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[!--downpath--]摘要:在探究式化学实验教学过程中,设计良好的问题能对整个教学过程起到引导和推动作用。班主任应依照教学内容设计问题,提出问题,以问题作为探究式实验教学的起点和出发点,以问题作为探究式实验教学过程的主线,引导中学生科学探究,进而达到教学目的。本文通过《探究单摆的周期公式》这一案例,阐述了探究式实验教学过程中的问题设计方式,并总结了探究式实验教学问题设计的经验。
关键词:探究式化学实验教学问题设计
《普通中学数学课程标准》指出,科学探究既是中学生的学习目标,又是重要的教学方法之一,因而,大力提倡发挥中学生主观能动性的探究式化学实验教学方法,也就成为中学数学教学的重要任务。科学探究中所包含的要素有:提出问题、猜想与假定、制定计划与设计实验、进行实验与搜集证据、分析与论证、评估、交流与合作。在整个教学过程中,问题的选择与设计是探究式教学的指挥棒。设计良好的数学问题除了能给中学生探究化学规律提供一种导向,并且这些导向会使中学生在实验过程学校会研究和探求大学物理实验 单摆,进而提升中学生的自我学习和科学研究能力。
1.探究式实验教学中的问题设计方式
1.1提出问题与推测假说
化学学的研究是从提出问题开始的。我们所说的问题是指才能通过搜集数据、分析数据而回答的问题。这个问题可以是通过观察和体验而感兴趣的问题或则是一个可以验证的观点,我们要求中学生能从数学学的角度明晰地叙述问题,并晓得提出问题的目的和意义。
比如:在《探究单摆的周期公式》一课的教学中,我和中学生共同讨论后得出,要了解单摆的周期公式就应当晓得单摆的周期与什么诱因有关,因而提出问题:单摆的周期可能与什么诱因有关?单摆的周期公式是如何的?
提出问题后,中学生对此进行猜测和假说。猜测和假说是对实验结果的预测,是构建在观察、分析现有的证据和往年的知识经验上的,并不是盲目的猜想。通过对解决问题的方法和问题的答案提出假定,以及对化学实验结果进行预测,我们才能从中得出整个实验探究过程的基本思路。
中学生经过讨论后提出猜测:单摆的周期可能与单摆的振幅A、小球质量m、摆长l有关,事实上是否这么呢?那就须要设计实验来检验推测。
1.2拟定计划与设计实验
在推测和假说的基础上,我们要设计一组实验来检验我们的推测。在计划中应当确定所研究问题的变量和应变量,写明详尽的实验器材和实验步骤,以及在实验中要进行的观测。我们在实验的设计过程中,设计以下探究实验:
探究实验1:探究单摆周期T与摆球振幅A的关系。选择相同的摆长l和相同质量m的小球,而使单摆的振幅A不同,进行实验,观察小球的周期T是否相同。
探究实验2:探究单摆周期T与摆球质量m的关系。选择相同的摆长l和相同的振幅A进行实验,而使小球的质量m不同,观察小球的周期T是否相同。
探究实验3:探究单摆周期T与摆长l的关系。选择相同的振幅A和相同的小球质量m,而使单摆的摆长l不同进行实验,观察小球的周期T是否相同。
1.3进行实验与搜集证据
在探究式实验过程中,怎么推动教学过程,引导中学生自主实验,问题设计是相当重要的。设计的问题恰当,可以引导中学生思索,有助于探究;设计的问题不恰当,则会使探究式实验失去应有的作用。对探究式实验的问题设计可以使实验的内容扩宽、延伸。
在整个实验过程中,我不要求中学生去死记实验步骤,而是在实验各个阶段设计出合理的问题供中学生思索。
问题1:单摆应该选用哪些样的球?哪些样的线?线的宽度应该在哪些范围内?
问题2:检测摆长用哪些检测工具?线长检测好后挂还是挂好后检测?手持摆球拉紧检测线长还是自然悬挂检测线长?
问题3:怎样较为正确阳线出小球的半径?
问题4:有哪两种不同的摆动?如何保证小球的摆动是简谐运动?小球摆成圆柱摆,对周期有哪些影响?怎样防止圆柱摆运动?
问题5:秒表如何读数?要不要估读?秒表质数位与质数位的刻度不连续是如何回事?
问题6:如何检测单摆周期?从何处开始计时较为确切?到何处停止计时?测30-50个周期有哪些用处?
问题7:单摆摆动时如何控制变量测单摆的周期?控制什么变量?记录什么数据?
问题8:单摆的周期与什么诱因有关?单摆的周期公式是如何的?
