kāi)認(rèn)識(shí)過(guò)程,所以如果從廣義上看,科學(xué)實(shí)際上是一種特殊的社會(huì)文化探究活動(dòng),這里有兩點(diǎn)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào):一是科學(xué)就其過(guò)程來(lái)說(shuō)是一種對(duì)自然的探究活動(dòng),而作為知識(shí)體系的科學(xué)理論只是這種探究活動(dòng)的結(jié)果;二是科學(xué)是一種特殊的社會(huì)文化現(xiàn)象,它是只有在特殊條件下才有可能得以產(chǎn)生和發(fā)展的探究活動(dòng)。因此,我們認(rèn)為對(duì)科學(xué)更為全面的理解應(yīng)當(dāng)是,從科學(xué)活動(dòng)的結(jié)果講是科學(xué)理論——一種知識(shí)體系,而從科學(xué)活動(dòng)的過(guò)程講是科學(xué)探究。
如果我們綜觀人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展歷史,就會(huì)發(fā)現(xiàn)各種文化形態(tài)的神話(huà)、宗教、藝術(shù)、歷史、哲學(xué)和科學(xué)作為人的認(rèn)知活動(dòng),都曾經(jīng)各自在一定程度上刻意描述和說(shuō)明自然現(xiàn)象,試圖具有認(rèn)識(shí)自然的功能,但是歷史證明,在這眾多的文化形態(tài)中只有科學(xué)才為人類(lèi)提供了認(rèn)識(shí)自然的精確而有效的工具,雖然科學(xué)不是絕對(duì)真理,但是自從科學(xué)產(chǎn)生以來(lái),人類(lèi)對(duì)自然的認(rèn)識(shí)總是愈益正確和深入。原因正是由于科學(xué)在認(rèn)識(shí)自然上所具有的一種“探究性”使然??茖W(xué)的目的在于求真,科學(xué)家對(duì)自然的認(rèn)識(shí)決不停留在事實(shí)的層次上,更不是采用引經(jīng)據(jù)典、詮釋經(jīng)典,然后邏輯地演繹出關(guān)于自然現(xiàn)象的論述,而是進(jìn)一步透過(guò)現(xiàn)象,深入事物的內(nèi)部,提煉出反映事物本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律的各種“概念”和“定律”來(lái),而這個(gè)過(guò)程正是通過(guò)探究來(lái)完成的。所以,我們認(rèn)為“探究性”是科學(xué)作為科學(xué)的核心所在,是科學(xué)所具有的首要特征。
進(jìn)一步分析,我們必須回答的是科學(xué)的本質(zhì)屬性究竟還包含哪些內(nèi)容,哪些方面?搞清這些,對(duì)于深刻而全面地認(rèn)識(shí)科學(xué),進(jìn)而教好、學(xué)好科學(xué)都是很重要的。
一是多樣統(tǒng)一的自然界是科學(xué)探究的對(duì)象。
自然界不同物質(zhì)形態(tài)之間,不同運(yùn)動(dòng)形式之間呈現(xiàn)出的是一幅多樣又統(tǒng)一的畫(huà)面,各個(gè)系統(tǒng)之間通過(guò)物質(zhì)、能量與信息的交換而發(fā)生相互作用,并且相互交織、滲透,從而不斷運(yùn)動(dòng)變化著,為我們展示出一個(gè)瞬息萬(wàn)變、絢麗多彩、多樣統(tǒng)一的面貌。以人體的生命活動(dòng)為例,一方面人體內(nèi)部的消化、呼吸、循環(huán)、泌尿、運(yùn)動(dòng)、生殖、神經(jīng)和內(nèi)分泌八個(gè)系統(tǒng),密切聯(lián)系,相互配合、制約,共同完成人體的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育、生殖與運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng),從而使人體成為一個(gè)統(tǒng)一的整體;另一方面人體又與外界環(huán)境之間進(jìn)行著物質(zhì)、能量與信息的交換,體現(xiàn)出人體與環(huán)境的統(tǒng)一。自然界的這種運(yùn)動(dòng)變化是有規(guī)律的,而這種規(guī)律是可以被人們所認(rèn)識(shí)的,科學(xué)家們通過(guò)智慧并借助擴(kuò)展感覺(jué)的工具,在探究自然的科學(xué)實(shí)踐中確認(rèn)了這一點(diǎn),宇宙作為一個(gè)巨大的孤立系統(tǒng),其中的基本規(guī)律各處是一致的,探究宇宙一部分所獲得知識(shí)也適用于其他地方。例如,關(guān)于運(yùn)動(dòng)與重力的同一規(guī)律既可解釋地球表面的自由落體運(yùn)動(dòng),也可解釋月球和其他行星表面的自由落體運(yùn)動(dòng),科學(xué)家就據(jù)此計(jì)算出了人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道。所以,更全面地講,我們所探究的自然界這個(gè)對(duì)象是一個(gè)可以被人們所認(rèn)識(shí)的,多樣統(tǒng)一、有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)變化著的整體(綜合體)。這一點(diǎn)告訴我們,對(duì)科學(xué)教育來(lái)說(shuō),單純地分門(mén)劃類(lèi)的學(xué)科教育是不夠的,還必須創(chuàng)設(shè)條件,讓學(xué)生也能從整體上來(lái)認(rèn)識(shí)自然,了解科學(xué)。這一點(diǎn)還告訴我們,在科學(xué)教育中重要的是引導(dǎo)學(xué)生從紛繁復(fù)雜的自然現(xiàn)象中通過(guò)觀察、分析去探究規(guī)律,認(rèn)識(shí)它并學(xué)會(huì)應(yīng)用它,把握好科學(xué)的基本觀念而不是死記一個(gè)個(gè)定義、公式與定理。
