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摘 要:培养学生从事科学探究的能力是我国基础教育课程改革的一个核心问题。本文从理论和实践两方面探讨了物理设计性实验对培养学生科学探究能力的可行性和有效性。
关键词:科学探究能力 探究行为 设计性实验 合作学习
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)13-151-01
从20世纪80年代末开始,世界各国对本国的学校教育系统进行了重大的改革。就基础教育而言,各国都纷纷将“科学探究”作为科学教育的一个重要目标和方法。强调“科学探究”,培养学生从事科学探究的能力也是我国基础教育课程改革的一个核心问题。
那么,如何在物理教学中有效的培养学生的科学探究能力?针对这一问题,本文从理论和实践两方面探讨了物理设计性实验对培养学生科学探究能力的可行性和有效性。
一、可行性
1、物理设计性实验中的科学探究行为
物理设计性实验[1]是学生在教师的指导下,根据给定的实验目的和实验条件,自己设计实验方案,选择实验器材,拟定实验程序,自己加以实现并对结果进行分析处理的实验。其基本环节如下图所示:
从上图可以看出:设计性实验过程的基本环节为:给出课题、制定计划和设计实验、进行实验和收集数据、分析论证、评估、交流与合作六个环节,提出问题和发现问题、猜想和假设渗透在每一个环节中。可见,设计性实验过程包含着科学探究能力要素所要求的各种探究行为。
2、探究能力在探究行为中生成[2]
学生探究能力的提高不可能只通过理解就能实现,学生必须经历探究的过程,而且在这个过程中,学生要有相关的探究行为,因为某一方面的基本能力一定是和相关的行为联系在一起的。因此,在课堂教学中,学生探究行为的设计是提高他们探究能力的关键。例如,要提高提出问题的能力,就要让学生去发现、去质疑、去对问题进行抽象和概括;要提高猜想与假设的能力,就要让学生去假定、去解释;要提高制定计划和设计试验的能力,就要让学生去优选实验方法、去选择器材、去分析和控制变量、去评价现有的方案;要提高评估能力,就要让学生去构思表达的内容结构、去即兴表达、去倾听交流和评价交流。如果学生在探究过程中没有这些行为,相关的探究能力的提高将是一句空话。
由以上综述可见,物理设计性实验为培养学生的科学探究能力提供了必要的条件。
二、实施原则
1、学生的自主探究和教师的合理指导相结合[3]
学生在科学探究活动中,既要有独立的探究行为,又要有教师的合理指导。对于一个具体的探究课题,学生应该在哪个要素上下功夫,教师不仅要清楚,而且要进行规划。属于让学生产生独立探究行为的要素,应该充分发挥学生的自主性,让学生独立完成;对于不属于本课题的过程目标,教师可以大胆指导,甚至于可以通过陈述的办法顺利越过这一环节,让学生把主要精力放在事先设计需要强化的要素上。一个课题究竟需要强化哪一个要素,应该根据探究课题的特征、学生循序渐进的要求进行合理和全面规划,看起来一节课似乎只突出了某一两个要素,而实际上不同的课题分别突出了不同的要素,学生所得到的是深入和全面的发展。
2、合作学习[4]
在小组合作学习活动中,小组成员之间相互交流,彼此争论,互相教学,每个成员都能充分发挥比单独行动时的更大的作用,与独立学习相比,合作学习能够提供更多的、有利于成绩提高的智力活动。同时,在合作学习的情境中,学生在既利于他人又利于自己的前提下学习,学生会意识到个人目标与小组目标之间的相互依赖关系,只有小组的其他成员也成功了,自己才能成功,从而认识到与他人交流与合作的重要性。因此,合作学习能有效的培养成员之间的交流与合作能力。
三、实践效果
在上述理论指导的基础上,笔者采用“建立在合作学习基础上、学生的自主探究和教师的合理指导相结合的物理设计性实验教学”对学生进行科学探究能力的培养,在近一年的教学实践中,初步看到了以下效果:
1、学生普遍反映,设计性实验教学给了他们更多独立思考的时间、更多交流讨论和发表自己观点的机会、锻炼了动手能力,激发了探究的兴趣,培养了合作和团队精神,同时也促进了学生自己把知识系统化、结构化,以更好地理解、掌握和保持学习内容,更好地应用所学知识。与传统的测量性或验证性实验相比,更有利于培养他们的探究能力和科学素养。
2、在实验活动过程中,学生们能在规定的时间里,较高质量的完成实验的各项要求。在实验的各个环节上也体现了较高的实验技能和实验素养。不少学生在实验中,充分发挥自己的创造性,提出了一些有价值的新发现和解决新问题的猜想和假设。
综上所述,理论和实践表明,在以素质教育为基础教育改革背景,以提高全体学生的科学素养为物理课程标准理念的教育形式下,实施建立在合作学习基础上、学生的自主探究和教师的合理指导相结合的设计性实验教学,对培养学生的科学探究能力是必要的,也是可行的、有效的。
参考文献:
[1]邓金祥,刘庆国.大学物理实验[M].北京:北京工业大学出版社,2005
[2]廖伯琴,张大昌主编.普通高中物理课程标准(实验)解读[M].湖北教育出版社,2004:46.
[3]廖伯琴,张大昌.普通高中物理课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004:47.
