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摘 要: 本文作者结合教学实例分析了科学探究教学中存在的主要问题,并提出了相应的对策。
关键词: 科学探究学习 实践 问题策略 反思
科学探究是探究性学习在科学课程中的具体体现,对学生探究学习的最高要求是类创造的问题解决。教师要以现代教育理论为依据,结合教材内容和学习的实际,寻找到探究的切入点,精心进行教学设计,创造出特定的实验条件和类似科学实验的学习环境,使学生以问题为载体,手脑并用地主动实际操作、观察、分析和处理信息,实际感受知识的生产过程,从而开发学生的智力,培养学生探究、分析、归纳、综合的能力。
一、探究学习的实践
(一)以问题为契机,激发学生去探究。
课堂教学是传授知识、“授之以渔”的主阵地,开展科学探究学习离不开课堂教学。因此立足课堂、挖掘教材、完善教学方式、更新学习方法是探究性学习的基础。在课堂实验中我们适当增加一些探究性内容,让学生以研究的态度对待实验,在仔细操作的同时,深入考虑与实验有关的问题,始终处于不断探索的情景中,通过创造性思维来完成探究活动。如我们引导学生灵活地把部分实验按“实验草案 新实验方案最佳的实验方案”的过程进行设计。
探究活动设计一:木炭还原氧化铜实验的改进。
[目标]
1.通过探究活动认识木炭还原氧化铜的实验原理,并从中分析讨论实验的改进方法。
2.学习科学探究的方法,培养学生分析问题的能力。
[活动过程]
1.提出问题
设计木炭与氧化铜共热实验,你观察到什么现象?能提出什么问题?这些红色的物质从何而来?
2.猜想和预测
红色的物质可能是CuO被还原而来的,也可能是Cu元素。究竟哪一种猜想正确呢?
3.收集事实证据
学生2人一组,观察C还原CuO的实验现象。让生成的气体通过澄清的石灰水,会有什么现象发生?把反应后的固体物倒在白纸上,可观察到什么现象?
4.得出结论
灰水变浑浊。
5.深入探究
这一实验现象中,生成铜不够多,现象也不够明显,那么有否改进的方法,并说明理由。
(1)反应不够彻底的主要原因:固体反应物接触得不够充分,导致反应物接触不充分。
(2)利用木炭具有吸附性的性质,在木炭粉存在的条件下生成CuO,使其吸附在木炭粉上,配比适合时,用酒精灯加热即可引发剧烈反应,取得较好的实验效果。
(3)反应原理:
(4)讨论。经过多次质量配比,学生总结得出实验的要点,即木炭与氧化铜的质量比为1∶11—1∶12时,实验效果良好。
6.报告交流
虽然原课文中也能得出此结论,但通过改进后,实验效果更加显著。同理,课本中已有的实验,希望大家也能通过分析讨论,将其进行改进,以取得更好的效果。
(二)从生活走向科学、从科学回归生活。
围绕体验式学习,在教学实践中教师应特别注重引导学生关心身边的科学,善于用科学的眼光来审视客观世界中丰富多彩的现象,同时也让学生感受科学就在身边。
探究活动设计二:调查和测定家用电器的功率。
[目标]
1.调查你家家用电器的种类、功用及其额定功率。
2.利用家中现成的电能表、秒表(手表也可)来测定某一家用电器的功率。
[活动过程]
1.设置问题情境
改革开放后,人民生活水平日益提高,家用电器越来越多,每件家用电器都有各自的额定功率,有的较小,如台灯;有的很大,如空调、微波炉、取暖器等。在实际使用中,家用电器的实际功率可能与额定功率不同,这就影响了家用电器的使用效果和使用寿命。
2.提出问题
(1)要调查家用电器的种类、功用及其额定功率,怎样纪录调查结果呢?
(2)要测定某件家用电器的实际功率,可以使用电压表和电流表,或者专门的功率表。然而在家庭中往往没有这些仪器,能否利用家中现成的电能表、秒表(手表也可)来测定某一家用电器的实际功率呢?
