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《物理課程標準》對科學探究提出了具體的內(nèi)容標準,它既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一,猜想與假設(shè)則是學生科學探究活動的一個重要組成部分, 它是在觀察和實驗材料的基礎(chǔ)上,根據(jù)科學原理和科學事實進行理性思維加工以后,對未知自然現(xiàn)象及其自然規(guī)律所作的假定性解釋和說明.由于初中生正處在體力和智力迅速成長的時期,他們精力充沛,易接受新鮮事物.好奇、好學、好動、好勝,對一切未知的事物都感到新奇,總想弄個水落石出.可見,學生的這一特點是引發(fā)學習興趣的動因.因此,教師應(yīng)抓住學生這一年齡特點,在探究的問題提出來以后,對學生進行激發(fā)、鼓勵、誘導(dǎo),使學生盡快進入一種好奇、渴盼、急不可耐的境界,在頭腦中形成“究竟為什么”、“究竟是什么道理”的欲念,使學生積極主動去對提出的問題進行猜想和假設(shè).
下面,結(jié)合自己的教學實踐和在聽課中發(fā)現(xiàn)的問題,談?wù)勗谖锢韺W科的科學探究中猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)的問題和需要注意的事項.
1 猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)的問題
1.1 沒有讓學生猜想
為了進行科學探究,有的是教師通過創(chuàng)設(shè)物理情景,提出問題后,自己說出猜想,有的還是猜想和實驗設(shè)計混合在一起.
1.2 按教科書上說的猜想
不少的科學探究,也有學生猜想與假設(shè)環(huán)節(jié),但是學生是從書上看的猜想,書上提出幾種猜想與假設(shè),學生就說出幾種猜想與假設(shè),不是自己真正的猜想.
1.3 不敢放手讓學生大膽去猜想
在科學探究中,只要學生猜到了需要研究的問題,就不讓學生去猜其他問題了.老師怕學生猜的問題無邊無際,不好處理.至于學生猜到了其他問題,也不予理睬,這樣就限制了學生的思維.
1.4 沒有意義的問題也讓學生去猜想
例如,在研究焦耳定律實驗時,學生猜想出了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與電阻、電流和通電時間有關(guān),學生也說出了利用控制變量法研究問題,在研究產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時,采用兩個不同阻值的電阻r1和r2組成串聯(lián)電路.但是有的老師又讓學生猜想兩個電阻r1和r2產(chǎn)生的熱量q1和q2有什么關(guān)系?學生猜想q1> q2、q1< q2、q1=q2.我認為這種猜想是沒有意義的.
2 猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)需要注意的事項
針對猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)的問題,結(jié)合平時的教學實際情況,我認為需要注意一下幾點:
(1)猜想時應(yīng)該讓學生合上課本,讓學生脫離課本的束縛,根據(jù)物理情景中的問題,大膽的真正的去動腦猜想.
(2)學生猜想出的影響因素,要讓他們說出事實或理論依據(jù),這就避免了胡亂猜想的情況.
由于初中生的邏輯水平較差,學生的猜想的依據(jù)大多數(shù)是日常生活的經(jīng)驗或事實,缺乏必要的依據(jù).但作為科學探究的猜想和假設(shè),不能是空穴來風,必須有要根有據(jù).因此,如何將這一思維方式傳遞給學生,而且讓學生易于理解和應(yīng)用,這是在教學過程中必須攻破的難點.例如,進行“科學探究:浮力的大小”這一教學內(nèi)容時,首先要引導(dǎo)學生研究“浮力的大小跟哪些因素
轉(zhuǎn)貼于
有關(guān)”,我們是以學生的生活經(jīng)驗作為引導(dǎo)他們進行探索研究的出發(fā)點,啟發(fā)他們聯(lián)系“井里提水”和“游泳”(通過“浸入水中多少”感覺的對比)等生活經(jīng)驗進行“科學猜想”,提出:浮力的大小可能跟物體浸入液體里的體積有關(guān).由于學生的生活經(jīng)驗是多方面的,其中有的形成了正確的觀念,有的卻形成了片面的、不科學的甚至是錯誤的觀念.教學中教師應(yīng)該有計劃地先運用學生生活經(jīng)驗中所形成的正確觀念,引導(dǎo)他們進行正確的“猜想”,并有意識地避開學生可能產(chǎn)生的錯誤“猜想”,從而順利地引導(dǎo)學生進行有目的的探索,為制定計劃和設(shè)計實驗指明了方向,通過這一系列教學活動,讓學生深刻體驗到探究所帶來的樂趣.
(3)在提出學生需要探究的問題,讓學生猜想時,要精心選擇一些實驗或?qū)W生熟悉的一些生活現(xiàn)象,給學生的猜想提供實驗或理論依據(jù).例如:我們要研究浮力的大小與什么因素有關(guān),在讓學生猜想時,可以做如下兩個實驗:
①把一個雞蛋放入清水中,雞蛋下沉.然后往水中加鹽,會看到雞蛋浮起來了.
②讓學生拿一空飲料瓶,瓶口向上往水中壓,讓學生感覺手下壓時力量的變化.
學生做過這兩個實驗后,就能夠猜想出浮力的大小可能與液體的密度、排開液體的體積和物體所處液體的深度有關(guān)這三個決定浮力大小的因素.這樣設(shè)計的兩個實驗就給學生提供了猜想的事實依據(jù).如果老師真正的去動腦選擇實驗和找一些生活現(xiàn)象,學生就能夠合理猜想到了.
(4)通過分析、比較,否定部分猜想
在引導(dǎo)學生對“影響擺的快慢的因素有哪些?”進行猜想時,學生根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗開始猜想的結(jié)果有以下幾方面:
①擺錘越重,擺得越快.學生提出的理由是:生活中一些物體越重落得就越快(學生生活經(jīng)驗的再現(xiàn)).
②擺線越長,擺得越慢.學生提出的理由:擺線越長,擺的路線越長,用的時間就長,來回擺的時間多一些,擺的就慢一些.(有關(guān)數(shù)學知識中速度的應(yīng)用.)
③擺的角度越大,擺得越快.學生提出的理由:角度越大,坡度就越陡,沖下來就會快一些.(學生利用生活經(jīng)驗.)
學生根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗進行了初步猜想,教師再引導(dǎo)學生充分調(diào)動已有的知識和生活經(jīng)驗,對初步提出的猜想結(jié)果進行再比較、分析.結(jié)果有的學生就根據(jù)自己在課外書上看到的有關(guān)知識否定了“擺錘越重,擺得越快”這一猜想,學生提出的理由是:科學家已經(jīng)證明了物體下落的快慢與物體的重量沒有關(guān)系,有些學生現(xiàn)場用兩個輕重不同的物體讓它們同時下落來否定這個猜想的結(jié)果.學生經(jīng)過幾次利用已有的知識和經(jīng)驗,經(jīng)過思維的沖突,否定了一些猜想的結(jié)果,最后得到了他們認為比較合理并有待于進一步研究的猜想結(jié)果.