二是科學(xué)是一個(gè)具有可驗(yàn)證性、真理性和開(kāi)放性的系統(tǒng),它的可驗(yàn)證性與真理性決定了它對(duì)自然現(xiàn)象具有解釋與預(yù)見(jiàn)功能。
由于人們認(rèn)識(shí)的局限性,在一定歷史條件下,所獲得的關(guān)于自然界的科學(xué)知識(shí)只能是相對(duì)真理,但它包含著絕對(duì)真理的顆粒。由于科學(xué)理論是通過(guò)邏輯推理與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)而獲得的,并經(jīng)受過(guò)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的檢驗(yàn),所以它是客觀真理,也就是說(shuō)科學(xué)具有真理性的特征,反映的是人們對(duì)自然規(guī)律,亦即自然本質(zhì)的認(rèn)識(shí),并且它還具有相對(duì)的穩(wěn)定性。這從科學(xué)規(guī)范里可以看得很清楚。一般而言,科學(xué)的規(guī)范總是修正而不是擯棄,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)往往是保留、培育更為精確和變幻被更為廣泛的認(rèn)同。例如愛(ài)國(guó)斯坦在表述相對(duì)論時(shí)并沒(méi)有拋棄牛頓的運(yùn)動(dòng)定律,而是進(jìn)一步說(shuō)明,它只是在更為普遍的概念中一個(gè)有限范圍內(nèi)應(yīng)用的近似。為此,科學(xué)對(duì)自然現(xiàn)象具有解釋與預(yù)見(jiàn)的功能。而可驗(yàn)證性正是科學(xué)與偽科學(xué)的根本區(qū)別所在。
另一方面,已有的科學(xué)理論因?yàn)槭窍鄬?duì)真理,所以又只能在一定的條件下與范圍內(nèi)適用,牛頓力學(xué)就是如此。隨著客觀條件的變化,人們認(rèn)識(shí)能力的提高,科學(xué)知識(shí)會(huì)不斷發(fā)展與進(jìn)步,新的觀察常常會(huì)對(duì)已有理論提出挑戰(zhàn),知識(shí)的變化就不可避免。在客體作高速運(yùn)動(dòng)情況下,牛頓力學(xué)就得由相對(duì)論力學(xué)來(lái)代替,因此,科學(xué)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)。當(dāng)然還應(yīng)當(dāng)指出科學(xué)也不能解決所有證明或反證。
以上,明確回答了科學(xué)的內(nèi)在基本屬性與作用。這一點(diǎn)告訴我們,在科學(xué)教育中必須重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)與邏輯思維能力的培養(yǎng);它還告訴我們既要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)已有理論,又要防止把它視為永遠(yuǎn)不可逾越的認(rèn)識(shí)頂峰,從而扼殺學(xué)生對(duì)科學(xué)進(jìn)一步探索的向往與尋求發(fā)展的樂(lè)趣。即使科學(xué)方法也不是一成不變的,所以科學(xué)方法教學(xué)也不應(yīng)程式化。
三是科學(xué)活動(dòng)應(yīng)經(jīng)受科學(xué)道德與一般社會(huì)道德的雙重約束。
科學(xué)的目的在于追求真理;科學(xué)是理智的探索與追求;科學(xué)是實(shí)事求是的事業(yè),創(chuàng)新是科學(xué)的生命,這就要求科學(xué)家必須在其個(gè)性、情感、態(tài)度等方面體現(xiàn)出一種求真、理性、務(wù)實(shí)與創(chuàng)新的科學(xué)精神,自覺(jué)接受科學(xué)道德的約束。同時(shí)科學(xué)家共同體也是一個(gè)小社會(huì),要使這個(gè)小社會(huì)正常而有效地運(yùn)行,科學(xué)家也需要由一些社會(huì)化的規(guī)范來(lái)約束,也就是科學(xué)道德的約束,否則就會(huì)產(chǎn)生種種越軌現(xiàn)象,不利于科學(xué)事業(yè)健康、有序地發(fā)展。這里有一個(gè)科學(xué)家正確對(duì)待自己、正確對(duì)待他人和正確對(duì)待科學(xué)事業(yè)的問(wèn)題。另一方面,科學(xué)活動(dòng)就像一把雙刃劍,對(duì)社會(huì)既有正面作用,也有負(fù)面影響。像原子能利用、克隆技術(shù)等都是如此。我們就是要讓科學(xué)技術(shù)成為促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的力量,防止與抑制其對(duì)社會(huì)的負(fù)面影響,所以科學(xué)活動(dòng)還必須接受一般社會(huì)道德的約束。這里揭示的是科學(xué)與人文不可分割的關(guān)系。
