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“弱”教材探究教学,要求教师在使用、处理现有教材时,从探究教学的需要出发,对教材进行深度开发,把教材“模糊化”“边缘化”,弱化教材对学生探究活动的暗示作用,期望学生真正有科学探究的体验,从而发展学生的探究能力. 本文就“弱”教材探究教学中的有关问题做一探讨.
一、“弱”教材探究教学的根本原因
教材是《课标》的具体化,为了让学生进行知识建构,教材需要对知识有详尽的呈现. 从教材可操作性的角度考虑,教材需要对学生的探究学习进行引领或提示.
例如,苏科版八年级物理“探究影响浮力大小的因素”这一内容,在实验与探究栏目中,学生只需要按教材的引领进行操作、观察和读数. 在分析与归纳栏目中,需要学生发现的只有四个字,其中两个字是选择填空. 在填空之后教材中还有对探究结论的完整表述.
但有了教材内容的暗示,学生只会猜想浮力大小和排开液体的体积、液体的密度有关,而不会去猜想其他因素,除非“瞎猜”,抑制了猜想、假设能力的发展. 没有了设计方案的体验,也就没有了设计方案能力的发展. 如果对分析与归纳过细引导,分析论证也就变得肤浅了.
因此,从发展科学探究能力的角度着眼,教材要留足探究的空间,让学生探究能力的发展最大化, 需要适当“弱化”教材在探究教学中引领作用,进行“弱”教材探究教学.
二、“弱”教材探究教学的学习模式
“弱”教材探究教学,期望学生带着种种疑问走进课堂,在解释疑问的过程中,新的问题随之产生,最终又带着各种各样的问题离开课堂,期望这些问题在课外获得解决,从而领悟相关的知识,完成知识建构,体验探究的方法,开发创新的潜能.
1. 课前巧铺垫
课前,教师根据探究教学的需要,要求学生从教材以外搜集信息资料、开展探究实践,为课内探究教学奠定基础.
例如,布置“浮力”的课前学习任务如下.
(1)小实验:将生鸡蛋放进盛有清水的杯中,逐渐向水中加盐,观察鸡蛋发生的现象. 当鸡蛋浮在水面上时,再逐渐向水中加清水,观察鸡蛋发生的现象.
(2)小实验:将空纯净水瓶渐渐地按进水中,感受瓶子对手压力的变化.
(3)收集电影《泰坦尼克号》的资料. 思考:什么力量使它能自如地浮在海面上?同样是这艘船,又怎么会在短短的几小时内葬生海底.
(4)弹簧测力计的读数、力的概念方面的简单练习.
显然,“弱”教材探究教学,学生在探究学习某个知识之前,期望学生有探究学习必备的基础知识和经验,或有相关体验,不期望学生对这个知识有比较具体的了解或者系统的认识.
2. 课内真探究
课内,教师创设有利于探究学习的情境,让学生在没有教材暗示和导引的前提下,通过自主的、合作的探究实践,建构知识、形成技能,体验过程、掌握方法.
例如,设计实验的环节,学生是根据探究需要自己设计方案,而不是从教材中读取的方案. 学生自己谋划出来的方案,可能存在着这样那样的不足,这不要紧,教师可以组织学生对其进行讨论完善. 学生经历几次这样的磨炼后,设计探究实验的能力肯定会有长足的发展.
没有教材的暗示和引领,学生对知识的认识可能是片面的、零碎的,甚至是不当的. 因此,“弱”教材探究学习后,需要凭借教材对知识进行整理,达成知识与技能目标.
3. 课后求创新
课后,适量的练习巩固知识,更多的与课前类似,学生收集信息资料、开展探究实践,并力求实现某个方面的“创新”,最大限度地巩固课内探究学习效果.
三、“弱”教材探究教学的内容特征
1. “弱”在没有教材支撑时,教学活动照样有序、有效地进行
“弱化”教材在探究教学中的作用,不是抛弃教材,而是根据知识内容、知识模块的特点、学生的知识水平和学习能力,“弱”在可以弱、应该弱的地方.可以“弱”,体现在没有教材的支撑,教学活动照样有序、有效地进行. 应该“弱”,体现在没有教材的暗示,更有利于探究能力的发展.
例如,苏科版八年级物理,建立“分子模型”一节的教材内容如下.