3.活动步骤
(1)设计表格,记录调查结果。调查家用电器的种类、功用及其额定功率并记录在已设计好的表格里。根据所学知识分析家用电器不在额定功率下工作的不良影响。
(2)用电能表和秒表测定某件家用电器的功率。
(3)进行全班报告,交流调查和测量的情况。
(三)师生协作,共同参与。
在探究学习中,教师不仅是教学的组织者,更应是引导者、参与者,并不断创造一个宽舒、和谐、民主的环境,鼓励学生从多角度思考同一问题、寻找解决问题的不同方法,使教学行为趋于多重整合,让学生的探究热情得到充分发挥。在整个探究过程中,教师自始至终要坚持让学生思考,让学生探究,教师主要起引导、参与、调控和探究活动设计三:月相的演示与观测。
[目标]
通过模拟月相形成的机制,观测月相的变化规律。
[活动过程]
准备工作与条件:手电筒或信号灯一只,大小黑球各一只,支撑架一只,暗室一间。
在模拟活动前,教师可以提出一些与实验内容有关的问题与学生讨论,比如:你知道我国古代的诗词有哪些是与月相有关的?一个月中,我们看到的月亮为什么会有圆缺的变化?在平时生活中,你注意过月相,以及它出现的时间吗?讨论之后,让学生用手电筒或信号灯(代替太阳)、黑球(大的代表地球,小的代表月球)模拟日、地、月三者在一个月中的位置变化(见下图)。
理解了月相成因之后,教师固定“太阳”与“月球”,让8—12名学生以圆圈状围在“月球”四周,如下图所示。要求学生观察并记录被照亮部分的形状,即月相,同时写出一月中出现该月相大致的时间。然后学生按顺时针方向走动到他右手位同学的位置上,观察并记录。以此类推,学生就可以记录下整一个月中月相的变化情况。
月相模拟观测之后,教师可以进一步提出一些可模拟的探究性问题。如:你能确定地球上的观测者看到满月、新月、上弦月或下弦月的时间段吗?日食、月食一般发生在一个月中的什么时候?为什么并不是每个月都会出现日食、月食?如果发生,需要具备哪些条件?
二、探究学习实践中的主要问题及其处理策略
教师在引导学生开展探究学习的实践中会遇到许多困难,需要采取相应的策略,从而有针对性地解决这些问题。
(一)探究学习的目标定位问题。
开展探究学习有时会出现一节课45分钟不够用或“拖堂”的现象。造成这种现象的原因是教师在进行教学设计时确定的探究学习目标太庞杂,往往在一节课内布置学生提出问题、做出假设、制定研究计划、执行研究计划等多项任务。如,“比热”是一个很好的探究学习内容,但要求学生在一节课内既要探究比热的概念,又要设计实验探究不同物质的比热,由于时间紧、任务多,学生往往一个问题也不能解决。因此,在科学课堂教学中的探究应灵活多样,可以是完整的探究过程,也可以是其中的一个或多个环节,有针对性地确定探究的任务,同时考虑教育的经济性原则。
(二)教师指导的适宜度问题。
在开展探究学习的实践中,教师遇到的最大的困难是不了解学生的探究能力,普遍将要探究的内容神秘化,认为学生根本不知道如何去探究,因此过度地指导学生,引导学生亦步亦趋地进行“探究”。在这样的学习过程中,学生缺乏思维上的主动性,更谈不上进行探究学习。实际上探究是人的本能,儿童天生就是一个“提问者”、“探究者”,他们通过大量的“破坏性”行为来探究与认识这个世界。因此,探究是人一种天生的本能,学生具有自发探究的能力。当然这种自发的探究往往缺乏目的性、计划性,是低水平的探究。教师指导下的探究不能停留在学生自发探究的水平上,但也并不是要追求达到科学家探究的水平。科学探究可以是学生在科学课堂内所进行的探究,也可以是学生在科学课堂外、在实践活动中的探究。结合农村学校的教育实际,我们逐步探索出一条课内铺路、课外搭桥,内外结合培养学生能力的新路子。