作為一個(gè)現(xiàn)代社會(huì)的合格公民,面對(duì)社會(huì)各種問(wèn)題同樣有一個(gè)如何對(duì)待的問(wèn)題:解決日常生活、工作中的各種問(wèn)題,都有一個(gè)如何去解決的思路與探究過(guò)程。特別是在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,并且滲透到人們的工作、生活乃至思維領(lǐng)域各個(gè)方面的今天,每個(gè)公民都會(huì)面臨各種如何對(duì)待與運(yùn)用科學(xué)去處理各種問(wèn)題的決策與過(guò)程,所以基本的科學(xué)道德與一般的社會(huì)道德對(duì)于現(xiàn)代合格公民,不論從事什么職業(yè)同樣都是必不可少的,差別僅在于程度與著重點(diǎn)不同而已。
這里從精神方面回答了科學(xué)的外在屬性,它告訴我們科學(xué)本身就蘊(yùn)含著道德因素、人文因素,我們?cè)诮虒W(xué)中不應(yīng)把科學(xué)精神與人文精神分割開(kāi)來(lái),而應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一起來(lái),和其他課程與教育環(huán)節(jié)一起,共同為提高學(xué)生的思想、道德水平與社會(huì)責(zé)任感而努力。
四是科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,是一項(xiàng)全社會(huì)的事業(yè)。
科學(xué)可以轉(zhuǎn)化為技術(shù),變?yōu)楦脑焓澜绲奈镔|(zhì)力量,科學(xué)技術(shù)不僅是第一生產(chǎn)力,而且是先進(jìn)生產(chǎn)力的集中體現(xiàn)與主要標(biāo)志。今天,它已經(jīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展起著決定性的作用,正因?yàn)榭茖W(xué)在促進(jìn)社會(huì)物質(zhì)文明和精神文明中的作用和科學(xué)的發(fā)展也有賴(lài)于社會(huì)各方面的支持,科學(xué)的社會(huì)功能與它的這種和社會(huì)之間的互動(dòng)關(guān)系,才使我們清楚地看到科學(xué)不僅僅是科學(xué)家的事業(yè),而且是一項(xiàng)全社會(huì)的事業(yè),每個(gè)公民都應(yīng)當(dāng)關(guān)注科學(xué)的發(fā)展。
這里進(jìn)一步揭示了科學(xué)的性質(zhì)和它與技術(shù)、社會(huì)的關(guān)系,或者說(shuō)從社會(huì)文化方面闡明了科學(xué)的外在屬性。這一點(diǎn)告訴我們,在科學(xué)教育中不應(yīng)把科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)分割開(kāi)來(lái),就科學(xué)談科學(xué),脫離學(xué)生生活實(shí)際與社會(huì)實(shí)際,從而抑制學(xué)生學(xué)好科學(xué)服務(wù)自身、社會(huì)、振興中華的意識(shí)與實(shí)踐,進(jìn)而為全人類(lèi)奉獻(xiàn)服務(wù)的意愿。
二、立足學(xué)生的發(fā)展,全面提高其科學(xué)素養(yǎng)
為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)進(jìn)步與科技發(fā)展對(duì)我們的挑戰(zhàn),全面提高全民族的科學(xué)素養(yǎng),增強(qiáng)我國(guó)科技創(chuàng)新能力,我國(guó)正在進(jìn)行著一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的基礎(chǔ)教育課程改革。在改革實(shí)踐中,我們愈益深刻地認(rèn)識(shí)到科學(xué)課程應(yīng)當(dāng)把全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)作為目標(biāo),為他們的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。要實(shí)現(xiàn)它,下列幾個(gè)方面是很重要的。
1.精選科學(xué)的內(nèi)容,體現(xiàn)基礎(chǔ)性、選擇性、整體性、開(kāi)放性與時(shí)代性的統(tǒng)一,使學(xué)生獲得最有價(jià)值的知識(shí)
在科學(xué)技術(shù)知識(shí)迅速增長(zhǎng)的今天,學(xué)習(xí)什么樣的知識(shí)愈益成為科學(xué)教育必須回答的問(wèn)題。