学生观察实验:(1)观察素描炭笔画的直线,眼睛直接看是连续的直线,用放大镜、显微镜看是由间断的点组成. (2)观察高锰酸钾颗粒放入水中所呈现的景象. (3)观察水和酒精混合后,总体积变化的情况.
提出了关于物质微观结构的三种模型:模型1,物质是由微粒组成的,各个微粒紧靠起一起,形成我们看到的连续体. 模型2,物质是由微粒组成的,微粒之间有空隙. 模型3,固体是由微粒组成的,液体是连成一片的.
要求学生根据活动中观察到的现象,选择一种模型,并尝试解释.
2. “弱”在不依托教材时,学生可更有效地进行探究
“弱”教材探究,让学生在不看教材的前提下,进行观察实验活动. 活动后,投影教材中模型1和模型3,组织学生讨论、评价两种模型的正确性. 学生发现,观察素描炭笔画直线的结果,表明物质是由微粒组成的,物质中各个微粒不是紧靠在一起,从而否定模型1.酒精和水混合后的总体积变小,可知液体不可能是连续体,从而否定模型3.
这时,教师要求学生综合前面的讨论,设想(提出)合理的模型.由不可能连续,肯定有学生想到微粒间有空隙,结合物质是由微粒组成的共识,提出模型:物质是由微粒组成的,微粒之间有空隙(教材中的模型2).
如果依托教材探究教学,只能要求学生从教材给出的三种模型中选择恰当的模型,并尝试解释. “弱化”教材后,学生从“选择模型”走向“提出模型”,真正有了科学家进行探究的体验.
当然,教材中有的内容不需要“弱化”,有的不能“弱化”,甚至需要“强化”. 例如,苏科版八年级物理,“探究流速大小与流体压强的影响”这一内容,编者设计了一组实验、一组问题.
实验:(1)把纸条的一端按在嘴唇的下方,向前吹气,观察现象.(2)把气球悬挂起来,向气球的一侧吹气,观察现象.(3)将硬币吹入盘中.
问题:上述现象中,哪里的压强大,哪里的压强小?哪里的流速大,哪里的流速小?气体压强的大小与流速的大小的关系.
这三个实验看似简单,学生凭借现有的知识和经验,设计这些实验的难度很大,即使教师花费精力引导,也可能劳而无功. 引导学生思考回答“想一想”后,流体压强与流速大小的关系,也就自然生成,学生没有必要从教材中寻找结论. 不言而喻,对此应该依据教材组织教学,不需要也不能“弱化”教材.
四、“弱”教材探究教学的实施策略
探究教学主要在猜想与假设、设计实验、分析论证等环节上,需要“弱化”教材对教学进程的暗示和引领. 为了使这些环节高效、高质,必须注意下列策略.
1. 猜想假设的教学
(1)创设引发猜想的情境
猜想需要适当的情境支撑,没有情境或生活经验支撑的猜想往往是瞎猜,必须杜绝.从教学过程的整体性考虑,教师应该结合学生课前学习活动的内容设计情境.可以是教师有意让学生观察的现象、进行的实验、阅读的资料、联想的生活体验等.
例如在教学“探究影响浮力大小的因素”这一内容时,以鸡蛋在盐水中浮沉为情境,学生肯定会猜想“浮力的大小与液体的密度有关”. 以“按空纯水瓶的实验”“泰坦尼克号”为情境,经过适当的诱导、点拨,会自然生成猜想“浮力的大小与物体排开液体的体积有关”,学生还可能猜想“浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关”.
(2) 准确描述猜想的内容
对于那些表述不准的猜想,不要放弃,尽可能将其引到期望的猜想,不在生疏的概念上兜圈子.
例如,针对“泰坦尼克号”,有学生会猜想:“浮力的大小和接触面积有关”,教师要善于运用“将船变成铁板,接触面积不是更大吗?能浮在水面上吗?浮力的大小到底和什么因素有关”等设问进行诱导,让学生发现应该猜想“浮力大小与物体浸在液体中的体积有关”.教师及时提醒学生“物体浸在液体中的体积”也称为“排开液体的体积”,进而将学生的表述转化为教师期望的表述.不在从“浸在液体中的体积”过渡到“排开液体的体积”上兜圈子,耗时间.