如,对于“探究白炽灯泡的原理和使用优缺点”的活动,我们采用自由式探究,出示白炽灯,让学生提出几个与白炽灯有关的探究问题。学生设计了下列问题:①白炽灯泡玻璃打碎后,灯丝若不断,还能发光吗?②白炽灯泡放入冰块中会爆炸吗?③用灯泡烧水,或用灯丝烧水行吗?④白炽灯能回收再利用吗?⑤如何测电灯在发光和不发光时的电阻?……学生凭借已有的经验选取一个问题展开自由探究,这种从指导探究转向自由探究融进教学过程的做法,有利于加强课内外探究的联系。另外,教师应引导学生课外探究,让课外探究合理步入课程的领域,切不可把课外探究活动理解为课堂教学的简单延伸,而应使其成为课程结构的有机板块。又如,在学习生物与环境有关知识后,我们设计了探究活动:风景照片中有什么?要求:①挑选一张自然风光的杂志图片,剪下来贴在一张白纸上,四周留出一些空白。②识别图片中所有具有生命的物质。用彩色笔从每种生物上拉出一条线。如果你知道它们叫什么,就贴上生物名标签。③用另外不同颜色的笔在非生物上拉出一条线,贴上物质名标签。问题:照片中的生物是如何依赖自然环境的?用第三种颜色的笔,划线来连接生物与其依赖的自然环境。
探究是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家的研究自然界所用的方法而进行的活动。因此,教师不要低估了学生的探究能力,也不能拔高学生的探究能力,将其与科学家的探究相提并论,教师给予学生的指导要适度、应采取“非指导”性策略。(罗杰斯(Carl Rogers)的“非指导性教学观”)
(三)知识与能力相统一的问题。
如何使学生通过探究学习既锻炼能力又获取知识,是教师在探究学习实践中的又一大难题。探究学习的目标不是停留在学生体验探究的过程,熏陶和培养学生科学的情感,更为重要的是培养学生探究的能力,使其能更好地获取知识、建构知识。在实际教学中,不少探究学习只有探究的过程而没有探究的结果,或者学生体验探究的过程而探究的结果是教师传授的。脱离知识的能力培养是空洞的,是流于形式的,会导致探而不究的状况。例如:做“木炭在氧气中燃烧”的探究实验时,学生只看到木炭在氧气中燃烧发白光就匆匆了事,很少有人思考反应后生成了什么?应该怎样检验产物?为什么如此?等等。
探究学习中学生知识和能力相统一的关键在于学生知识的个人建构转化为社会性建构。学生在探究中建构的知识是个人化的,有的停留于前概念水平,甚至有的是错误的,教师要引导学生相互之间进行交流、辩论,通过生生之间、师生之间的思维互动,获得被认同的科学知识。如,观察木炭在氧气中燃烧的实验前问题是:①回忆镁条燃烧的现象有哪些?②回忆蜡烛燃烧的产物有哪些?如何检验?③观察物质的燃烧实验时要注意哪几点?因此,教师要有充分的时间让学生表达自己的探究过程和结果,让学生暴露出的错误通过其他学生质疑、辩论,而不是教师的评价得到纠正。学生在探究过程中的交流与讨论实际上就是知识社会性建构过程,教师此时要耐心地担任“导演”的角色,捕捉学生辩论中跳跃出的“思维火花”,促成课堂中科学知识的社会性建构。如,在《功》的教学中,为了让学生理解做功的两个必要因素,我们设计了如下情景,让学生讨论是否做功:一次把一辆小车从讲台的左端拉到右端,另一次把小车从左端水平提到右端,讨论:拉小车做功,提小车不做功。然后请几位学生讲一下不做功的理由,有一位学生的理由是提小车时没有摩擦力。我们又提出:假若在小车轮子上涂上油,桌面光滑,没有摩擦力拉小车是否做功?大家又认为做功,明显自相矛盾,心中疑惑无法解决。在这种情况下,教师对于学生思考结果的处理有两点非常重要:一是学生的任何的思维结果都应当给予正确的鼓励和引导;二是即使有些学生的思考结果出现“偏差”和“不妥”,那也是积极思考的结果,我们要给予理解和欣赏,哪怕是“另类”的。这就要求教师必须给每位学生创设一个创新思维的探究空间,然后引导到问题本质。只有这样,学生的思维才能积极活跃,才能迸发出创新的火花。