為了給學(xué)生終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ),基礎(chǔ)教育中的科學(xué)教育內(nèi)容必須精選,這里有幾點(diǎn)值得關(guān)注,一是要適應(yīng)學(xué)生心理特點(diǎn)與認(rèn)知規(guī)律;二是對(duì)每一個(gè)學(xué)生的共同需求來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)對(duì)他們的終身發(fā)展是必須的和基本的(適應(yīng)個(gè)性發(fā)展、供學(xué)生自選的拓展內(nèi)容則不受此限,但同樣必須認(rèn)真精選);三是要反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果,讓學(xué)生了解一些他們能夠接受的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí);四是注重與社會(huì)現(xiàn)實(shí)生活的密切聯(lián)系,使學(xué)生對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、自然之間的關(guān)系有一基本的認(rèn)識(shí);五是要反映自然的統(tǒng)一性、科學(xué)的整體性,注意不同學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)與技能之間的融通與連接,通過(guò)科學(xué)的統(tǒng)一概念和原理(如物質(zhì)、信息、能量、運(yùn)動(dòng)、系統(tǒng)等)、科學(xué)探究活動(dòng)和科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的專(zhuān)題進(jìn)行整合,使學(xué)生不僅了解各分科知識(shí),還對(duì)科學(xué)有一整體的認(rèn)識(shí);六是對(duì)已有的科學(xué)知識(shí)要認(rèn)真對(duì)待,但又不要把它人為地構(gòu)成封閉系統(tǒng),必須重視科學(xué)開(kāi)放性與發(fā)展性的特點(diǎn)。
為此,我們?cè)谛碌幕A(chǔ)教育7—9年級(jí)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中,精選了生命科學(xué),物質(zhì)科學(xué),地球、宇宙與空間科學(xué)領(lǐng)域的最基本的內(nèi)容;對(duì)生命科學(xué)領(lǐng)域提出了生命系統(tǒng)的構(gòu)成層次,生物的新陳代謝,生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)行為,生命的延續(xù)與進(jìn)化,人、健康與環(huán)境的關(guān)系等最基本的要求;對(duì)物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域提出了常見(jiàn)的物質(zhì),物質(zhì)的結(jié)構(gòu),物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與相互作用,能與能源等最基本的要求;在地球、宇宙與空間科學(xué)領(lǐng)域中則介紹了地球、太陽(yáng)和宇宙的基本情況,人類(lèi)在空間科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的成就,地球環(huán)境中的陽(yáng)光、大氣、水、生物、地殼、土壤的相互聯(lián)系、影響、制約的最基本的關(guān)系,并力圖通過(guò)科學(xué)的統(tǒng)一概念與原理,科學(xué)探究,科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系對(duì)構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)四個(gè)方面的整合,讓學(xué)生從中學(xué)好科學(xué),發(fā)展能力,培養(yǎng)素養(yǎng)。
2.突出科學(xué)探究,著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力
發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)離不開(kāi)科學(xué)的認(rèn)識(shí)過(guò)程,科學(xué)過(guò)程的本質(zhì)是探究,教育的重要目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,科學(xué)課程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)這兩者的結(jié)合,突出科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式,注重創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)科學(xué)的情境,為學(xué)生在教師的指導(dǎo)與幫助下自己動(dòng)手、動(dòng)腦,主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究,提供充分的條件和機(jī)會(huì),使他們得以在科學(xué)探究的實(shí)踐中,感受、領(lǐng)悟和理解的學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)一些重要科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo),而不只是被動(dòng)地接受一些科學(xué)的結(jié)論。