3 把生活中的問題變成課題,培養(yǎng)學生大膽猜想的能力
一、課題的提出
1、當前科學探究活動中的兩個極端:
工序式:探究作為一種學習方式,需要通過一定的“形”表現(xiàn)出來并加以實施,這里強調(diào)的是探究的程序,現(xiàn)在一般認為組織學生探究學習和開展探究教學的基本步驟是:(1)提出或生成問題;(2)圍繞問題,提出和形成假設(shè);(3)收集證據(jù),形成解釋;(4)交流和評價。這幾個環(huán)節(jié)也可以看作是幾個要素,它們是探究性學習和教學的基本標志,它們使探究性學習和教學有章可循。但是,如果只是按照環(huán)節(jié)和要素機械地設(shè)計教學活動,安排探究路線,然后組織學生按部就班地實踐或經(jīng)歷探究過程的每一步,把學生直接引向所要獲得的學習結(jié)果,這其中既沒有學生對現(xiàn)象、事件和觀點的質(zhì)疑,也沒有對問題的自由性探索和觀察實驗的自主性設(shè)計,也沒有教師對學生探索的智慧性啟發(fā)和引導(dǎo),那么,這種“探索”就會演變成對智力進行徒有形式的機械訓練,而無法使學生體驗探究學習的樂趣,迷失探究教學的方向,最終導(dǎo)致他們喪失學習科學的興趣和熱情。
自由式:新課程的進程中,很多教師也認識到人本主義對學生發(fā)展的重要性,但在具體的實施中常常矯枉過正,出現(xiàn)“偽人文”的現(xiàn)象。如教學目標虛化、教學內(nèi)容泛化、教師使命缺失、教學過程形式化等。對于一個具體的科學探究過程來說,重點體現(xiàn)在三個“熱門理念”上(即交流、活動、合作):
交流:實踐中,常有教師把對話等同于師生問答,形成“亂插嘴”、“假活躍”、“注意力渙散”等不良探究習慣。這樣的探究過程,展現(xiàn)的是學生膚淺表層的甚至是虛假的主體,失卻是教師價值引領(lǐng)、智慧啟迪、思維點撥等神圣職責,這是導(dǎo)致教學過程低效或無效的根本原因。當前一些探究活動中相當部分是散漫的、隨意的、局限于表層的,活動缺乏明確的目的。
活動:教學中,學生一會兒忙這,一會兒忙那,教學場面鬧哄哄、亂糟糟,還稱之為“做中學”。這樣的活動外在多于內(nèi)在,動手與動腦脫節(jié),目的性差,為活動而活動,有活動卻沒有體驗,沒有反思。
合作:一些教師卻片面追求小組合作學習這一形式,對小組合作學習的目的、時機及過程沒有進行精細的設(shè)計。只要有問題,無論難易,甚至一些毫無討論價值的都要在小組里討論。討論時間又沒有保證,完全是隨著的教師的意志“收”與“放”,教師在小組合作學習中不是引導(dǎo)者而仲裁者,把學生往預(yù)設(shè)好的教學框架里趕。
2、什么是基于綠色人文環(huán)境的科學探究教學?
在2001年11月23日開幕的“中外中小學校長論壇”上,我國著名教育家、中國科學院院士楊叔子作了題為《現(xiàn)代教育:綠色·人文·科學》的主題發(fā)言。他說:“科學求真,人文求善,現(xiàn)代教育應(yīng)是科學教育與人文教育相融而形成一體的‘綠色’教育!”基于綠色人文環(huán)境的探究是人本主義的教學,是一種以學生為主體、人的個性發(fā)展為第一要務(wù)的教學,是一種珍視“獨立之精神、自由之思想”的教學。這樣的教學回歸自然生長,煥發(fā)生命活力,充滿心智撞擊。
一、課題研究的理論支持
1、可持續(xù)發(fā)展理論
2、建構(gòu)主義學習理論和教學理論
3、“做中學”理論
二、課題研究目標及內(nèi)容:
(一)課題研究目標:本課題的研究要實現(xiàn)科學探究教學中科學與人文的統(tǒng)一,在教學中常發(fā)生的“對話、活動、合作”過程中,要克服浮躁、盲從和形式化的傾向,真正激活學生內(nèi)在的情感和思維。保持學生對科學探究的興趣,加強科學探究的能力,實現(xiàn)學生個體和課程的可持續(xù)發(fā)展。
(二)課題研究的內(nèi)容:
本課題的研究重點在于具體的每一個科學探究教學中,特別強調(diào)對“交流、活動、合作”三個互動教學環(huán)節(jié)的探討上。
1、交流是一種對話的過程
教學中的對話是教師與學生以學習內(nèi)容為“話題”共同去生成和創(chuàng)造“文本”、去構(gòu)造“意義”的過程。它包括人與文本的對話、師生(生生)對話和自我對話。對話既是一種方法,又是一種精神。從方法的角度說,它要求我們改變過去太,全國公務(wù)員共同的天地多的“傳話”和“獨白”的方式,走向互動和交流,讓“知識在對話中生成,在交流中重組,在共享中倍增。”從精神的角度說,它倡導(dǎo)平等、交往、互利和共同發(fā)展的理念,注重教學的開放性和生成性。解決對話過程的有效性問題,關(guān)鍵在于既要發(fā)揮學生的主體性,又要努力發(fā)揮好教師的引領(lǐng)作用。
2、活動是一種體驗的過程
馬克思說:“人類的特性恰恰就是自動自覺的活動”。新課程提出要賦予學生更多自主活動、實踐活動、親身體驗的機會,以豐富學生的直接經(jīng)驗和感性認識,因而在課堂上呈現(xiàn)了較多的外顯活動。但是,有活動而沒有體驗,活動的價值也就喪失殆盡。因此,當前的探究活動中要努力提高教師對活動的指導(dǎo)水平,將對活動形式的重視與對活動的質(zhì)量和有效性的重視有機結(jié)合起來,使學生在探究活動中得到切實、長遠的發(fā)展。
3、合作是一種碰撞的過程
新課程強調(diào)學生學習上的合作和交流,學生之間的合作、交流機會增多了,教學過程也就更豐富精彩了。但是,應(yīng)付式、被動式的合作缺乏平等的溝通與交流、尤其是缺乏深層的交流和碰撞,結(jié)果往往是優(yōu)秀者的意見和想法代替了小組其他成員的意見和想法,學習成績差的學生成了陪襯,他們的意見常常被忽視。真正意義上的合作學習是合作小組成員間思維不斷碰撞、能力不斷互增的過程,因此,教師必須對合作學習的內(nèi)涵作深刻認識和反思,對合作學習的操作過程作細節(jié)化的處理,讓學生真正是通過合作得到個體整體素養(yǎng)的提升。
三、課題研究的方法
1、理論學習(理念的提升,理念具體化即總結(jié)教學時的注意點)
2、實踐反思(個體反思、教研組內(nèi)研討、典型案例沙龍)
四、課題研究的步驟:
第一階段:2004年10月-2005年1月,為本課題研究設(shè)計準備階段,主要任務(wù)是廣泛收集資料,設(shè)計本研究計劃,對課題進行進行論證。
第二階段:2005年2月-2005年12月,為本課題研究實施階段。主要任務(wù)是開展多種形式的研究,逐步推出研究成果。
第三階段:2006年1月-2006年10月,為研究課題總結(jié)階段。主要任務(wù)是總結(jié)研究工作,進行回顧和反思,統(tǒng)計研究數(shù)據(jù)、資料,撰寫研究終結(jié)報告,編寫成果,進行結(jié)題評審。
五、課題研究的成果形式
1、理論成果:通過對課題的研究,教師的理論水平和教學水平得以提高,撰寫教學論文在省級以上刊物發(fā)表。
為了創(chuàng)建高效課堂,我校提出了“卡片式五環(huán)節(jié)”課堂教學模式,經(jīng)過幾年的理論研究和教學實踐,現(xiàn)正在我校推廣。“卡片式五環(huán)節(jié)”課堂教學模式是以卡片為引領(lǐng)的五步教學模式。老師設(shè)計預(yù)習卡片,討論卡片和訓練提升卡片,用卡片在課堂教學過程中做引領(lǐng),完成情境創(chuàng)設(shè)、預(yù)習展示、討論交流、點評講授、訓練提升五個教學環(huán)節(jié)。老師的主要工作是設(shè)計卡片,點評要點、組織教學。其核心是“先學后教、以W定教、以學促教、能學不教”。其理論依據(jù)是建構(gòu)主義學習理論、“以學生發(fā)展為本”的教育思想和學思結(jié)合、知行統(tǒng)一、因材施教的教育原則。