三、开展探究学习后的反思
(一)要辩证地看待接受性学习与探究性学习。
科学探究活动能使学生主动获取科学知识,体验科学过程与方法,形成一定的科学探究能力,以及科学态度、情感与价值观,其它教学方式不能替代。但探究性学习并不是学习的唯一方式,尽管基于直接经验的探究式学习具有无比优越性,但基于间接经验的接受性学习在学生的学习活动中仍然大量存在。接受性学习在积累间接经验、传递系统的科学知识方面,其效率之高是其他方法无法比拟的。从一个人的全面发展来看,这两种学习不可或缺,就像一个人的两条腿,只有两条腿都健壮,人才能走得稳、跑得快。我们过去过多地运用了接受性学习,而忽视了探究性学习,现在强调探究性学习的重要性是想使它在课程中占据应有的位置,而非贬低接受性学习的价值。我们反对和着力变革的是被动的、他主的、机械的、无意义的接受性学习,应将其转化为以学生为主体的积极的、主动的、自主的有意义的接受性学习,在两种学习之间保持必要的张力,寻求它们的最佳结合点,使教师的价值引导与学生的自主建构相结合,将两种学习融合于现代学习方式之中。如,学习了《我们居住的地球》后,我们出示任务单:①本节课我学到了什么?有了什么体会?②我对本节课的自主学习和实验探究有何感受?③本节课的问题解决主要采用了什么方式、方法?④本节课的学习对我的生活有什么影响?对照此单想一想在这节课上有什么收获,然后小组交流,再把想法说出来,与全班同学分享。
(二)从自然教师到科学教师。
有的教师错误地认为,学生进行自主探究,就不需要教师再费力备课和钻研教材。这完全是一种误解,或者说由于对探究教学的本质特征的不理解所致。首先,学生探究习惯的培养,就是一件令人头疼的事情,我们习惯了“教师讲学生听”的模式,短时间内是难以适应探究式教学的。激发学生学习科学和参与探究的兴趣,需要教师做大量艰苦细致的工作,才能把学生引导到探究之路上来,为此,教师所付出的时间和精力远多于传统教学。其次,探究情境的创设,又是比传统的备课费时费力的事情。情境中必须隐藏着可能被学生探究发现的问题,给学生发现问题和提出质疑的机会,这在现行教材和教参中没有现成的材料,所以教师不但没有被“解放”,反而要求更高。
另外,有些实验探究过程会出现课本描述之外的现象。多数学生还未养成对探究实验现象进行分析、比较、归纳的习惯,这些干扰现象的副作用会阻碍学生形成正确的结论。例如,学生做铁钉与稀盐酸反应的实验时,所得溶应看到析出红色固体,溶液为无色,但学生看到的是黑色固体,有的学生对试管略微加热后,还会看到冒出许多无色气泡,同时有白色胶状固体出现。干扰现象的产生有的是实验设计本身或药品试剂溶液纯度的影响造成的,教师要提前认真做好每一个探究实验,当现象不理想时,就要制定课本里没有的实验方案。如铁与稀盐酸反应,将铁钉放入稀盐酸后,先观察气泡生成的速度,再稍稍加热,可观察到浅绿色溶液,但不可加热过久,以防止浅让学生明白,实验是探究的手段,做实验不是目的,对实验现象进行分析、比较、归纳、解决探究问题才是目的。“非正常现象”引起的困惑或负作用不仅完全可以消除,而且能使学生获得意外的收获,加深对问题的认识。
因此,“自然教师”要想成功地转变成一名合格的“科学教师”,不仅要转变自己的教育理念,而且要改变过去习以为常的教学行为,用自己的身体去感知,用自己的心灵去感悟探究学习。
参考文献:
[1]钟启泉.新课程师资培训精要.北京大学出版社,2002.
[2]余自强.科学课程论.教育科学出版社,2002.