這是因?yàn)榭茖W(xué)探究的學(xué)習(xí)過(guò)程能有效保持學(xué)生對(duì)自然的好奇心,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣與求知欲,使他們體驗(yàn)探究過(guò)程的喜悅與艱辛,培養(yǎng)科學(xué)精神;能促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建具有個(gè)體意義的科學(xué)知識(shí)與技能,習(xí)得科學(xué)探究思維的方式、方法和能力;科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過(guò)程還有利于學(xué)生更多地接觸生活和社會(huì),從而領(lǐng)悟科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的互動(dòng)關(guān)系。為此,在我國(guó)新的科學(xué)課程改革中,特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革。例如在7—9年級(jí)科學(xué)課程及其教材中把科學(xué)探究作為學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程、理解科學(xué)本質(zhì)、培養(yǎng)科學(xué)能力和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的主要學(xué)習(xí)模式,要求學(xué)生多用探究的方式獲取科學(xué)知識(shí),掌握科學(xué)研究方法,提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。當(dāng)然,我們也不是把科學(xué)探究視為唯一的方式,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式可以是多樣的,教學(xué)中要求運(yùn)用各種教學(xué)方式與策略,讓學(xué)生將探究方式的學(xué)習(xí)與其他方式的學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái),以獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。
3.強(qiáng)調(diào)科學(xué)素養(yǎng)各要素間的結(jié)合與滲透,體現(xiàn)科學(xué)精神與人文精神的統(tǒng)一,全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
正如前面已指出的,在當(dāng)代,科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)進(jìn)步的作用越來(lái)越明顯。科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活和工作的方方面面,正在迅速改變著人們的生活方式和工作方式,人們應(yīng)積極順應(yīng)這種變化,將自己的生活和工作導(dǎo)入文明、科學(xué)的軌道,形成一種科學(xué)、文明、健康的生活方式。我國(guó)自古以來(lái)雖然有著偉大而豐富的文明成果和優(yōu)良的文化傳統(tǒng),但相對(duì)來(lái)說(shuō),全社會(huì)的科學(xué)精神不足乃是一個(gè)缺陷,改革開(kāi)放以來(lái),實(shí)事求是的科學(xué)精神得到極大的發(fā)揚(yáng),近年來(lái)相繼出現(xiàn)的一些與現(xiàn)代文明相悖的迷信、愚昧活動(dòng)甚至,卻干擾、破壞了健康的主流,嚴(yán)重阻礙著社會(huì)主義物質(zhì)文明與精神文明建設(shè)。在學(xué)術(shù)界,科學(xué)道德的基本情況是好的,但在一定程度上也存在著急于求成、追求論文數(shù)量的情況和評(píng)價(jià)與宣傳中一些浮夸不實(shí)的現(xiàn)象,一些違背科學(xué)道德的行為也偶有發(fā)生。這應(yīng)當(dāng)引起我們的極大警惕與關(guān)注?,F(xiàn)代社會(huì)又一突出特點(diǎn)是人類(lèi)在獲得了改造自然甚至改造生命的巨大能力的同時(shí),也產(chǎn)生了生態(tài)環(huán)境惡化、資源日益匱乏等一系列問(wèn)題。因此,基礎(chǔ)教育新課程改革中的科學(xué)教育,更應(yīng)重視挖掘科學(xué)課程本身所蘊(yùn)含的德育因素,將科學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)精神、過(guò)程方法與能力進(jìn)行結(jié)合、滲透,努力反映科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的互動(dòng)與關(guān)聯(lián),注重培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、尊重科學(xué)、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神,激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲,使學(xué)生在探究過(guò)程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣,培養(yǎng)科學(xué)探索的熱情,養(yǎng)成與自然界和諧相處的生活態(tài)度,了解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)之間的關(guān)系,有一個(gè)健康的心理和獻(xiàn)身事業(yè),服務(wù)社會(huì)、祖國(guó)與人類(lèi)的胸懷與情操,把科學(xué)精神的培養(yǎng)與人文精神的塑造統(tǒng)一起來(lái),從而為大面積提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在我們7—9年級(jí)的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)的教材中對(duì)此都作出了具體要求與呈現(xiàn)。