二、關(guān)于“微課程”(Microlecture)
1.微課的特點
“微課程”這個概念最早是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設(shè)計師戴維?彭羅斯(David Penrose)于2008年秋首創(chuàng)的,又稱“微課”?!拔⒄n”是指以視頻為主要載體,記錄教師在課堂內(nèi)外教學過程中圍繞某個知識點或教學環(huán)節(jié)而開展的精彩教學活動的過程?!拔⒄n”具有教學時間短、教學內(nèi)容少、資源容量小、資源使用方便等特點?!拔⒄n”的核心是教學視頻,是指為使學習者自主學習獲得最佳效果,經(jīng)過精心的信息化教學設(shè)計,以媒體形式展示的圍繞某個知識點或教學環(huán)節(jié)開展的簡短、完整的教學活動。它包含與該教學主題相關(guān)的教學設(shè)計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等輔助教學資源,它們以一定的關(guān)系和呈現(xiàn)方式共同“營造”了一個半結(jié)構(gòu)化、主題式的資源單元應(yīng)用“小環(huán)境”。
2.微課的作用
由于微課短小精悍,是針對學生學習的疑難問題設(shè)計的,適合學生自學;時間和地點可以選擇,有很大的自主空間,只要有學習的愿望即可實現(xiàn);視頻播放可以調(diào)節(jié),讓不同程度的學生根據(jù)自己的學情觀看。制作微課能有效地促進教師的業(yè)務(wù)成長;方便了教師之間資源的積累、分享和交流,提高教師的自信心和成就感。
三、在“卡片式五環(huán)節(jié)”教學模式中引入“微課”
1.在“情境創(chuàng)設(shè)”環(huán)節(jié)中引入“微課”
教師根據(jù)學生已有的知識基礎(chǔ)和新知識所需的銜接知識點準備好微課,可以讓學生在課下先看此微課;若以前面的知識復(fù)習來進行“情境創(chuàng)設(shè)”時就可以設(shè)計為微課;教師也可以根據(jù)新課知識點設(shè)計新穎的問題微課,吸引學生的注意力,為新課的講解做好鋪墊制作此微課。
2.在“討論交流”環(huán)節(jié)中引入“微課”
教師根據(jù)“討論卡片”的有關(guān)問題設(shè)計制作好“討論卡片”內(nèi)容的微課,可以讓學生在課上或課下看此微課視頻,為新課的理解和學生思維的培養(yǎng)做好準備;也可以是學生討論時預(yù)設(shè)要解決有關(guān)問題的微課,這需要教師做好充分備課。
3.在“點評講授”環(huán)節(jié)中引入“微課”
點評講授是對學習內(nèi)容的總結(jié)與升華,是重點的突出和難點的突破過程,是通過老師或者微課視頻簡明扼要、畫龍點睛點評或講解,釋疑問題、總結(jié)方法、評價學生。要點是“精”,目的是理清思路、突破難點。要求是注重基礎(chǔ)、聯(lián)系實際、難易適中、方式靈活、面向全體、講究效果、注重反饋、及時評價;內(nèi)容不僅包括方法和思維,同時也包括價值觀和做人的道理。在“點評講授”環(huán)節(jié)中引入“微課”,運用微課視頻的形象與直觀,可調(diào)節(jié)播放,再結(jié)合老師的講解,微課能起到突出重點和化解難點的作用,有利于學生對課堂學習內(nèi)容的理解與掌握。如一些有機物反應(yīng)歷程復(fù)雜抽象,對斷鍵的方式學生難以理解,學困生更是難以認識,老師準備好講解的微課視頻,運用微視頻以動畫形式直觀地展現(xiàn)球棍模型中斷鍵的位置與形成新鍵的過程,再結(jié)合講解,有利于解決這個難點。
4.在“訓練提升”環(huán)節(jié)中引入“微課”
教師根據(jù)“訓練提升卡片”的具體題目預(yù)設(shè)學生有問題的題目并制作成微課,課上進行觀看和分析,課下作為自助餐去消化。教師在應(yīng)用微課時要注意:首先,教師在所選題材上下大功夫,要從學情入手,通過深入淺出的講解使學生迅速地掌握知識點;其次,在制作視頻時要注意動靜結(jié)合,圖文并茂,字體搭配,字號搭配,顏色搭配,錯落有致,要使整個視頻簡潔、清新、流暢;再次,講解時心中要有學生,語言要用普通話,盡可能少地使用古板、枯燥的書面語,使講解通俗易懂,節(jié)奏感強;最后,整個視頻要控制在5~10分鐘。
“卡片式五環(huán)節(jié)”課堂教學模式很好地體現(xiàn)了新課改的真正目的,課堂教學中充分發(fā)揮了教師的引導(dǎo)作用,提升了學生的主體地位,開發(fā)了學生的智力,激發(fā)了他們的學習積極性,提高了課堂效率,而微課在“卡片式五環(huán)節(jié)”教學模式中的應(yīng)用對學生的有效學習起到了積極的助推作用,提升了教師的專業(yè)素養(yǎng)。
參考文獻:
[1]劉巖.微課在高中化學教學中應(yīng)用的初步探索:以“乙醛”教學的微課應(yīng)用模型為例[J].化學教育,2015(11).
【關(guān)鍵詞】師生互動;高效課堂;高中化學
隨著新課改的不斷深化,對教育教學質(zhì)量的要求也越來越高,教學活動從傳統(tǒng)的被動式教學逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃咏虒W,在這種情況下,教學方法也要隨之進行創(chuàng)新與改進,才能適應(yīng)新課改的要求。因此,在高中化學教學中,必須要注重師生互動,提高學生主動探究的能力,才能提升課堂有效性,提高學生學習質(zhì)量。
一、高中化學課存在的問題及解決方式
隨著教育體制的改革,舊的課程教育存在一定的問題,化學課除了學習基本的教材知識外,還要適當?shù)脑趯嶒炇疫M行實驗,在實驗中發(fā)現(xiàn)問題,找到原理。只有讓實際操作和理論知識有效的結(jié)合,學生才能更好的掌握知識。但是原有的教學體制并不完善,老師只是一味的傳授課本知識,強調(diào)理論作用,學生根本無法真正理解公式和定理的根本作用。對于化學這一學科來說,動手實際操作是必不可少的,但是現(xiàn)在很多學校的實驗設(shè)施并不完善,要想構(gòu)建高效的教學模式,必須增加實驗設(shè)施,增強學生的實際操作能力,不能固定的學習課本的理論性知識。當然在注重實驗操作時,老師一定要避免學生處理不當,因為某些化學實驗存在一定的危險性,所以老師要有基本的安全意識,在實驗中積極引導(dǎo)學生進行實踐操作。
二、加強師生互動
在加強師生互動環(huán)節(jié)上,教師起著重要的引導(dǎo)作用。老師要善于營造良好的學習氛圍,加強師生間的溝通和交流,在化學教學中,師生溝通交流是必不可少的,老師和學生的互動過程是雙向的,教學的組織形式要有利于學生的發(fā)展,要為學生的全面進步創(chuàng)造有利條件。教師在互動探究的過程中,要立足于學生已有的知識水平,巧妙的設(shè)置情境,引發(fā)學生學習興趣,利用思維特征。提高學生的思維能力,提高學生的知識水平。老師在課堂上要利用各種方式激發(fā)學生的探索欲望,喚起學生的學習欲望,善于結(jié)合教材內(nèi)容,借助其他輔助功能,對固有的書本知識進行創(chuàng)新,激發(fā)學生的學習潛能,把握住學到的知識的精髓所在。
三、教學內(nèi)容緊密聯(lián)系實際
1.老師有效的結(jié)合實際生活,引導(dǎo)學生進行分析理解