2. 设计实验的教学
(1)讲究“放、引、统”
“放”在开始,实验设计的初始阶段,呈现几道指点思考方向的问题.给足学生自由度,不受教材思路的束缚,不受实验器材的限制,期望学生有所创新.
例如,引导学生设计“探究浮力的大小和排开液体重力的关系”的思考题:(1)探究实验中需要测量哪些物理量?如何测量这些物理量?需要哪些器材?(2)为了避免实验的偶然性,你准备怎样改变实验条件进行多次实验?
“引”在中间,当学生有了实验方案的雏型时,开展小组间的交流活动,让一筹莫展的学生受到启发,知道如何设计实验方案. 让那些有了实验方案雏形的小组,发现不足,完善设计.
“统”在最后,选择一两种实验方案的雏形,分组完善,用于后续探究.
(2)巧妙放弃次要因素
运用控制变量的思想设计实验时,需要考虑的变量越多,设计实验的难度就越大,甚至无法设计实验,因此巧妙地舍弃无关或次要的因素至关重要.
例如,在做“探究影响浮力大小的因素”的实验时,如果不将物体浸在液体中的深度等因素放弃,如图1所示的实验能否验证浮力与排开液体体积的关系呢?教师都认为“能”,但优秀的学生往往认为“不能”,因为实验中没有控制深度相同.
3. 分析论证的教学
(1)注意引领学生分析论证的进程
针对具体“猜想假设”的分析论证,围绕猜想展开.“探究浮力大小和液体密度的关系”时,教师的引导,侧重于让学生知道:当控制的变量如液体密度改变时,浮力有没有改变,浮力的改变和液体密度的变化有什么关系.最后,用准确的语言表述浮力和液体密度的关系.
(2)注意指导学生分析处理数据的方法
例如,在“探究电流与电压、电阻的关系时”,引导学生用描点画出电流和电压的函数图象.根据描出的点分布在一条直线的两侧,提醒学生“当电阻不变时,电流和电压成正比”,不用“电阻不变时,电流随电压的变大而变大”这类浅显的结论表述电流和电压的关系.分析论证电流和电阻的关系时,学生看到数据,很容易想到电流和电阻可能成反比.这时可以指导学生以电阻倒数为横轴、电流为纵轴画图.由图象是一条直线,形成结论:电压相同时,电流和电阻成反比.
一、“弱”教材探究教学的根本原因
教材是《课标》的具体化,为了让学生进行知识建构,教材需要对知识有详尽的呈现. 从教材可操作性的角度考虑,教材需要对学生的探究学习进行引领或提示.
例如,苏科版八年级物理“探究影响浮力大小的因素”这一内容,在实验与探究栏目中,学生只需要按教材的引领进行操作、观察和读数. 在分析与归纳栏目中,需要学生发现的只有四个字,其中两个字是选择填空. 在填空之后教材中还有对探究结论的完整表述.
但有了教材内容的暗示,学生只会猜想浮力大小和排开液体的体积、液体的密度有关,而不会去猜想其他因素,除非“瞎猜”,抑制了猜想、假设能力的发展. 没有了设计方案的体验,也就没有了设计方案能力的发展. 如果对分析与归纳过细引导,分析论证也就变得肤浅了.
因此,从发展科学探究能力的角度着眼,教材要留足探究的空间,让学生探究能力的发展最大化, 需要适当“弱化”教材在探究教学中引领作用,进行“弱”教材探究教学.
二、“弱”教材探究教学的学习模式
“弱”教材探究教学,期望学生带着种种疑问走进课堂,在解释疑问的过程中,新的问题随之产生,最终又带着各种各样的问题离开课堂,期望这些问题在课外获得解决,从而领悟相关的知识,完成知识建构,体验探究的方法,开发创新的潜能.
1. 课前巧铺垫
课前,教师根据探究教学的需要,要求学生从教材以外搜集信息资料、开展探究实践,为课内探究教学奠定基础.
例如,布置“浮力”的课前学习任务如下.
(1)小实验:将生鸡蛋放进盛有清水的杯中,逐渐向水中加盐,观察鸡蛋发生的现象. 当鸡蛋浮在水面上时,再逐渐向水中加清水,观察鸡蛋发生的现象.
(2)小实验:将空纯净水瓶渐渐地按进水中,感受瓶子对手压力的变化.