三、以科學(xué)的探究對(duì)象與歷史發(fā)展為依據(jù),構(gòu)建科學(xué)課程體系
在義務(wù)教育階段采用“綜合型”,在高中階段則以“分科型”為主,并在此基礎(chǔ)上設(shè)置以綜合實(shí)踐活動(dòng)為內(nèi)容的研究性學(xué)習(xí)課程,這就是我們對(duì)基礎(chǔ)教育階段科學(xué)課程體系的意見(jiàn)。這種安排的認(rèn)識(shí)依據(jù),我認(rèn)為有以下幾點(diǎn):
1.從科學(xué)探究客觀對(duì)象進(jìn)行考察
正如前面已經(jīng)指出的,自然界是一個(gè)有規(guī)律的、不斷運(yùn)動(dòng)變化著的、多樣統(tǒng)一的綜合體,而就人工制成的事物來(lái)說(shuō),只要仔細(xì)觀察剖析,也無(wú)一不蘊(yùn)涵著多種物質(zhì)形態(tài)或多種運(yùn)動(dòng)形式,是多種機(jī)制的綜合體。譬如一個(gè)具有一定功率的電動(dòng)機(jī),從物理機(jī)制講是一個(gè)電磁運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題,而它的構(gòu)成和質(zhì)量就涉及構(gòu)成它的材料、機(jī)械加工的過(guò)程、絕緣的措施、安全防護(hù)與環(huán)保等多個(gè)方面。這里既有物理、化學(xué)問(wèn)題,也有生物、環(huán)境問(wèn)題。這樣,對(duì)自然界包括其他物質(zhì)客體的認(rèn)識(shí),就需要我們既要從分析的角度去剖析,又要從綜合、整體的角度去探究。
2.從人類(lèi)對(duì)自然認(rèn)識(shí)發(fā)展的歷史進(jìn)行考察
再就認(rèn)知規(guī)律來(lái)講,從人類(lèi)對(duì)整個(gè)自然界認(rèn)知發(fā)展的歷史考察:最初,人們把自然界作為一個(gè)整體從總的方面來(lái)觀察,科學(xué)是籠統(tǒng)的自然哲學(xué),它為人們把握自然界提供了一個(gè)總的畫(huà)面;16世紀(jì)以后才進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)的研究,形成各門(mén)學(xué)科分支,它使人們的認(rèn)識(shí)得到深化;從19世紀(jì)至今,自然科學(xué)技術(shù)在總體上出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性的綜合化、整體化趨勢(shì),它使人們?cè)诟邔哟螐目傮w上去把握自然界。由此可見(jiàn),人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)正經(jīng)歷著一個(gè)螺旋式前進(jìn)上升的過(guò)程,由于個(gè)體認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程與人類(lèi)認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程是一致的,所以,基礎(chǔ)教育的科學(xué)課程按照“合—分—合”的思路來(lái)設(shè)計(jì)體系,是符合認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律的,也反映了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展歷程。
3.從科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行考察
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一方面不斷分化,一方面不斷綜合,但從總體上說(shuō),表現(xiàn)出一種結(jié)構(gòu)性的綜合化、整體化趨勢(shì)。在新的世紀(jì),雖然學(xué)科本身的進(jìn)一步分化和繼續(xù)向微觀深入仍然是發(fā)展的重要方面,但是,進(jìn)入現(xiàn)代科學(xué)時(shí)期以來(lái),特別是近二、三十年,另一個(gè)新的方向正成為更具旺盛生命力的重要方面,甚至成為主流。這就是向著宏觀、交叉、復(fù)雜的綜合集成、整體化方向發(fā)展。像系統(tǒng)科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)與腦科學(xué)及行為科學(xué)等綜合性、交叉性、邊緣性學(xué)科都已成為一批不斷迅速發(fā)展的學(xué)科。“科學(xué)—技術(shù)—生產(chǎn)”的一體化和“科學(xué)—技術(shù)—社會(huì)”日益緊密相連的趨勢(shì),更突出地呈現(xiàn)在人們面前。分化和綜合可以講是并駕齊驅(qū)。
4.從“綜合型”與“分科型”兩類(lèi)科學(xué)課程各自的特點(diǎn)進(jìn)行考察