[3]项红专.初中科学探究活动设计.浙江大学出版社,2003.
关键词: 科学探究学习 实践 问题策略 反思
科学探究是探究性学习在科学课程中的具体体现,对学生探究学习的最高要求是类创造的问题解决。教师要以现代教育理论为依据,结合教材内容和学习的实际,寻找到探究的切入点,精心进行教学设计,创造出特定的实验条件和类似科学实验的学习环境,使学生以问题为载体,手脑并用地主动实际操作、观察、分析和处理信息,实际感受知识的生产过程,从而开发学生的智力,培养学生探究、分析、归纳、综合的能力。
一、探究学习的实践
(一)以问题为契机,激发学生去探究。
课堂教学是传授知识、“授之以渔”的主阵地,开展科学探究学习离不开课堂教学。因此立足课堂、挖掘教材、完善教学方式、更新学习方法是探究性学习的基础。在课堂实验中我们适当增加一些探究性内容,让学生以研究的态度对待实验,在仔细操作的同时,深入考虑与实验有关的问题,始终处于不断探索的情景中,通过创造性思维来完成探究活动。如我们引导学生灵活地把部分实验按“实验草案 新实验方案最佳的实验方案”的过程进行设计。
探究活动设计一:木炭还原氧化铜实验的改进。
[目标]
1.通过探究活动认识木炭还原氧化铜的实验原理,并从中分析讨论实验的改进方法。
2.学习科学探究的方法,培养学生分析问题的能力。
[活动过程]
1.提出问题
设计木炭与氧化铜共热实验,你观察到什么现象?能提出什么问题?这些红色的物质从何而来?
2.猜想和预测
红色的物质可能是CuO被还原而来的,也可能是Cu元素。究竟哪一种猜想正确呢?
3.收集事实证据
学生2人一组,观察C还原CuO的实验现象。让生成的气体通过澄清的石灰水,会有什么现象发生?把反应后的固体物倒在白纸上,可观察到什么现象?
4.得出结论
灰水变浑浊。
5.深入探究
这一实验现象中,生成铜不够多,现象也不够明显,那么有否改进的方法,并说明理由。
(1)反应不够彻底的主要原因:固体反应物接触得不够充分,导致反应物接触不充分。
(2)利用木炭具有吸附性的性质,在木炭粉存在的条件下生成CuO,使其吸附在木炭粉上,配比适合时,用酒精灯加热即可引发剧烈反应,取得较好的实验效果。
(3)反应原理:
(4)讨论。经过多次质量配比,学生总结得出实验的要点,即木炭与氧化铜的质量比为1∶11—1∶12时,实验效果良好。
6.报告交流
虽然原课文中也能得出此结论,但通过改进后,实验效果更加显著。同理,课本中已有的实验,希望大家也能通过分析讨论,将其进行改进,以取得更好的效果。
(二)从生活走向科学、从科学回归生活。
围绕体验式学习,在教学实践中教师应特别注重引导学生关心身边的科学,善于用科学的眼光来审视客观世界中丰富多彩的现象,同时也让学生感受科学就在身边。
探究活动设计二:调查和测定家用电器的功率。
[目标]
1.调查你家家用电器的种类、功用及其额定功率。
2.利用家中现成的电能表、秒表(手表也可)来测定某一家用电器的功率。
[活动过程]
1.设置问题情境
改革开放后,人民生活水平日益提高,家用电器越来越多,每件家用电器都有各自的额定功率,有的较小,如台灯;有的很大,如空调、微波炉、取暖器等。在实际使用中,家用电器的实际功率可能与额定功率不同,这就影响了家用电器的使用效果和使用寿命。
2.提出问题
(1)要调查家用电器的种类、功用及其额定功率,怎样纪录调查结果呢?
(2)要测定某件家用电器的实际功率,可以使用电压表和电流表,或者专门的功率表。然而在家庭中往往没有这些仪器,能否利用家中现成的电能表、秒表(手表也可)来测定某一家用电器的实际功率呢?