讓學生細心觀察周圍存在的化學事物。比如我們生活中每天離不開的化學品 ――食鹽。我們知道食鹽的主要成分是氯化鈉,這是我們生活中常見的調(diào)味品。但是其實它的作用并不僅僅是增加事物味道,它對人體的生化活動和功能也有著重要的作用,比如在日常生活中,我們可以適當?shù)挠名}水漱口買不進能防止牙齦腫痛也能對口腔起到預(yù)防作用,例如醋,醋的化學名稱叫乙酸,其實醋也不僅僅是一種調(diào)味品,在生活中也有很大用處,在對新鮮的魚類進行烹飪時,加醋不僅能夠接觸腥味,也可以殺滅細菌,可以預(yù)防多種疾病?;加械退嵝晕覆〉娜?,經(jīng)常用少量的醋類調(diào)味品,既可以增進食欲,也會使疾病得到治療。用熟練的化學基礎(chǔ)知識來解決實際問題和在解決實際問題中鞏固自己的化學知識,用基礎(chǔ)知識解決生活中的有機化學問題是復(fù)習有機化學的好方法。讓學生從中發(fā)現(xiàn)化學知識在實際生活中的存在,激發(fā)學生主動探索的能力,能幫助學生更好地理解化學知識。
2.鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題
加強師生互動讓學生在學習中多層次、多角度地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。有價值的提問是思維活躍的表現(xiàn),新課程提倡培養(yǎng)學生的問題意識,要引導(dǎo)學生通過觀察、思考、想象去發(fā)現(xiàn)問題,并主動地提出問題,分析問題,靈活地探索解決問題的方在加強師生互動環(huán)節(jié)上,教師起著重要的引導(dǎo)作用。老師要善于營造良好的學習氛圍,加強師生間的溝通和交流,在化學教學中,師生溝通交流是必不可少的,老師和學生的互動過程是雙向的,教學的組織形式要有利于學生的發(fā)展,要為學生的全面進步創(chuàng)造有利條件。教師在互動探究的過程中,要立足于學生已有的知識水平,巧妙的設(shè)置情境,引起學生的學習興趣,教師要利用思維特征,激發(fā)學生的思維,提高學生的知識水平。老師在課堂上要利用各種方式激發(fā)學生的探索欲望,喚起學生的學習興趣,善于結(jié)合教材內(nèi)容,借助其他輔助功能,對固有的書本知識進行創(chuàng)新,激發(fā)學生的學習潛能,把握住學到的知識的精髓所在。
互動性探究模式的教學模式為學生提供了開放的學習環(huán)境。加強師生互動,讓學生多渠道的學習化學知識,讓學生體會到學習的樂趣激發(fā)學習東西,產(chǎn)生學習欲望,讓學生積極投入到實踐中去,有利于發(fā)揮學生的主觀能動性和自主創(chuàng)新能力,提高學生的知識文化素質(zhì)。
參考文獻:
[1]吳星.著名特級教師教學思想錄[M].南京:江蘇教育出版社,2011(12)
科學探究能力測評已經(jīng)成為世界科學教育專家關(guān)注的焦點,不少的國家已經(jīng)對科學探究能力進行專項測評。科學探究是新課程理念的重要組成部分,是新一輪基礎(chǔ)教育改革的著力點。作為科學探究占主導(dǎo)地位的物理科,作為基礎(chǔ)教育一線的物理教師更應(yīng)當將從科學探究活動的評價人手,將科學探究引向深入。
當前的教育現(xiàn)狀,對科學探究的評價主要存在著如下一些問題。問題之一是:部分教師還未建立起探究和發(fā)現(xiàn)的理念,認為這些程序?qū)嵤┢饋硖〞r間,降低課堂的實效性,對一般學生來說也太困難。問題之二是:對學生實施的標準化測試并未基于新課程的理念,只是關(guān)注大量的科學事實,極少注意新課程中的過程和探究的維度。問題之三是:雖然能夠有針對性的對科學探究作出評價。但更多的只是簡單的口頭評價;或是單一、絕對化的評價,或是在探究結(jié)束時的終結(jié)性評價等。主要障礙是缺乏高質(zhì)量的、有深度、可操作的評價標準基于新課程標準將科學探究作為科學教育的核心內(nèi)容,提出了“注重科學探究,提倡學習方式多樣化”、“注重過程評價和結(jié)果評價結(jié)合,構(gòu)建多元化、發(fā)展性的評價體系”等課程理念。鑒于當前以課堂教學,試題評價為主的教育體系。有必要對科學探究活動的過程,確立評價標準,明確評價的方向。將科學探究引向深入,最大限度地促使學生的探究能力得到一個有效的培養(yǎng)與發(fā)展。
2 物理科學探究活動環(huán)節(jié)評價的幾個維度
筆者參照國際科學探究評價實例,結(jié)合現(xiàn)行教育體制以及物理教學的實際情況,制定了科學探究評價各個環(huán)節(jié)中的評價維度。
提出問題環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)能否捕捉有價值的疑問,并以問題的方式提出;(2)所提出的問題是否具有創(chuàng)新性;(3)所提出的問題是否具有探究性;(4)能否對質(zhì)疑做出準確的表達。猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)能否收集有效的信息;(2)能否。聯(lián)系已有的科學知識與問題;(3)能否對猜想假設(shè)語言的準確表達。
制定計劃與設(shè)計實驗環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)對問題的認識程度以及提出工作想法的意識;(2)能否選擇合適的途徑和方法;(3)能否決定探究活動的范圍與要求;(4)能否確定相關(guān)的儀器、設(shè)備、技術(shù)和科學方法;(5)制定出計劃的科學性與嚴謹性。 進行實驗與收集證據(jù)環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)能否正確使用基本儀器;(2)能否進行觀察、比較與測量;(3)能否記錄、處理所觀察到的現(xiàn)象與結(jié)果;(4)能否從多種信息源選擇有關(guān)的信息;(5)能否進行估計測量、把握精確度?!》治雠c論證環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)能否分析考證所測出數(shù)據(jù)的準確性與可靠程度;(2)能否用數(shù)學的方法處理數(shù)據(jù);(3)能否通過對所得出的數(shù)據(jù)分析比較準確得出結(jié)論;(4)能否利用得到的結(jié)論來評價假設(shè);(5)能否對所采用的方法、模型做出總結(jié);(6)能否糾正、加工和引申所得出的結(jié)論。
評估環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)能否得出符合證據(jù)的解釋分析;(2)能否檢查解釋在過程、方法上存在的問題,并提出解決方案;(3)能否解釋和預(yù)想不一致的現(xiàn)象;(4)能否收集更多證據(jù)進一步支持解釋;(5)能否對探究的深度、廣度、意義做出評價。 交流與合作環(huán)節(jié)的幾個維度:(1)整個探究過程的協(xié)作度;(2)能否用適當?shù)姆绞奖磉_交流探究的過程和結(jié)果;(3)能否傾聽和尊重他人的觀點和評議,并交換意見;(4)能否表達和介紹有效的信息,并涉及應(yīng)用。
以上各個評價標準可以作為探究過程的評價標準,以表格的方式,在探究課堂中進行逐項評價打分。若是采用這種方式,還應(yīng)確定各個維度的權(quán)重。附加上對整體探究過程的綜合評價,以彌補評價標準中未能涉及到的問題。例如:這次的探究活動是否有意義?選題是否適合這次的探究?探究過程中,合作伙伴的貢獻有多少?是否有新的問題提出嗎?等等。