通过设置上述问题,中学生在实验过程中不但晓得如何做,并且晓得为何这样做,真正能在做学校,在学中思。
1.4剖析数据与得出推论
实验中得到的观察和检测结果称为数据。实验结束时要对数据进行剖析,我们要启发中学生思索,实验数据是否存在某种规律或趋势?能够支持以前的假说?实验中是否存在缺陷?是否须要搜集更多的数据?通过回答那些问题,中学生能逐渐向实验推论推动。
借助多媒体和计算机辅助,我经常把数据按照须要整理成表格或图象,便于更好地剖析数据。我将实验数据输入计算机,借助“几何画板”软件或则Excel软件记录并处理数据,经过计算机调整函数,中学生发觉单摆的周期T与T∞的图线可以挺好地拟合。
化学推论是对实验研究发觉的总结。在下推论的时侯,一般须要重复几次实验能够得出最后的推论。而班主任应鼓励中学生从得出的推论中发觉新的问题,并设计新的实验来寻求答案。
2.探究式实验教学中问题设计的经验与反省
2.1阶梯性问题引导探究过程
原南斯拉夫的维果茨基针对人的智力发展水平提出了“最近发展区”的概念。“最近发展区”是指中学生在有指导的情况下,利用班主任帮助所能达到的解决问题的水平与只身解决问题所达到的水平之间的差别,实际上是两个临近发展阶段的过渡状态。
因而,中学生研究目标的确立,应从现有知识出发,向“最近发展区”迈进。在探究活动中我们可以在各个环节设置操作性强的阶段性问题,引导中学生的探究过程。要注意设置问题的难度和指导性,不能是中学生难以解决的,也不能是中学生轻而易举才能解决的,而要有一定的研究过程。这是由于目标太高,其实现机率太小,不能起鼓舞促进作用;而目标过高,不需努力即达到,则不具激励作用。就好比让中学生从树上摘苹果,不能是很轻松地就摘出来的,而要让中学生使劲往上跳一跳才会摘到的,这样能够有助于中学生自身发展。其实这个苹果的位置也不能太高,倘若中学生怎样跳都摘不到,中学生也会失去研究这个课题的信心和兴趣。
因而,如何设计阶段性问题就成为一个至关重要的要素,并且这种问题要有价值,要起到对研究课题的指导性和引导性的作用,使中学生在解答这种问题的时侯的同时就是在进行科学研究,解决这种问题能够对整个实验起到柳暗花明、拨云见日的作用。
2.2开放性问题拓展思维空间
开放性问题是指容许做出多种可能解释或回答的提问。开放性问题通常不具备完整的初始条件,解答过程具有不确定性、发散性、发展性和创新性等特征。解决开放性的数学问题,一方面能使不同的中学生都能形成自己的思索结果,找到问题的答案,让每位中学生都有所得,另一方面又能使中学生从不同的角度思索,提供不同的解决方式,使中学生的创造性思维得以发展。探究式教学的基本目标之一是发展中学生批判性和创造性思维,培养中学生的科学心态和科学精神。班主任必须认识到,在探究教学中最重要的不是记住数学推论,而是使中学生有机会探求思索,有机会回答问题,因而提高她们自主探究的能力。虽然中学生得到的答案是片面甚至是错误的,但只要中学生经过了思索,才能获得数学研究的经验,这些过程和经验比正确答案更加重要。
2.3拓展性问题鼓励创新思维
教学的最终结果不是用所授知识剿灭问题,而是在初步解决问题的基础上引起新的问题,从而把问题的探究延展到课外,使中学生更多地了解知识在生产生活中的应用。诸如:单摆的形成历史是如何的?单摆在生活中有什么应用?研究单摆周期的计算机软件是怎样应用的?所设计的这种拓展性问题能剌激中学生形成新的看法,因而促使她们创造性思维和解决问题能力的发展。拓展性问题不但能巩固知识,迸发中学生学习数学知识的兴趣,并且能提高中学生学习的目的性,拓展中学生视野,最终能启发中学生,把中学生引上创造之路。
探究式化学实验中提出的问题除了能迸发中学生的求知欲,并且是中学生吸收知识、锻炼思维能力的主要途径。问题应存在于探究式实验教学的整个过程中,应使教学活动自始至终围绕着问题的探究和解决展开,进而达到培养中学生创造性思维的目的。通过对问题的各个击破,中学生在新材料、新情景、新问题面前勇敢指责,不断探求,中学生将不再是悲观的知识接受者,而是积极的探求者和研究者。只有这样,中学生能够成为学习真正的主人。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部拟定.普通中学数学课程标准(实验).人民教育出版社,2003.
[2]张维善.普通中学课程标准教科书数学必修3―4.人民教育出版社大学物理实验 单摆,2004.
(作者系华中师范学院教育硕士)
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