3.活动步骤
(1)设计表格,记录调查结果。调查家用电器的种类、功用及其额定功率并记录在已设计好的表格里。根据所学知识分析家用电器不在额定功率下工作的不良影响。
(2)用电能表和秒表测定某件家用电器的功率。
(3)进行全班报告,交流调查和测量的情况。
(三)师生协作,共同参与。
在探究学习中,教师不仅是教学的组织者,更应是引导者、参与者,并不断创造一个宽舒、和谐、民主的环境,鼓励学生从多角度思考同一问题、寻找解决问题的不同方法,使教学行为趋于多重整合,让学生的探究热情得到充分发挥。在整个探究过程中,教师自始至终要坚持让学生思考,让学生探究,教师主要起引导、参与、调控和探究活动设计三:月相的演示与观测。
[目标]
通过模拟月相形成的机制,观测月相的变化规律。
[活动过程]
准备工作与条件:手电筒或信号灯一只,大小黑球各一只,支撑架一只,暗室一间。
在模拟活动前,教师可以提出一些与实验内容有关的问题与学生讨论,比如:你知道我国古代的诗词有哪些是与月相有关的?一个月中,我们看到的月亮为什么会有圆缺的变化?在平时生活中,你注意过月相,以及它出现的时间吗?讨论之后,让学生用手电筒或信号灯(代替太阳)、黑球(大的代表地球,小的代表月球)模拟日、地、月三者在一个月中的位置变化(见下图)。
理解了月相成因之后,教师固定“太阳”与“月球”,让8—12名学生以圆圈状围在“月球”四周,如下图所示。要求学生观察并记录被照亮部分的形状,即月相,同时写出一月中出现该月相大致的时间。然后学生按顺时针方向走动到他右手位同学的位置上,观察并记录。以此类推,学生就可以记录下整一个月中月相的变化情况。
月相模拟观测之后,教师可以进一步提出一些可模拟的探究性问题。如:你能确定地球上的观测者看到满月、新月、上弦月或下弦月的时间段吗?日食、月食一般发生在一个月中的什么时候?为什么并不是每个月都会出现日食、月食?如果发生,需要具备哪些条件?
二、探究学习实践中的主要问题及其处理策略
教师在引导学生开展探究学习的实践中会遇到许多困难,需要采取相应的策略,从而有针对性地解决这些问题。
(一)探究学习的目标定位问题。
开展探究学习有时会出现一节课45分钟不够用或“拖堂”的现象。造成这种现象的原因是教师在进行教学设计时确定的探究学习目标太庞杂,往往在一节课内布置学生提出问题、做出假设、制定研究计划、执行研究计划等多项任务。如,“比热”是一个很好的探究学习内容,但要求学生在一节课内既要探究比热的概念,又要设计实验探究不同物质的比热,由于时间紧、任务多,学生往往一个问题也不能解决。因此,在科学课堂教学中的探究应灵活多样,可以是完整的探究过程,也可以是其中的一个或多个环节,有针对性地确定探究的任务,同时考虑教育的经济性原则。
(二)教师指导的适宜度问题。
在开展探究学习的实践中,教师遇到的最大的困难是不了解学生的探究能力,普遍将要探究的内容神秘化,认为学生根本不知道如何去探究,因此过度地指导学生,引导学生亦步亦趋地进行“探究”。在这样的学习过程中,学生缺乏思维上的主动性,更谈不上进行探究学习。实际上探究是人的本能,儿童天生就是一个“提问者”、“探究者”,他们通过大量的“破坏性”行为来探究与认识这个世界。因此,探究是人一种天生的本能,学生具有自发探究的能力。当然这种自发的探究往往缺乏目的性、计划性,是低水平的探究。教师指导下的探究不能停留在学生自发探究的水平上,但也并不是要追求达到科学家探究的水平。科学探究可以是学生在科学课堂内所进行的探究,也可以是学生在科学课堂外、在实践活动中的探究。结合农村学校的教育实际,我们逐步探索出一条课内铺路、课外搭桥,内外结合培养学生能力的新路子。