前者力圖超越學(xué)科界限,統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、整體規(guī)劃,強(qiáng)調(diào)各學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的相互滲透和聯(lián)系整合。它有利于改變長(zhǎng)期以來(lái)初中課程存在的門(mén)類(lèi)過(guò)多、學(xué)科間相互脫節(jié)、缺乏聯(lián)系的弊病。這樣的課程,有利于學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然和科學(xué),根據(jù)統(tǒng)一的科學(xué)概念和原理與各領(lǐng)域知識(shí)之間的聯(lián)系來(lái)構(gòu)建開(kāi)放型的知識(shí)結(jié)構(gòu);有利于學(xué)生知識(shí)的遷移和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展;有利于對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的總體安排,使學(xué)生得到比較全面的科學(xué)方法的訓(xùn)練;有利于學(xué)生較為全面地關(guān)注和分析與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)生活問(wèn)題,獲得對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的理解,加深對(duì)人與自然、社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的整體認(rèn)識(shí)。但綜合型課程對(duì)任課教師與教學(xué)組織提出了更高的要求,為實(shí)施、推廣帶來(lái)了一定難度,必須作出更多、更大的努力。后者作為一種單學(xué)科的課程組織模式,它強(qiáng)凋不同學(xué)科門(mén)類(lèi)之間的相對(duì)獨(dú)立性,強(qiáng)調(diào)一門(mén)學(xué)科的邏輯體系的完整性。其開(kāi)發(fā)以學(xué)科知識(shí)及其發(fā)展為基點(diǎn),其組織則以學(xué)科知識(shí)的邏輯體系為線(xiàn)索,這樣的課程,有利于突出教學(xué)的邏輯性與連續(xù)性,使學(xué)生能比較簡(jiǎn)捷有效地獲取學(xué)科的系統(tǒng)知識(shí),有利于體現(xiàn)教學(xué)的專(zhuān)業(yè)性、學(xué)術(shù)性與結(jié)構(gòu)性,從而有效地促進(jìn)學(xué)科尖端人才的培養(yǎng),也有利于組織教學(xué)與評(píng)價(jià),便于提高教學(xué)效率。但分科課程易輕視學(xué)生的需要、經(jīng)驗(yàn)和生活,導(dǎo)致學(xué)科之間的割裂,從而限制學(xué)生的視野,束縛學(xué)生思維的廣度。應(yīng)該承認(rèn)我國(guó)原有分科課程的這些缺點(diǎn)是比較突出的。而采取義務(wù)教育階段與高中階段綜合與分科各有側(cè)重的科學(xué)課程體系,既符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,又使兩者可以互補(bǔ),從而讓學(xué)生得到比較全面的科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。在這次新課程改革中,即使“分科型”的科學(xué)課程,像義務(wù)教育階段在初中開(kāi)設(shè)的物理、化學(xué)與生物也都強(qiáng)調(diào)科學(xué)素養(yǎng)各要素之間的整合,注重體現(xiàn)基礎(chǔ)性、時(shí)代性、實(shí)用性和綜合性,從而使課程內(nèi)容存在繁、難、偏、舊和過(guò)于注重書(shū)本知識(shí)傳授的傳統(tǒng)分科課程有了顯著改善。在義務(wù)教育階段,3—6年級(jí)作為科學(xué)啟蒙教育,統(tǒng)一采取綜合型,而進(jìn)入科學(xué)入門(mén)教育的7—9年級(jí)則采取了“分科型”與“綜合型”并存的組織形式(主要是照顧到我國(guó)當(dāng)前師資的專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀),各地區(qū)、各學(xué)??筛鶕?jù)各自條件任選。與此同時(shí),創(chuàng)設(shè)條件使“綜合型”課程逐步得到推開(kāi)。
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摘要:從對(duì)科學(xué)的全面認(rèn)識(shí)出發(fā),揭示科學(xué)的本質(zhì)屬性,并據(jù)此導(dǎo)引出科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上對(duì)全面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提出立足學(xué)生發(fā)展的三條教育實(shí)施意見(jiàn)。最后通過(guò)對(duì)科學(xué)的探究對(duì)象、歷史發(fā)展與認(rèn)知規(guī)律以及“綜合”與“分科”兩類(lèi)課程特點(diǎn)的考察,對(duì)中學(xué)階段構(gòu)建“合—分—合”科學(xué)課程體系作了論證。
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