“研究式”教學法(1 / 3)

“研究式”教學法

由福州一中林桐綽老師實驗並總結的中學物理“研究式教學方法”,是按照物理這一學科的特點,以實驗為基礎,創造條件使教學活動圍繞著實驗來進行,並盡可能保留研究的性質,把教學過程變成“模擬的科研過程”,在教師有目的的啟發引導下,讓學生多動手(實驗)、多觀察、多思考、多討論、多分析、多質疑,引發他們的認識興趣和求知欲望,從而積極生動地探求科學結論,自己去研究問題、分析問題、解決問題,成為知識的探索者和“發現者”。

【實驗分析引導法】

關於運用實驗方法建立物理概念或導出物理規律的課題,根據教材內容的不同特點主要采用如下兩種教學方式和方法,處理好實驗觀測和思維加工的關係,引導學生完成認識上的第一次飛躍。

(1)“邊引導邊實驗邊分析”法

關於糾正學生生活經驗中所形成的錯誤觀念,從而建立正確概念的課題,要設計對比性實驗,采用“邊引導邊實驗邊分析”的教學方法,並運用“實驗——分析——再實驗——再分析”的程序和做法,逐步引導學生完成認識上的第一次飛躍。

例如,高中關於“自由落體運動”的教學,設計“揭示矛盾”和“解決矛盾”的對比性實驗,並通過這些實驗的分析、比較,運用分析矛盾的方法,引導學生得出正確的結論。講課開始時,針對學生從平時的觀察中得到的印象,認為質量大的物體下落得快,質量小的物體下落得慢,有的放矢地設計幾個對比性實驗來糾正學生的錯誤觀念。在每個實驗過程中,不僅要引導學生觀察的指向性,而且要通過現象的觀察(或改變條件進行對比性實驗,並通過不同現象的對比觀察)抓住本質,提出思考性問題,引導他們分析推理,以便突破難點,消除疑點,得出結論,最後引出規律性的東西。

首先設計引導性地提出問題的實驗,提出研究課題——從相同高度同時釋放一個小鐵球和一張紙片,結果小鐵球下落得快。讓學生分析現象產生的原因,不少學生錯誤地認為小鐵球質量大,下落快。因而得出下落加速度由其質量決定的錯誤結論。教師不要急於去糾正,而是接著分別演示兩個揭示矛盾的對比性實驗;

1)兩張相同的紙片,把其中一張揉成小紙團,再從同樣高處同時釋放,結果觀察到揉成紙團的下落得快;

2)將一張質量較小的紙片揉成一團,讓其與一張質量較大的紙片同時從同樣高處開始下落,則觀察到質量小的紙團反而下落得快。

這兩個實驗展示了新現象、新知識跟學生原有舊觀念之間的矛盾,從而激發學生的求知欲,而且實驗所揭示的現象和本質又能提供思維的方向,使實驗具有鮮明的啟發性和思考性,也有利於教師因勢利導提出新課題。當學生觀察到這些現象後,很自然地就要進行思考,弄清了紙片之所以比紙團下落得慢是因為空氣阻力的緣故。再重複實驗,引導學生觀察空氣阻力對下落物體快慢的影響,讓學生逐漸去偽存真,由表及裏。進而引導學生分析推理,提出:如果沒有空氣阻力的影響,將出現什麼現象?怎樣消除這個空氣阻力的影響呢?經過學生的思考,想辦法,然後再過渡到解決問題(解決矛盾)的對比性實驗:“錢毛管”實驗——把“錢毛管”中的空氣抽出,再把它倒立過來,讓金屬片、小羽毛、小軟木塞、小玻璃球等同時落下,結果下落快慢相同。這表明一切物體在沒有空氣阻力時下落加速度都相同。學生也就容易理解自由落體運動是一種理想過程了。到此為止,學生的認識還是不深刻的。接著打開“錢毛管”上的開關,讓空氣進入“錢毛管”裏,再把“錢毛管”倒立過來,就可以看到這些物體下落的快慢是不相同的。前後兩次實驗的對比分析,突出了空氣阻力對下落物體快慢的影響,學生完全信服。這樣引導學生進一步去認識到事物的本質,形成了“重力加速度g與質量無關”的正確概念。最後再分析平時看到的現象是由空氣阻力而造成的,從而排除學生長期存在的錯誤觀念。

(2)探索性實驗研究法

當學生已初步具備實驗技能時,對可以通過實驗來探索研究的一些驗證或尋找物理規律的課題,采用師生協調活動進行探索性實驗的研究式教學方法。

例如初中物理在做好“研究滑動摩擦”、“研究液體的壓強和深度的關係等探索性學生實驗的基礎上,可以有計劃地把“驗證阿基米德定律的實驗”、“研究功的原理的實驗”和“驗證歐姆定律的實驗”等驗證物理規律的演示實驗,改為在教師啟發指導下師生協調活動的探索性實驗。因為在學習這些課題時的學生已有的知識和實驗技能已具備了通過實驗來探索、研究這些規律的基礎和條件,在教師啟發指導下,可以讓學生自己去探索這些規律。要師生協調活動的探索性實驗的主要教學程序如下頁圖示:

這裏以“阿基米德定律”的教學為例,教學過程分為五個環節:

1)啟發學生聯係“井裏提水”和“河水中遊泳跟海水中遊泳的對比”等生活經驗,對“決定浮力大小的因素”進行“科學猜想”,提出:①浮力的大小可能跟物體浸入液體裏的體積有關;②浮力的大小還可能跟液體的密度的關。然後引導學生設計實驗來驗證上述“猜想”的正確性,從而讓學生了解浮力的定性規律。

2)引導學生分析實驗結果,對“浮力大小的定量關係”提出進一步猜想:“浮力的大小是否跟排開液體的重量有關?”教師要抓住時機啟發學生運用已有的知識和實驗技能設計實驗,來分別測量出“浮力的大小”和“被排開的液體的重量”,以便探索這兩個量之間的關係。

通過課堂討論,學生設計多種實驗方案,並相互補充、糾正,其中有的設計既簡單、結果誤差又小。學生通過實驗得出“浮力的大小等於金屬塊所排開水的重量(F浮=G排)”的正確結論。

3)教師介紹阿基米德在當時條件下(尚未發明彈簧秤、天平,因而還不能直接測出浮力的大小)巧妙的實驗設計思想和實驗方法(書上有圖),再讓學生用圖中的實驗裝置做實驗,同樣得出浮力大小的定量關係式:F浮=G排,使學生從中得到啟發,有助於開拓他們的科學思維。實驗還證明了這個結論也適用於部分浸在水裏的物體,而且同樣適用於其它液體,從而驗證了新的“猜想”的正確性。