教学案例《让学生真正参与课堂探究》


让学生真正参与课堂探究

勾俊华

一、背景介绍

新课程倡导创新教学,自主探究式学习,而《国家基础教育课程改革纲要》也指出:要“改变过去实施过于强调接受学习,死记硬背的现状,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养收集、处理信息的能力,获取新知识的能力,以及交流与合作的能力。”但由于目前仍受考试压力的影响,教师在课堂上“满堂灌”的思想仍就十分严重,学生被迫不假思索的全盘接受课堂知识,导致学习的知识十分肤浅。不过,如果教师能充分调动学生的自主性,让学生在多样化、开放式的学习环境中,真正参与课堂的教与学,这样的教学效果会更好,这应该成为新课程标准下物理教师努力的方向。下面我以《欧姆定律》这一节为例,谈谈如何同学生共同探讨电流、电压和电阻三者之间的关系。

二、案例描述

欧姆定律揭示了电路中电流遵循的基本交通规则,是电学中的最重要的规律之一,也是学生进一步学习电学知识和分析电路的基础。因此,欧姆定律的探究实验就成为理解电流、电压、电阻三者之间关系的基石。

下面是“欧姆定律”探究性实验教学片断。

学生分组实验器材:干电池四节,不同规格的小灯泡两个,电流表和电压表各一只,滑动变阻器一只,5Ω10Ω15Ω、定值电阻各一只,开关一个,导线若干。25Ω金属丝一段,两端削尖的铅笔一只。

教师先做演示实验:在一个小灯泡两端分别接一节、二节、三节干电池,引导学生观察亮度变化,启发学生获得“灯泡两端的电压增大,电流也增大”的感性认识。

师:对刚才的实验现象,你有什么想法吗?你有什么发现?

思考片刻后,学生A有点迟疑不决地说:老师,灯泡中的电流是不是与电压成正比呢?

师:你的猜想很好,小灯泡的亮度变化也初步证明了这种关系。其他同学还有什么新的发现和想法?

这时又有学生B站起来说:导体中的电流可能与导体本身也有关系。因为我家两盏白炽灯不一样亮,60W的比40W的灯丝粗也更亮,所以我想导体中的电流可能与电阻成反比。

师:很好!你不仅有新的猜想,而且还有依据。

教师接着演示:用相同的两节电池分别给两只不同的小灯泡供电,其亮度明显不同,肯定了学生B的猜想。

师(引导):如果我们进一步用小灯泡做实验找出电压与电流的关系,这种关系是否也适用于其他导体呢?也就是说,我们对小灯泡找出的这种定性及定量的关系是否具有普遍意义呢?

问题一提出,多数学生陷入思考,但很快受到实验器材的启发,又开始议论纷纷。

学生C:老师,我想采用控制变量法:第一步,保持电阻不变,如选择5Ω的电阻,通过选择滑动变阻器使它两端电压成整数倍变化,研究电流随电压变化的情况;第二步,保持电压不变,先后换用阻值成整数倍变化的电阻,如5Ω10Ω15Ω,通过调节滑动变阻器保持它两端电压不变,研究电流随电阻的变化情况。

师:这种方法可行吗?还有其他方法吗?

学生开始讨论学生C的方案,经过论证认为C的做法可行。同时,也有其他学生开始提出自己的探究方案。

学生D:老师,能不能换用几种其他导体如金属丝、铅笔芯多做几次实验,用电压表和电流表分别把每次的电压和电流测量出来,看看他们之间到底有什么关系?

学生C 的方案结果显然是预习的结果,是按照教材思路设计的;而学生D的探究方案更具原创性,按此方案探究更能理解欧姆当年在没有电流表、电压表甚至没有稳定的电源条件下,历经10年之久才探究出欧姆定律的艰辛,获得的情感体验将更丰富。

师:很好,以上两种探究方案都是可行的,只要同学们肯动脑筋,还能想出更多的好办法来。下面请同学们先用学生D的方案进行探究。

学生开始设计测量金属丝和铅笔芯的电流与电压的电路,教师巡回指导指出应注意的问题,然后分组实验;把数据填入事先设计好的表格,教师随机抽选一组数据投影(如表12

1(金属丝)

电压/V

U1=1.5

U2=3.0

U3=4.5

电流/A

I1=0.3

I2=0.6

I3=0.9

比值U/I

5.0

5.0

5.0

2(铅笔芯)

电压/V

U1=1.5

U2=3.0

U3=4.5

电流/A

I1=0.12

I2=0.24

I3=0.36

比值U/I

12.5

12.5

12.5

师(进一步引导学生思考):实验数据支持你们的猜想吗?导体中的电流与电压到底关系怎样?与电阻有关吗?电阻是导体本身的一种属性,其大小由什么来确定呢? 