[4]郭长江.新课程物理教与学[M].福州:福建教育出版社,2005:64.
关键词:科学探究能力 探究行为 设计性实验 合作学习
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)13-151-01
从20世纪80年代末开始,世界各国对本国的学校教育系统进行了重大的改革。就基础教育而言,各国都纷纷将“科学探究”作为科学教育的一个重要目标和方法。强调“科学探究”,培养学生从事科学探究的能力也是我国基础教育课程改革的一个核心问题。
那么,如何在物理教学中有效的培养学生的科学探究能力?针对这一问题,本文从理论和实践两方面探讨了物理设计性实验对培养学生科学探究能力的可行性和有效性。
一、可行性
1、物理设计性实验中的科学探究行为
物理设计性实验[1]是学生在教师的指导下,根据给定的实验目的和实验条件,自己设计实验方案,选择实验器材,拟定实验程序,自己加以实现并对结果进行分析处理的实验。其基本环节如下图所示:
从上图可以看出:设计性实验过程的基本环节为:给出课题、制定计划和设计实验、进行实验和收集数据、分析论证、评估、交流与合作六个环节,提出问题和发现问题、猜想和假设渗透在每一个环节中。可见,设计性实验过程包含着科学探究能力要素所要求的各种探究行为。
2、探究能力在探究行为中生成[2]
学生探究能力的提高不可能只通过理解就能实现,学生必须经历探究的过程,而且在这个过程中,学生要有相关的探究行为,因为某一方面的基本能力一定是和相关的行为联系在一起的。因此,在课堂教学中,学生探究行为的设计是提高他们探究能力的关键。例如,要提高提出问题的能力,就要让学生去发现、去质疑、去对问题进行抽象和概括;要提高猜想与假设的能力,就要让学生去假定、去解释;要提高制定计划和设计试验的能力,就要让学生去优选实验方法、去选择器材、去分析和控制变量、去评价现有的方案;要提高评估能力,就要让学生去构思表达的内容结构、去即兴表达、去倾听交流和评价交流。如果学生在探究过程中没有这些行为,相关的探究能力的提高将是一句空话。
由以上综述可见,物理设计性实验为培养学生的科学探究能力提供了必要的条件。
二、实施原则
1、学生的自主探究和教师的合理指导相结合[3]
学生在科学探究活动中,既要有独立的探究行为,又要有教师的合理指导。对于一个具体的探究课题,学生应该在哪个要素上下功夫,教师不仅要清楚,而且要进行规划。属于让学生产生独立探究行为的要素,应该充分发挥学生的自主性,让学生独立完成;对于不属于本课题的过程目标,教师可以大胆指导,甚至于可以通过陈述的办法顺利越过这一环节,让学生把主要精力放在事先设计需要强化的要素上。一个课题究竟需要强化哪一个要素,应该根据探究课题的特征、学生循序渐进的要求进行合理和全面规划,看起来一节课似乎只突出了某一两个要素,而实际上不同的课题分别突出了不同的要素,学生所得到的是深入和全面的发展。
2、合作学习[4]
在小组合作学习活动中,小组成员之间相互交流,彼此争论,互相教学,每个成员都能充分发挥比单独行动时的更大的作用,与独立学习相比,合作学习能够提供更多的、有利于成绩提高的智力活动。同时,在合作学习的情境中,学生在既利于他人又利于自己的前提下学习,学生会意识到个人目标与小组目标之间的相互依赖关系,只有小组的其他成员也成功了,自己才能成功,从而认识到与他人交流与合作的重要性。因此,合作学习能有效的培养成员之间的交流与合作能力。
三、实践效果
在上述理论指导的基础上,笔者采用“建立在合作学习基础上、学生的自主探究和教师的合理指导相结合的物理设计性实验教学”对学生进行科学探究能力的培养,在近一年的教学实践中,初步看到了以下效果:
1、学生普遍反映,设计性实验教学给了他们更多独立思考的时间、更多交流讨论和发表自己观点的机会、锻炼了动手能力,激发了探究的兴趣,培养了合作和团队精神,同时也促进了学生自己把知识系统化、结构化,以更好地理解、掌握和保持学习内容,更好地应用所学知识。与传统的测量性或验证性实验相比,更有利于培养他们的探究能力和科学素养。
2、在实验活动过程中,学生们能在规定的时间里,较高质量的完成实验的各项要求。在实验的各个环节上也体现了较高的实验技能和实验素养。不少学生在实验中,充分发挥自己的创造性,提出了一些有价值的新发现和解决新问题的猜想和假设。
综上所述,理论和实践表明,在以素质教育为基础教育改革背景,以提高全体学生的科学素养为物理课程标准理念的教育形式下,实施建立在合作学习基础上、学生的自主探究和教师的合理指导相结合的设计性实验教学,对培养学生的科学探究能力是必要的,也是可行的、有效的。
参考文献:
[1]邓金祥,刘庆国.大学物理实验[M].北京:北京工业大学出版社,2005
[2]廖伯琴,张大昌主编.普通高中物理课程标准(实验)解读[M].湖北教育出版社,2004:46.
[3]廖伯琴,张大昌.普通高中物理课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004:47.
[4]郭长江.新课程物理教与学[M].福州:福建教育出版社,2005:64.