(3)收集电影《泰坦尼克号》的资料. 思考:什么力量使它能自如地浮在海面上?同样是这艘船,又怎么会在短短的几小时内葬生海底.
(4)弹簧测力计的读数、力的概念方面的简单练习.
显然,“弱”教材探究教学,学生在探究学习某个知识之前,期望学生有探究学习必备的基础知识和经验,或有相关体验,不期望学生对这个知识有比较具体的了解或者系统的认识.
2. 课内真探究
课内,教师创设有利于探究学习的情境,让学生在没有教材暗示和导引的前提下,通过自主的、合作的探究实践,建构知识、形成技能,体验过程、掌握方法.
例如,设计实验的环节,学生是根据探究需要自己设计方案,而不是从教材中读取的方案. 学生自己谋划出来的方案,可能存在着这样那样的不足,这不要紧,教师可以组织学生对其进行讨论完善. 学生经历几次这样的磨炼后,设计探究实验的能力肯定会有长足的发展.
没有教材的暗示和引领,学生对知识的认识可能是片面的、零碎的,甚至是不当的. 因此,“弱”教材探究学习后,需要凭借教材对知识进行整理,达成知识与技能目标.
3. 课后求创新
课后,适量的练习巩固知识,更多的与课前类似,学生收集信息资料、开展探究实践,并力求实现某个方面的“创新”,最大限度地巩固课内探究学习效果.
三、“弱”教材探究教学的内容特征
1. “弱”在没有教材支撑时,教学活动照样有序、有效地进行
“弱化”教材在探究教学中的作用,不是抛弃教材,而是根据知识内容、知识模块的特点、学生的知识水平和学习能力,“弱”在可以弱、应该弱的地方.可以“弱”,体现在没有教材的支撑,教学活动照样有序、有效地进行. 应该“弱”,体现在没有教材的暗示,更有利于探究能力的发展.
例如,苏科版八年级物理,建立“分子模型”一节的教材内容如下.
学生观察实验:(1)观察素描炭笔画的直线,眼睛直接看是连续的直线,用放大镜、显微镜看是由间断的点组成. (2)观察高锰酸钾颗粒放入水中所呈现的景象. (3)观察水和酒精混合后,总体积变化的情况.
提出了关于物质微观结构的三种模型:模型1,物质是由微粒组成的,各个微粒紧靠起一起,形成我们看到的连续体. 模型2,物质是由微粒组成的,微粒之间有空隙. 模型3,固体是由微粒组成的,液体是连成一片的.
要求学生根据活动中观察到的现象,选择一种模型,并尝试解释.
2. “弱”在不依托教材时,学生可更有效地进行探究
“弱”教材探究,让学生在不看教材的前提下,进行观察实验活动. 活动后,投影教材中模型1和模型3,组织学生讨论、评价两种模型的正确性. 学生发现,观察素描炭笔画直线的结果,表明物质是由微粒组成的,物质中各个微粒不是紧靠在一起,从而否定模型1.酒精和水混合后的总体积变小,可知液体不可能是连续体,从而否定模型3.
这时,教师要求学生综合前面的讨论,设想(提出)合理的模型.由不可能连续,肯定有学生想到微粒间有空隙,结合物质是由微粒组成的共识,提出模型:物质是由微粒组成的,微粒之间有空隙(教材中的模型2).
如果依托教材探究教学,只能要求学生从教材给出的三种模型中选择恰当的模型,并尝试解释. “弱化”教材后,学生从“选择模型”走向“提出模型”,真正有了科学家进行探究的体验.
当然,教材中有的内容不需要“弱化”,有的不能“弱化”,甚至需要“强化”. 例如,苏科版八年级物理,“探究流速大小与流体压强的影响”这一内容,编者设计了一组实验、一组问题.
实验:(1)把纸条的一端按在嘴唇的下方,向前吹气,观察现象.(2)把气球悬挂起来,向气球的一侧吹气,观察现象.(3)将硬币吹入盘中.
问题:上述现象中,哪里的压强大,哪里的压强小?哪里的流速大,哪里的流速小?气体压强的大小与流速的大小的关系.