如,对于“探究白炽灯泡的原理和使用优缺点”的活动,我们采用自由式探究,出示白炽灯,让学生提出几个与白炽灯有关的探究问题。学生设计了下列问题:①白炽灯泡玻璃打碎后,灯丝若不断,还能发光吗?②白炽灯泡放入冰块中会爆炸吗?③用灯泡烧水,或用灯丝烧水行吗?④白炽灯能回收再利用吗?⑤如何测电灯在发光和不发光时的电阻?……学生凭借已有的经验选取一个问题展开自由探究,这种从指导探究转向自由探究融进教学过程的做法,有利于加强课内外探究的联系。另外,教师应引导学生课外探究,让课外探究合理步入课程的领域,切不可把课外探究活动理解为课堂教学的简单延伸,而应使其成为课程结构的有机板块。又如,在学习生物与环境有关知识后,我们设计了探究活动:风景照片中有什么?要求:①挑选一张自然风光的杂志图片,剪下来贴在一张白纸上,四周留出一些空白。②识别图片中所有具有生命的物质。用彩色笔从每种生物上拉出一条线。如果你知道它们叫什么,就贴上生物名标签。③用另外不同颜色的笔在非生物上拉出一条线,贴上物质名标签。问题:照片中的生物是如何依赖自然环境的?用第三种颜色的笔,划线来连接生物与其依赖的自然环境。
探究是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家的研究自然界所用的方法而进行的活动。因此,教师不要低估了学生的探究能力,也不能拔高学生的探究能力,将其与科学家的探究相提并论,教师给予学生的指导要适度、应采取“非指导”性策略。(罗杰斯(Carl Rogers)的“非指导性教学观”)
(三)知识与能力相统一的问题。
如何使学生通过探究学习既锻炼能力又获取知识,是教师在探究学习实践中的又一大难题。探究学习的目标不是停留在学生体验探究的过程,熏陶和培养学生科学的情感,更为重要的是培养学生探究的能力,使其能更好地获取知识、建构知识。在实际教学中,不少探究学习只有探究的过程而没有探究的结果,或者学生体验探究的过程而探究的结果是教师传授的。脱离知识的能力培养是空洞的,是流于形式的,会导致探而不究的状况。例如:做“木炭在氧气中燃烧”的探究实验时,学生只看到木炭在氧气中燃烧发白光就匆匆了事,很少有人思考反应后生成了什么?应该怎样检验产物?为什么如此?等等。
探究学习中学生知识和能力相统一的关键在于学生知识的个人建构转化为社会性建构。学生在探究中建构的知识是个人化的,有的停留于前概念水平,甚至有的是错误的,教师要引导学生相互之间进行交流、辩论,通过生生之间、师生之间的思维互动,获得被认同的科学知识。如,观察木炭在氧气中燃烧的实验前问题是:①回忆镁条燃烧的现象有哪些?②回忆蜡烛燃烧的产物有哪些?如何检验?③观察物质的燃烧实验时要注意哪几点?因此,教师要有充分的时间让学生表达自己的探究过程和结果,让学生暴露出的错误通过其他学生质疑、辩论,而不是教师的评价得到纠正。学生在探究过程中的交流与讨论实际上就是知识社会性建构过程,教师此时要耐心地担任“导演”的角色,捕捉学生辩论中跳跃出的“思维火花”,促成课堂中科学知识的社会性建构。如,在《功》的教学中,为了让学生理解做功的两个必要因素,我们设计了如下情景,让学生讨论是否做功:一次把一辆小车从讲台的左端拉到右端,另一次把小车从左端水平提到右端,讨论:拉小车做功,提小车不做功。然后请几位学生讲一下不做功的理由,有一位学生的理由是提小车时没有摩擦力。我们又提出:假若在小车轮子上涂上油,桌面光滑,没有摩擦力拉小车是否做功?大家又认为做功,明显自相矛盾,心中疑惑无法解决。在这种情况下,教师对于学生思考结果的处理有两点非常重要:一是学生的任何的思维结果都应当给予正确的鼓励和引导;二是即使有些学生的思考结果出现“偏差”和“不妥”,那也是积极思考的结果,我们要给予理解和欣赏,哪怕是“另类”的。这就要求教师必须给每位学生创设一个创新思维的探究空间,然后引导到问题本质。只有这样,学生的思维才能积极活跃,才能迸发出创新的火花。