以上各個評價標準可以作為物理教師進行探究課教學時的標準。在備課時、課堂評價過程中,轉(zhuǎn)變學科知識本位的上線,突出學生的探究與思考。通過設(shè)計一定的科學問題情景,引導(dǎo)學生在具體的學科知識內(nèi)容中,運用科學探究能力來解決具體的問題。在解決具體問題的的過程中,關(guān)注以上各個維度。若都能從以上各個維度落實科學探究的各個環(huán)節(jié),就能促使學生更大程度地提升在實際生活中創(chuàng)造性運用科學探究技能的能力,綜合解決問題的能力。以上各個評價標準還可以作為探究試題命題時的切入點。當前試題測試,依然是我國對學生進行科學探究能力考查的主渠道。能否有效地測量學生的科學探究能力水平,關(guān)鍵看試題設(shè)計是否科學合理,是否把握考查的有效維度。對于科學探究能力考查的方法,美國的TIMSS和PISA測評采用的是紙筆測驗,而NAEP既有紙筆測驗也有實驗動手操作技能的考查。這對那種認為紙筆測驗無法考查學生的科學探究水平是一個很好的反證。
3 物理科學探究活動評價中的幾個注意點
3.1 科學探究的評價要致力于促進學生個性的全面發(fā)展和弘揚學生人格的主動精神
在設(shè)置科學探究評價內(nèi)容時,不能只是對物理知識的設(shè)置,而是要兼顧到有利于學生能力、創(chuàng)造力、興趣、愛好、情感、態(tài)度、意志、品格的發(fā)展提升。盡可能在學科知識探究的基礎(chǔ)上,突出科學探究能力立意,同時兼顧學生的興趣、愛好、情感、態(tài)度、意志、品格等方面的問題。對問題的解決主要不是依據(jù)學科知識,而是依據(jù)科學探究能力來解決問題,把科學探究能力的考查要素隱含在問題情景中。所考查的能力要素是必須是全方位的。
3.2 科學探究評價的目的卻不在判斷的本身,評價的歸宿在于增值探索
主要表現(xiàn)在激勵作用、調(diào)節(jié)作用、診斷作用、管理作用、發(fā)展作用。
3.3 評價務(wù)必是真實的、具體的
避免過分強調(diào)人文性出現(xiàn)脫離實際的評價;或是出現(xiàn)過多、泛化的表揚;或是無原則的獎勵和賞識,評價要切合學生實際,要突出重點,不宜面面俱到、脫離實際。在試題評價設(shè)計時,特別要注意試題所涉及的材料和情境都是新穎的,且都是聯(lián)系學生生活實際和行為,使學生感到親近,同時保證材料和情境的真實性。
【關(guān) 鍵 詞】樸素理論;探究式學習;解釋;預(yù)測;反例;科學
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5843(2012)02-0014-02
《幼兒園教育指導(dǎo)綱要》在科學教育中明確提出“能運用各種感官、動手、動腦探究問題”,“要盡量創(chuàng)造條件讓幼兒實際參加探究活動,使他們感受科學探究的過程與方法,體驗發(fā)現(xiàn)的樂趣”等指導(dǎo)性意見,從中可以看出,探究式學習在幼兒科學教育中的重要地位。幼兒探究式科學活動簡單地說是指幼兒像科學家那樣,經(jīng)歷從提出問題,進行猜想、假設(shè),進行觀測和實驗,得出結(jié)論和形成解釋,到與同伴討論、交流等基本探究過程。即,首先要通過感知、熟悉、提問、回憶來明晰自己的研究對象,提出自己真正關(guān)心或有疑惑的問題;然后分析自己的問題,充分運用已有經(jīng)驗做出猜想和假設(shè);再帶著問題通過親自動手來驗證自己的想法;依據(jù)觀察到的事實得出自己的結(jié)論;并在同伴間表現(xiàn)、交流、分享探索的過程和結(jié)果。這一概念與國外有關(guān)學者提出的發(fā)現(xiàn)學習、以問題為基礎(chǔ)的學習、以項目為基礎(chǔ)的學習含義相近,都是一種以問題為依托的學習,是學生通過主動探究解決問題的過程。那么,如何切實有效地引導(dǎo)幼兒探究式學習?也許,樸素理論為我們解讀幼兒探究式學習提供了一個窗口。
新近關(guān)于兒童的研究發(fā)現(xiàn):兒童對事物的看法有一套自己的邏輯體系,有著對世界的獨特認識,每個兒童都有自己的“樸素理論”,但是現(xiàn)實生活中因為兒童交流能力有限,我們將兒童的這些認識定性為錯誤概念,可實際上他們能根據(jù)這套邏輯體系解釋、預(yù)測事物的發(fā)生發(fā)展過程,并且兒童隨著自身經(jīng)驗的日趨豐富,會不斷地發(fā)展變化以完善自身的理論。其主要觀點是:兒童的知識點是相聯(lián)系的,具有內(nèi)聚性,同時兒童的認識能超越直覺相似性,能看到客體、人們和事件的“本質(zhì)”,即兒童擁有樸素理論,且該理論和科學理論一樣,具有解釋和預(yù)測的功能,是有反例處理機制的。
筆者認為,幼兒的每一次有效探究式活動都是幼兒樸素理論逐步發(fā)展、完善的過程,現(xiàn)以探究式學習過程的五個環(huán)節(jié)為依托,嘗試以樸素理論的視覺來詳細解讀幼兒的探究式學習過程,以期為教師引導(dǎo)幼兒活動提供一點借鑒。
第一個環(huán)節(jié),觀察、發(fā)現(xiàn)、提出問題。觀察客觀物質(zhì)世界,是兒童心理發(fā)展的必然要求,是“探究式學習”的源泉,發(fā)現(xiàn)問題的心理實質(zhì)是個體覺察到現(xiàn)有的某一狀態(tài)與預(yù)想的狀態(tài)之間存在差距。那么,我們到底該觀察什么?哪些才是有價值的觀察對象?如何在觀察的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)、提出問題?對這些問題的回答,我們不難從樸素理論的解讀中找到答案。樸素理論認為,幼兒對事物的認識并不是“白板”,而是有一套自己的想法的,而這套想法的表現(xiàn)形式就是“預(yù)想的狀態(tài)”。所以,在開展觀察之前,需弄清楚幼兒對待觀察、待發(fā)現(xiàn)問題的已有經(jīng)驗、想法,及其在此基礎(chǔ)上形成了哪些理論。其實,只要我們科學教育的主題是貼近幼兒生活的,幼兒或多或少都是有一些經(jīng)驗、想法的。接下來,有針對性地做一些挑戰(zhàn)幼兒已有理論的觀察,引導(dǎo)幼兒覺察到觀察現(xiàn)象與預(yù)想的現(xiàn)象存在差距,即當幼兒不能根據(jù)自己的樸素理論合理解釋、預(yù)測現(xiàn)在發(fā)生的現(xiàn)象時,就與先前的理論產(chǎn)生了強烈的認知沖突。只有在這種沖突下提出的問題才是幼兒愿意解決的問題,才能牽引幼兒接下來的探究活動。但是在傳統(tǒng)的探究式活動中,問題的提出往往是老師認為重要的問題,認為需要搞清楚的問題,而不管不顧幼兒對這類問題了解的程度。為此,在觀察的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)、提出問題前需要喚醒幼兒的樸素理論,在挑戰(zhàn)樸素理論的基礎(chǔ)上,幼兒主動提出的問題往往被認為是“探究式學習”的核心。