这三个实验看似简单,学生凭借现有的知识和经验,设计这些实验的难度很大,即使教师花费精力引导,也可能劳而无功. 引导学生思考回答“想一想”后,流体压强与流速大小的关系,也就自然生成,学生没有必要从教材中寻找结论. 不言而喻,对此应该依据教材组织教学,不需要也不能“弱化”教材.
四、“弱”教材探究教学的实施策略
探究教学主要在猜想与假设、设计实验、分析论证等环节上,需要“弱化”教材对教学进程的暗示和引领. 为了使这些环节高效、高质,必须注意下列策略.
1. 猜想假设的教学
(1)创设引发猜想的情境
猜想需要适当的情境支撑,没有情境或生活经验支撑的猜想往往是瞎猜,必须杜绝.从教学过程的整体性考虑,教师应该结合学生课前学习活动的内容设计情境.可以是教师有意让学生观察的现象、进行的实验、阅读的资料、联想的生活体验等.
例如在教学“探究影响浮力大小的因素”这一内容时,以鸡蛋在盐水中浮沉为情境,学生肯定会猜想“浮力的大小与液体的密度有关”. 以“按空纯水瓶的实验”“泰坦尼克号”为情境,经过适当的诱导、点拨,会自然生成猜想“浮力的大小与物体排开液体的体积有关”,学生还可能猜想“浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关”.
(2) 准确描述猜想的内容
对于那些表述不准的猜想,不要放弃,尽可能将其引到期望的猜想,不在生疏的概念上兜圈子.
例如,针对“泰坦尼克号”,有学生会猜想:“浮力的大小和接触面积有关”,教师要善于运用“将船变成铁板,接触面积不是更大吗?能浮在水面上吗?浮力的大小到底和什么因素有关”等设问进行诱导,让学生发现应该猜想“浮力大小与物体浸在液体中的体积有关”.教师及时提醒学生“物体浸在液体中的体积”也称为“排开液体的体积”,进而将学生的表述转化为教师期望的表述.不在从“浸在液体中的体积”过渡到“排开液体的体积”上兜圈子,耗时间.
2. 设计实验的教学
(1)讲究“放、引、统”
“放”在开始,实验设计的初始阶段,呈现几道指点思考方向的问题.给足学生自由度,不受教材思路的束缚,不受实验器材的限制,期望学生有所创新.
例如,引导学生设计“探究浮力的大小和排开液体重力的关系”的思考题:(1)探究实验中需要测量哪些物理量?如何测量这些物理量?需要哪些器材?(2)为了避免实验的偶然性,你准备怎样改变实验条件进行多次实验?
“引”在中间,当学生有了实验方案的雏型时,开展小组间的交流活动,让一筹莫展的学生受到启发,知道如何设计实验方案. 让那些有了实验方案雏形的小组,发现不足,完善设计.
“统”在最后,选择一两种实验方案的雏形,分组完善,用于后续探究.
(2)巧妙放弃次要因素
运用控制变量的思想设计实验时,需要考虑的变量越多,设计实验的难度就越大,甚至无法设计实验,因此巧妙地舍弃无关或次要的因素至关重要.
例如,在做“探究影响浮力大小的因素”的实验时,如果不将物体浸在液体中的深度等因素放弃,如图1所示的实验能否验证浮力与排开液体体积的关系呢?教师都认为“能”,但优秀的学生往往认为“不能”,因为实验中没有控制深度相同.
3. 分析论证的教学
(1)注意引领学生分析论证的进程
针对具体“猜想假设”的分析论证,围绕猜想展开.“探究浮力大小和液体密度的关系”时,教师的引导,侧重于让学生知道:当控制的变量如液体密度改变时,浮力有没有改变,浮力的改变和液体密度的变化有什么关系.最后,用准确的语言表述浮力和液体密度的关系.
(2)注意指导学生分析处理数据的方法
例如,在“探究电流与电压、电阻的关系时”,引导学生用描点画出电流和电压的函数图象.根据描出的点分布在一条直线的两侧,提醒学生“当电阻不变时,电流和电压成正比”,不用“电阻不变时,电流随电压的变大而变大”这类浅显的结论表述电流和电压的关系.分析论证电流和电阻的关系时,学生看到数据,很容易想到电流和电阻可能成反比.这时可以指导学生以电阻倒数为横轴、电流为纵轴画图.由图象是一条直线,形成结论:电压相同时,电流和电阻成反比.