三、开展探究学习后的反思
(一)要辩证地看待接受性学习与探究性学习。
科学探究活动能使学生主动获取科学知识,体验科学过程与方法,形成一定的科学探究能力,以及科学态度、情感与价值观,其它教学方式不能替代。但探究性学习并不是学习的唯一方式,尽管基于直接经验的探究式学习具有无比优越性,但基于间接经验的接受性学习在学生的学习活动中仍然大量存在。接受性学习在积累间接经验、传递系统的科学知识方面,其效率之高是其他方法无法比拟的。从一个人的全面发展来看,这两种学习不可或缺,就像一个人的两条腿,只有两条腿都健壮,人才能走得稳、跑得快。我们过去过多地运用了接受性学习,而忽视了探究性学习,现在强调探究性学习的重要性是想使它在课程中占据应有的位置,而非贬低接受性学习的价值。我们反对和着力变革的是被动的、他主的、机械的、无意义的接受性学习,应将其转化为以学生为主体的积极的、主动的、自主的有意义的接受性学习,在两种学习之间保持必要的张力,寻求它们的最佳结合点,使教师的价值引导与学生的自主建构相结合,将两种学习融合于现代学习方式之中。如,学习了《我们居住的地球》后,我们出示任务单:①本节课我学到了什么?有了什么体会?②我对本节课的自主学习和实验探究有何感受?③本节课的问题解决主要采用了什么方式、方法?④本节课的学习对我的生活有什么影响?对照此单想一想在这节课上有什么收获,然后小组交流,再把想法说出来,与全班同学分享。
(二)从自然教师到科学教师。
有的教师错误地认为,学生进行自主探究,就不需要教师再费力备课和钻研教材。这完全是一种误解,或者说由于对探究教学的本质特征的不理解所致。首先,学生探究习惯的培养,就是一件令人头疼的事情,我们习惯了“教师讲学生听”的模式,短时间内是难以适应探究式教学的。激发学生学习科学和参与探究的兴趣,需要教师做大量艰苦细致的工作,才能把学生引导到探究之路上来,为此,教师所付出的时间和精力远多于传统教学。其次,探究情境的创设,又是比传统的备课费时费力的事情。情境中必须隐藏着可能被学生探究发现的问题,给学生发现问题和提出质疑的机会,这在现行教材和教参中没有现成的材料,所以教师不但没有被“解放”,反而要求更高。
另外,有些实验探究过程会出现课本描述之外的现象。多数学生还未养成对探究实验现象进行分析、比较、归纳的习惯,这些干扰现象的副作用会阻碍学生形成正确的结论。例如,学生做铁钉与稀盐酸反应的实验时,所得溶应看到析出红色固体,溶液为无色,但学生看到的是黑色固体,有的学生对试管略微加热后,还会看到冒出许多无色气泡,同时有白色胶状固体出现。干扰现象的产生有的是实验设计本身或药品试剂溶液纯度的影响造成的,教师要提前认真做好每一个探究实验,当现象不理想时,就要制定课本里没有的实验方案。如铁与稀盐酸反应,将铁钉放入稀盐酸后,先观察气泡生成的速度,再稍稍加热,可观察到浅绿色溶液,但不可加热过久,以防止浅让学生明白,实验是探究的手段,做实验不是目的,对实验现象进行分析、比较、归纳、解决探究问题才是目的。“非正常现象”引起的困惑或负作用不仅完全可以消除,而且能使学生获得意外的收获,加深对问题的认识。
因此,“自然教师”要想成功地转变成一名合格的“科学教师”,不仅要转变自己的教育理念,而且要改变过去习以为常的教学行为,用自己的身体去感知,用自己的心灵去感悟探究学习。
参考文献:
[1]钟启泉.新课程师资培训精要.北京大学出版社,2002.
[2]余自强.科学课程论.教育科学出版社,2002.
[3]项红专.初中科学探究活动设计.浙江大学出版社,2003.