第二個環(huán)節(jié),進行猜想,假設(shè)。即引導(dǎo)幼兒對上一環(huán)節(jié)提出的問題作出進一步具體的解釋、說明,或者預(yù)測未發(fā)生的現(xiàn)象。理論的兩大功能是預(yù)測和解釋,樸素理論也不例外。科學研究中講究大膽假設(shè)、小心求證;但是大膽猜想、假設(shè)也并不是毫無根據(jù)的,嚴格意義上講是有根據(jù)的猜測,這個根據(jù)就是幼兒的樸素理論。預(yù)測使得兒童全身心地關(guān)注即將要發(fā)生的現(xiàn)象,有利于兒童明白我想的是什么,我看到的是什么,我將會看到什么,我實際看到了什么。這個環(huán)節(jié)可以讓幼兒作出具體的預(yù)測,以在接下來的環(huán)節(jié)中讓兒童比較預(yù)測與所觀察到的結(jié)果之間的異同,促進兒童反思自己的理論?,F(xiàn)實的科學教育中,對這個環(huán)節(jié)做得不夠深入,往往是一筆帶過。其實這個環(huán)節(jié)是更進一步弄清兒童已有樸素理論的過程,可以通過各種方式記錄、張貼兒童的預(yù)測,同時通過繪畫、語言等方式搞清楚兒童為什么會作出這些解釋、預(yù)測,促使兒童明晰自己的已有理論。
在前面兩個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)幼兒做一些有針對性的觀察和實驗,在基于幼兒理論的基礎(chǔ)上,挑戰(zhàn)幼兒的理論,以達到對理論進行反省、改造、重組,即不斷修正、調(diào)整、完善自身的樸素理論。
第三個環(huán)節(jié),進行觀測和實驗。提供多種材料進行觀察和實驗。這個環(huán)節(jié)的主要目的就是引導(dǎo)幼兒尋找證據(jù)支持自身根據(jù)自身樸素理論所作出的預(yù)測、解釋,即尋找證據(jù)支持理論。因此,這個環(huán)節(jié)中提供的物質(zhì)材料和教師的指導(dǎo)策略就特別重要。反例是駁斥現(xiàn)有理論最強大的武器,同樣,在兒童樸素理淪的發(fā)展過程中也起著非常重要的作用。但是當兒童面對反例時,并不是我們通常想象的馬上就改變自己原來的理論,以適應(yīng)新的事實、證據(jù),而是往往要經(jīng)歷一個掙扎的階段,他們通常采取“忽略反例、拒絕反例、將反例排除于理論之外、持有而暫時不使用反例、理論部分的發(fā)生改變”等手段來維護現(xiàn)有理論的權(quán)威地位,所以反例與兒童理論的變革并非即時的關(guān)系。這就需要我們教師不要抱過急的心態(tài),而是要等待兒童的成長,兒童的發(fā)展是需要時間的,給他們時間注意到、意識到有大量的反例時,幼兒也許才會思考是否需要修正理論,這其實和皮亞杰提出的同化、順應(yīng)與平衡的機制是一樣的。所以,在這個階段中,在合適的材料、適當?shù)囊龑?dǎo)下促使兒童意識到大量反例的出現(xiàn)才是最重要的。
第四個環(huán)節(jié),得出結(jié)論和形成解釋。要讓兒童得出什么解釋、形成什么結(jié)論呢?這時,我們必須要問,科學教育的目標到底是什么?是讓兒童通過觀察、實驗得出正確的科學知識、科學結(jié)論嗎?但是從兒童處理反例的各種策略中,我們意識到要讓幼兒通過幾個科學觀察、實驗來改變原有的理論是很不現(xiàn)實的。為此,我們強調(diào)尊重理論,也尊重證據(jù)。筆者認為這里的結(jié)論、解釋指的是讓兒童尋求理論與證據(jù)的協(xié)調(diào),即需要兒童“用理論去解釋證據(jù)”、“用證據(jù)支持理論”。為此,他們可以對證據(jù)采取不同形式的加工以達到和現(xiàn)有理論的協(xié)調(diào),但是你能感覺到他維持現(xiàn)有理論的努力與掙扎,也許有一天會在掙扎中蛻變,這種蛻變可以是幼兒將理論的進行了調(diào)整,而未涉及到核心理論;或者是從一個樸素理論走向另一個樸素理論,而不是我們想當然的認為,從樸素理論一定會走向科學理論,即使這樣,我們也認為幼兒的樸素理論已經(jīng)在起變化了,是在逐步地發(fā)展和完善之中。所以,在這個環(huán)節(jié)中,我們的目的是引導(dǎo)幼兒依據(jù)觀察到的事實得出自己的結(jié)論,是在意識到已有理論和現(xiàn)實證據(jù)的不一致,并樂于作出調(diào)和與嘗試,并非強調(diào)統(tǒng)一的科學結(jié)論,科學知識的獲得,這就需要我們擺脫那種過于關(guān)注結(jié)果的靜態(tài)知識觀,而更加關(guān)注兒童頭腦中樸素理論的發(fā)展過程。
第五個環(huán)節(jié),與同伴討論和交流基本探究過程。談科學是兒童社會地建構(gòu)科學(特別是科學理論和證據(jù))意義的過程,這個環(huán)節(jié)是指幼兒根據(jù)記錄把科學活動中觀察到的現(xiàn)象、動腦作出的假設(shè),及動手操作得出的結(jié)論進行相互的討論、交流。尊重事實是起碼的科學態(tài)度,幼兒首先要通過繪畫、圖標,美勞創(chuàng)作等記錄他們的探究過程和發(fā)現(xiàn),這是他們得出結(jié)論、分享和交流的基礎(chǔ)。這個環(huán)節(jié)可以通過發(fā)言、小組交流及全班課堂討論的方式讓幼兒與幼兒、幼兒與教師互動交流,這不僅是幼兒梳理自己探究過程的環(huán)節(jié),也是使幼兒進一步明晰自己的理論和證據(jù)是否協(xié)調(diào)的過程,培養(yǎng)幼兒尊重事實的科學態(tài)度與精神,促進幼兒知識經(jīng)驗的自我建構(gòu)。同時,同伴間的相互質(zhì)疑和矛盾之處會引發(fā)新的問題,從而激發(fā)進一步的探究。
總之,基于兒童樸素理論的探究式教學,需要在充分喚醒幼兒樸素理論的前提下,通過解釋、預(yù)測、提供反例等策略,促進兒童理論和證據(jù)的協(xié)調(diào)。它并不是要以一種科學理論去取代兒童的樸素理論,也不是簡單的“做科學”,而是基于兒童樸素理論,激發(fā)幼兒的好奇心與探究欲,感受科學探究的過程和方法,體驗發(fā)現(xiàn)的樂趣,同時培養(yǎng)幼兒尊重事實,敢于質(zhì)疑現(xiàn)有理論的基本科學態(tài)度、科學精神。
參考文獻:
[1]鄢超云.樸素物理理論與兒童科學教育[M].南京:江蘇教育出版社,2007:244-260.
[2]唐小俊,徐文彬.兒童樸素理論視覺下科學教學原則及模式的建構(gòu)[J].上海教育科研.2006(7).
科學探究的過程是一個提出問題、探索問題、解決問題的一個具有創(chuàng)造性的過程,也是一個思維形成的過程,這個思維的過程是模擬科學研究的程序而進行的,因而這個過程與科學家的科學研究具有相似性.科學探究的一般過程與程序是:提出問題猜想與假設(shè)制定計劃與設(shè)計實驗進行實驗與收集證據(jù)分析與論證評估交流與合作.在上述這些程序中,并非研究任何問題都需要這些過程,探究有些問題,可以省去中間一些步驟.①提出問題.就是通過實驗或?qū)嵗?,使學生發(fā)現(xiàn)問題并提出要研究的課題.②猜想與假設(shè).通過集體思考與獨立思考相結(jié)合等方式去猜測問題可能的原因或提出科學假說.③制定計劃與設(shè)計實驗.為了檢驗猜想是否正確,應(yīng)設(shè)計一個驗證過程,在這個過程中要考慮到影響問題的各個方面.④進行實驗與收集證據(jù).按照制定的方案來進行合理實驗操作,并對操作中觀察到的實驗現(xiàn)象進行記錄,也可以收集日常生活中的相關(guān)資料.⑤分析與論證.通過對實驗現(xiàn)象及有關(guān)實例的分析,檢驗猜想與假設(shè)的正確與否,并進一步提出猜想或得出結(jié)論.⑥評估.讓學生對整個探究過程進行反思與評價,總結(jié)經(jīng)驗教訓.⑦交流與合作.讓同學們在探究過程中相互交流經(jīng)驗與觀點,改進探究過程,并對探究成果進行推廣與應(yīng)用.對于科學探究的這七個要素,可以靈活地運用,也可以根據(jù)具體的探究問題,對這些要素進行組合、變序、合理增減等.