这时课堂气氛出现了高潮,学生纷纷投入探究之中,他们对实验数据进行横向比较,发现U1/U2=I1/I2……进而得出“导体中的电流与这段导体两端的电压成正比”的结论。此时人人兴致勃勃,成功的喜悦洋溢在一张张稚气的脸上。

师(继续激发学生思维):①把表2中的数据纵向比较(即U1/I1=U2/I2=?……)你会发现什么?②当电压相同时,比值U/I的大小对两导体中的电流有何影响?

学生很快得出比值是5.012.5;并发现在电压相同时,其比值越大导体中的电流受到的阻碍作用越大,从而获得了“电阻”的概念,对“电阻是导体中的一种属性,它可以用U/I的值表示”这句话的理解更深刻了。

师(继续挖掘):比较两表中的数据,看看当电压相等时导体中的电流与电阻是什么关系呢?

生(抢着回答):成反比关系。

师:那么电流和电压、电阻三个量之间到底是什么关系呢?

学生归纳,得出欧姆定律。

接着,教师引导学生按照学生C的方案再进行探究……

三、教学反思

1)精心设计实验,拓展探究空间,培养创新思维

上述案例中,虽然实验简单甚至原始,但经教师的指导,巧妙地将书本知识与学生生活经验联系起来,把书本知识“重新激活”,恢复到鲜活的原生状态,这就唤醒了学生内在的需要和兴趣,提升了探究问题的欲望;再经教师启发、引导,对实验结果进行分析评估、归纳概括,使学生始终处于积极的自我探索和自我发现状态,完成了电阻物理意义的重新建构,并使欧姆定律这一新知识的建构水到渠成;上述探究过程中,可促使学生自主地由或然性猜想假设走向必然性的理想王国,从而享受到成功的快乐,感受到深层次的情感体验。

探究实验的设计要有创新,培养学生的探究能力就要尽量不受课本限制,就要注意利用课堂即时生成的资源,重视学生原创,利用并满足学生的好奇心以激发其探究热情。本案例中,教师有意增加了一段金属丝和一支两端削尖的铅笔,就是这个看似简单的改动却激起了学生创意的火花,使得这个实验的探究色彩更加浓厚了。

2)立足于学生发展,促进三维教学目标的达成

本案例除了重视“知识与技能”的落实外,更重视“过程与方法”和“情感、态度与价值观”的达成。

探究性实验的重点是“探究”,要放手让学生独立思考,积极动手、动脑、动眼、动口,相互交流合作,全身心参与到学习中去,这样学生才能通过探究过程真正理解并掌握知识技能与方法;同时,学习的情感和意志,学习的主动性、独立性及严谨的科学态度,勇于探索真理的精神才能得到培养。案例中,学生B的大胆猜想和学生D近乎原创的实验设计方案得到了教师重视,其内在创造力就会充分外显,这不正是对学生情感、态度与价值观的教育吗?

实际教学中会面临探究时间的问题,这要求教师做到放手但不放任,要有效地指导和规范学生的实验活动,不能让学生的主体地位与教师的主导地位相对立。案例中,实验方案的选择、实验活动的控制,都是在教师的引导下进行的,学生的自主学习是由于教师发挥主导作用才实现的。教学中,学生力所能及的,教师避之;学生力所难及的,教师助之;学生力所不能及的,教师为之。只有如此,才能有利于学生的发展。

3)重视全体参与,关注弱势群体

探究性实验教学应提倡全体学生积极参与,以提高自己的创造意识和能力。为此,探究学习的主要形式是独立学习和合作学习的结合,其中小组合作学习占有重要的地位。在合作学习中,有些学生由于基础薄弱和能力不够,往往不爱或不敢动手,不爱或不发言表达。教师要把更多的鼓励给他们,创造更多的机会给他们表现,让他们乐于参与日有所进,这样才能实现面向全体、全面发展的目标。案例中,面对学生A的迟疑不决,教师及时给予鼓励,所以才有学生B的大胆猜想,以至最后多数学生的抢着回答。

四、学生反馈

从学生的检测和调查反馈情况来看,就学生的学习这一块的目标基本达到,应该是一节比较成功的课。从学生反馈的信息来分析:喜爱这样课堂的人超过了90%,原因大多是:教师讲的少,自己动手机会多;课堂比较轻松;具有挑战性;但也有同学反映少部分同学没有积极性,玩了一节课,什么也没学到;同组的同学太霸道没有别人动手的机会;这些迹象表明在探究课中如何调动全组同学的积极性?组内成员间如何协调?教师如何有效监控各个组的动向?怎样在探究的过程中加强同学间的协作让每一个学生都得到相应的发展是教师必须关注的问题,也反映出在新的课堂模式下教师的驾驭课堂能力有待进一步提高。