二、科學探究各個要素的操作要求
科學探究是模擬科學家的研究過程,按照一定的科學思維程序探索學習的過程,從中學習科學方法,因而科學探究的各要素在操作時必須遵循一定的操作方法.①提出問題這個環(huán)節(jié)中,能否提出問題是非常重要的,只有提出了問題,才有研究的方向,而提出問題又可以從多個不同的角度,可以從日?,F(xiàn)象、實驗現(xiàn)象和資料中介紹的現(xiàn)象中提出問題,例如:為什么剛剛打開高壓鍋,會發(fā)現(xiàn)里面的水沸騰起來?為什么抽了氣的礦泉水瓶子會變癟呢?②猜想與假設(shè)是在學生已有經(jīng)驗及觀察和實驗材料的基礎(chǔ)上,根據(jù)科學原理和科學事實進行理性思維加工以后,對未知的自然現(xiàn)象所作的假設(shè)性解釋與論理,猜想與假設(shè)是探究的重要一環(huán),使學生思維發(fā)散的最為活躍的階段.因此,猜想與假設(shè)過程在科學探究中顯得至關(guān)重要,因而,對于學生的猜想與假設(shè)都應(yīng)適時給予鼓勵,對于學生提出的任何猜想與假設(shè)都應(yīng)予以重視,并進行合理的分析,這樣才能提高學生提出猜想的積極性,從而較好地進行猜想與假設(shè).③制定計劃與設(shè)計實驗,這個環(huán)節(jié)的目的是為了檢驗猜想與假設(shè)是否正確或者是否為研究過程制定的方案,它是探究過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié).多數(shù)情況下,制定方案是設(shè)計實驗過程的前奏,設(shè)計實驗的過程包括“確定實驗原理”、“所需實驗器材”、“設(shè)計實驗步驟”、“設(shè)汁實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象的記錄表格”,同時還要使用正確的研究方法.④進行實驗與收集證據(jù),這個環(huán)節(jié)的方式有以下幾種:通過觀察日?,F(xiàn)象去收集證據(jù),通過回憶日常經(jīng)驗去收集證據(jù),通過查閱資料去收集證據(jù),通過實驗去收集證據(jù).其中通過實驗收集證據(jù)是常用的一種方法,對于通過實驗來找出關(guān)系與規(guī)律的情況,一般要求測出三組或三組以上數(shù)據(jù)或情況.⑤分析與論證這個環(huán)節(jié)是對收集的證據(jù)進行歸納與分析,從而得出某種關(guān)系或找出某些規(guī)律與結(jié)論.常見的分析與論證方法可用歸納法得出結(jié)論,例如,根據(jù)滑動摩擦力與正壓力關(guān)系的實驗研究,通過歸納實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在接觸面粗糙程度一定時,滑動摩擦力與正壓力大小成正比.也可用推理法、比較法、類比法等得出結(jié)論.⑥評估這個環(huán)節(jié)主要是評估實驗原理步驟及操作過程有關(guān)科學性錯誤或不夠合理的地方,同時找到減小誤差的辦法,從而進一步改進探究的方案.⑦交流與合作這個環(huán)節(jié)是指在探究過程中各個環(huán)節(jié)中進行溝通,取長補短,通過交流與合作找到最佳的探究方案,并提出新的問題.
三、科學探究的誤區(qū)
科學探究是一個對未知領(lǐng)域進行探索的過程,科學探究的目的不僅是為了使學生掌握知識,更重要的是教給學生一些探究思維程序和掌握實驗技能、體驗物理科學研究的過程,進而培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力,因而教師在教學中應(yīng)時刻注意科學探究的真正目的,教學中教師要當好“導(dǎo)演”,學生是演員,有時教師還應(yīng)該當好演員中的“配角”.由于創(chuàng)造活動的特點,教學過程發(fā)展到教師事先預(yù)料不到的地方是完全可能的,這就要求教師根據(jù)課堂自然發(fā)展的情況,隨機應(yīng)變地控制教學過程,不可死板、機械.目前,有一些科學探究流于形式,或生搬硬套,或老師包辦代替,學生依然是被動接受,雖然是一堂科學探究課,但學生根本沒有創(chuàng)造思維的空間,完全按老師設(shè)計的路子走,使的這個“科學探究”變得索然無味.久而久之,學生就會失去興趣.在探究滑動摩擦力的問題時,如果提出問題:“影響滑動摩擦力的因素可能有哪些?”則提出猜想的空間就較廣;而如果提出問題:“摩擦力與壓力及接觸面粗糙程度有什么關(guān)系?”則提出猜想的空間就很狹窄,整個探究過程就會很呆板,就會只聽到一個聲音,這顯然不利于學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng).在探究浮力問題時,可提出:“浮力與物體在液體中的深度是否有關(guān)?”等問題供學生探究,以提高學生的探究能力與科學思維能力.另外在實驗的“制定計劃與設(shè)計實驗”環(huán)節(jié),也要多問幾個為什么,為什么要這樣,為什么不那樣,從而使學生在討論中找到相對較為合理的方案.
四、科學探究實例
一、學習者分析
學生在初中階段學習了消化酶,探究過饅頭在口腔中的變化,學習過幾種無機催化劑催化的特點和條件。部分學生親身經(jīng)歷或看過泡菜、酸奶、果酒制作等與發(fā)酵有關(guān)的活動,有生活經(jīng)驗但不知道現(xiàn)象背后的科學知識。高中學生具備一定的實驗操作能力以及獲取、加工、處理信息的能力。
二、學習內(nèi)容分析
人教版高中教材中與酶相關(guān)的內(nèi)容有“酶的作用、本質(zhì)和特點”“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”“探討加酶洗衣粉的洗滌效果”“固定化酶技術(shù)”,有課內(nèi)必修內(nèi)容,也有課外拓展實驗,內(nèi)容豐富,通過整合和設(shè)計可以大大提升學生的科學素養(yǎng)。
三、學習目標分析
學生進行有關(guān)酶的實驗和探究,自主建構(gòu)“酶在細胞代謝中發(fā)揮催化作用”“發(fā)揮作用時具有高效性、專一性以及適宜溫度和PH”等重要概念;在實驗中學生學會控制自變量,觀察和檢測因變量的變化,以及設(shè)置對照組和重復(fù)實驗,提升學生的實驗探究能力;通過小組合作,發(fā)展語言表達和分享信息的能力。“調(diào)查酶在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用”讓學生感受科學技術(shù)社會的相互作用;“酶本質(zhì)探索”的資料閱讀,讓學生建構(gòu)“絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA”這一重要概念。
四、項目設(shè)計、實施及評價
項目設(shè)計應(yīng)根據(jù)學情整合課內(nèi)與課外資源,循序漸進,每一環(huán)節(jié)考慮可操作性和預(yù)期目標??追彩康葘W者認為項目學習的實施一般分為“項目背景――項目任務(wù)――活動探究――作品制作――成果交流――項目評價”六個環(huán)節(jié)?!懊笧樯钐碜瞬省边@一項目的主要實施環(huán)節(jié)及師生活動如下圖所示:
1.項目背景環(huán)節(jié)。
學生本著自愿和能力互補的原則自主組建學習小組,在教師的協(xié)調(diào)下,設(shè)計并制作調(diào)查問卷,分別調(diào)查酶在臨床、醫(yī)藥、食品、紡織、造紙等行業(yè)的具體應(yīng)用。學生通過網(wǎng)絡(luò)搜索,訪談醫(yī)生、超市銷售員、食品加工廠員工,參觀相關(guān)企業(yè),多途徑了解酶在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用,最后歸類整理,形成調(diào)查類報告。該環(huán)節(jié)發(fā)展了學生語言、人際交往、信息處理等智能,也便于學生提出需進一步探究的問題;此外學生也感受到酶與人類生活的密切聯(lián)系,從而開闊了眼界,體會到了科學、技術(shù)、社會的相互作用。
2.項目任務(wù)環(huán)節(jié)。
通過調(diào)查,學生認識到酶應(yīng)用廣泛,但自然界中存在的酶并不完全直接適用于生活生產(chǎn),教師引導(dǎo)學生提出探究問題:酶究竟起什么作用?為什么加酶洗衣粉的注意事項有“用溫水浸泡”?酶為什么這么“嬌氣”?加酶洗衣粉加了什么酶?在果汁生產(chǎn)中果膠酶應(yīng)用后很難回收,提高了成本,降低了產(chǎn)品品質(zhì),怎么克服?……通過小組討論確定有探究價值的問題,并確定實驗課題。
(1)實驗一:比較過氧化氫在不同條件下的分解。
(2)實驗二:鑒定果膠酶、α-淀粉酶的化學本質(zhì)。
(3)實驗三:探究酶的專一性。
(4)實驗三:探究溫度和PH對酶活性的影響。
(5)實驗四:添加不同種類的酶的洗衣粉,洗滌效果的差異。
(6)實驗五:果膠酶的作用及用量的探究。
(7)實驗六:固定化酶的制作及應(yīng)用。
本環(huán)節(jié)通過對真實問題的認識與解析,衍生出豐富的挑戰(zhàn)性學習任務(wù),吸引學生進一步探究,從而真正有效地提升自己在面對真實問題時所需的專業(yè)素養(yǎng)。
3.活動探究環(huán)節(jié)。
確定的實驗課題中有的在書上有詳細的方法步驟,有的只是一些建議和思路,有的只有些許提示,難度不一。在學生自主探究過程中,教師可先在簡單實驗上引路啟迪,讓學生明確探究實驗的變量控制,感受科學實驗的嚴謹,而后應(yīng)放手讓學生自主設(shè)計實驗程序、預(yù)期實驗結(jié)果并進行實驗。教師在引導(dǎo)、幫助、陪伴過程中,要堅信學生有天生的學習能力,同時也要認識到高中生的天賦的多樣性和發(fā)展水平的多層次性,不同的人會選擇不同的策略,需要不同的指導(dǎo)或幫助,因材施教。本環(huán)節(jié)的主要目標是培養(yǎng)學生通過精確地對照實驗來探究真實問題的能力,凸顯自然科學特征。
4.作品制作環(huán)節(jié)。
學生在完成科學實驗后應(yīng)力求找出事物之間的關(guān)系,尋求問題的答案,并整理成實驗報告??茖W是一系列的思維活動,是一套研究的方法,同時也是一個知識體。通過一系列的實驗探究,學生已在腦海中不斷建構(gòu)新的科學知識。科學知識和科學探究是科學不可分割的兩個方面,在探究之后形成科學概念,建構(gòu)思維導(dǎo)圖。(見下圖)
5.成果交流及評價環(huán)節(jié)。
該項目的成果交流及評價方式可歸納為以下幾個方面:
(1)小組展示實驗流程、實驗操作或現(xiàn)象的微視頻、實驗報告;教師引導(dǎo)學生從活動參與度、實驗結(jié)果、活動產(chǎn)生的情感體驗等方面進行自評和互評。
(2)小組代表解讀核心概念,展示知識網(wǎng)絡(luò);教師引導(dǎo)學生從概念理解的科學性、語言表達的邏輯性進行組間互評。
(3)教師從合作能力、團隊精神、
(一)課程設(shè)置的情況
本次新課程改革將義務(wù)教育作為一個整體,九年一貫地進行課程設(shè)置,這是新課程結(jié)構(gòu)均衡性、綜合性和選擇性的具體體現(xiàn)。體現(xiàn)義務(wù)教育的基本性質(zhì),遵循學生身心發(fā)展的規(guī)律。從小學到高中科學和物理課程的設(shè)置方案,如下表1所示。
物理是分科課程,是一種單學科的課程組織模式,它強調(diào)不同學科門類之間的相對獨立性,強調(diào)一門學科的邏輯體系的完整性。因此,只有深入了解《科學》(小)、《物理》(初)和《物理》(高)中“科學探究”螺旋漸進式發(fā)展規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系,才能有效駕馭物理教學中的“科學探究”。
(二)科學探究的地位
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》全文有五千字,“探究”一詞就出現(xiàn)了4次,涉及“探究”內(nèi)容的就有230多字,約占4.6%。《普通高中課程方案》全文有三千八字左右,“探究”一詞盡管只出現(xiàn)1次,但與“探究”有關(guān)的內(nèi)容就有80余字,約占2%。另外,對于全文只有三萬二千字的《科學》(小)來說,“探究”一詞共出現(xiàn)137次,有關(guān)“探究”內(nèi)容約占全文的26.88%;而對全文只有二萬六千字的《物理》(初)來講,“探究”一詞竟出現(xiàn)172次,有關(guān)“探究”內(nèi)容就約占全文的32.69%;而對有四萬字的《物理》(高)來說,“探究”一詞共出現(xiàn)110次,有關(guān)“探究”內(nèi)容約占全文的10.75%.由此不難看出,“科學探究”在新課程標準中具有重要的地位,并起著舉足輕重的作用。因此,正確把握“科學探究”的內(nèi)涵和具體要求,對物理教學是十分重要的。
(三)科學探究的比較
1.縱向比較。對《科學》(?。?、《物理》(初)和《物理》(高)三課標中有關(guān)“科學探究”的內(nèi)容作具體的比較,如下表2所示。
由上表2不難看出,一是它們都要求學生經(jīng)歷探究過程,沒有探究,就沒有科學,并都提倡教學方式的多樣化。二是《科學》(?。┟鞔_提出“科學探究的具體內(nèi)容標準”,而《物理》(初)給出的則是“科學探究能力目標”,《物理》(高)給出的是“科學探究及物理實驗?zāi)芰σ蟆?。三是《科學》(小)從8個方面來描述“科學探究的具體內(nèi)容標準”的,而《物理》(初)和《物理》(高)則是從7個方面來闡述“科學探究能力目標”的,《科學》(?。┒嘁粋€“認識科學探究”環(huán)節(jié)。四是《科學》(?。┎粌H畫出“科學探究內(nèi)容標準框圖”,還提出具體的活動建議,而《物理》(初)則給出2個具體的“科學探究實例”。五是《科學》(?。┑摹爸贫ㄓ媱潯?、“觀察、實驗、制作”、“搜集整理信息”、“思考與結(jié)論”和“表達與交流”幾個環(huán)節(jié),在《物理》(初)和《物理》(高)中則分別稱為“制定計劃與設(shè)計實驗”、“進行實驗與收集證據(jù)”、“分析與論證”、“評估”和“交流與合作”這幾個探究要素。與此同時,它們都提出了:教學建議、教科書編寫建議、課程資源開發(fā)與利用建議以及有關(guān)學生評價的建議,只是編排順序不完全一樣。另外,《科學》(小)不僅提出了“教師隊伍建設(shè)建議”和“關(guān)于科學教學設(shè)備和教室的配置”的問題,而且《科學》(?。┰凇案戒洝敝羞€提出了“教學活動的類型與設(shè)計”以及具體的13個“案例”和18種活動形式?!段锢怼罚ǜ撸┰凇案戒洝敝羞€提出“物理實驗專題”和“物理專題研修”這兩個問題。這對實施新課程,具有一定的指導(dǎo)意義。
2.內(nèi)容標準的比較。對《科學》(小)、《物理》(初)和《物理》(高)“內(nèi)容標準”中的科學探究“要素”或“環(huán)節(jié)”的有關(guān)要求進行系統(tǒng)比較,如下表3所示。
由上表可知,《物理》(初)和《物理》(高)對于科學探究的“內(nèi)容標準”用7個“要素”和“基本要求”來描述,而《科學》(小)用8個“環(huán)節(jié)”和“具體內(nèi)容標準”來描述,多一個“認識科學探究”環(huán)節(jié)和“活動建議”。另外,一從“提出問題”來看,《科學》(?。┲灰竽軐χ車挛锾岢鲆恍┖唵螁栴},并能對問題進行比較和評價;《物理》(初)要求能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒灛F(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)與物理學有關(guān)的問題,并能用書面或口頭表述這些問題;而《物理》(高)則要求能發(fā)現(xiàn)與物理學有關(guān)的問題,不僅要會明確地表述這些問題,而且要認識到發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義。二是關(guān)于“猜想與假設(shè)”《科學》(小)只要求應(yīng)用已有知識和經(jīng)驗對所觀察的現(xiàn)象進行假設(shè)性解釋;《物理》(初)要求根據(jù)經(jīng)驗和已有知識對問題的成因提出猜想,對結(jié)果進行推測與假設(shè);而《物理》(高)則要求能對解決問題的方式和問題的答案提出假設(shè),對實驗結(jié)果進行預(yù)測。三是關(guān)于《物理》(初)和《物理》(高)中的“制定計劃與設(shè)計實驗”以及“進行實驗與收集證據(jù)”兩要素,在《科學》(?。┲袆t分為“制定計劃”、“觀察、實驗、制作”和“搜集整理信息”三個環(huán)節(jié)。四是在《科學》(?。┲械摹八伎寂c結(jié)論”和“表達與交流”兩個環(huán)節(jié),在《物理》(初)和《物理》(高)中被分成“分析與論證”、“評估”和“交流與合作”三個要素。
(四)教學建議的區(qū)別