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序论:在您撰写科学探究经验时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:物理实验;合理设计;教师指导
实验是物理学的基础,这是从整体上说实验推动了物理学的发展,而绝不是说,物理学的每一个规律都可以直接由实验总结出来。明确了这个认识以后,在教学中我们就敢于确认那种包含了科学探究的若干要素,但没有学生实验或演示试验的教学过程也是科学探究。例如,在学习了功和能的关系以及动能、重力势能的定量表述后,学生就可以探究弹簧弹性势能的表达式,就可以根据过去研究动能和重力势能的经验来确定探究的方向,即通过弹力做功来探究弹性势能的表达式。在分析弹力和重力的相似点和不同点时,初步猜想弹性势能应该随弹簧长度的增加而增加,
还应该随劲度系数的增加而增加,最后通过定量的分析,论证所求的表达式。再比如,在原子核内核子间的强相互作用力的教学中,让学生思考与讨论下列问题:原核内的质子带正电,但质子能聚集在一起,构成坚固的原子核,根据你的推测,原因可能是什么?提出这个问题后,学生会想,同性相斥,而且根据库仑定律,质子间相互作用的库仑排斥力非常大,所以一定有一种力,使质子间相互吸引,而且这种力应该特别大,使核子聚集在一起,结合成一个坚固的原子核,而中子之间也应该存在这种力,显然该力与是否带电无关等等。上述两段教学过程包含了提出问题、猜想假设、分析论证等科学探究要素,因此尽管没有设计实验、进行实验等要素,但它具有科学探究的典型要素,也属于科学探究教学。所以没有实验的教学过程也可以实现科学探究教学。明确了这一点我们就能解放思想,放开眼界,克服教学时科学探究中的形式主义,实现真探究,避免假探究。
二、科学探究要合理设计探究问题
课堂教学中,为了激发和促进学生自主探究,教师要给学生合理设计探究问题。问题要有一定的探究空间,在内容上要符合维果茨基的“最近发展区”理论,在形式上教师要从教学目标出发,更多地设计一些发散性问题。前苏联教育家维果茨基在谈到教学和发展的关系时,提出了“最近发展区”理论。他认为学生的知识有两种水平:一种是学生现实所实际具有的水平,叫现实水平;一种是在教师引导下学生所能达到的水平,是潜在水平。学生的现实水平和潜在水平之间存在着一定的空间,这个空间就是最近发展区,我们形象地把它称为“跳一跳,摘桃子”。这个桃子不是伸手可得,需要跳起来才能摘到手,但又不是怎么跳也摘不到。教师在设计探究问题时,一定要把问题落在学生的最近发展区,这
样的问题是最具有探究价值的。
比如,在《超重和失重》教学过程中,我们设计的探究问题是:观看“完全失重”和“杨利伟在太空”的视频,请归纳录像中的这一类物理现象(超重、失重)有哪些运动学特征和动力学特征?并分析这类现象(超重、失重)的物理本质和这类现象产生的物理条件。这个问题的设计对于学生来说,看似很简单,其实有很大的思维挑战性,尤其对超重和失重现象的本质分析具有一定的难度。但
是学生不经历一番思维的艰辛探索是不可能准确理解超重和失重的物理本质的。
三、科学探究不能忽视教师的指导
科学探究过程中不能只强调学生的自觉性,却忽视了教师的指导作用。真正的科学探究需要教师给予适时的、必要的、有效的指导,让学生真正从探究中有所收获,并不断提升学生的探究素质和能力。比如,在探究过程中,学生会有不同的感受和体验,对问题也会出现不同的理解和看法,这些都是学生积极投身和亲历探究实践之后获得的。对学生独特的感受和体验,教师要及时给予鼓励,使学生产生“成就感”。再比如,在探究过程中,学生难免会出现错误或走弯路甚至失败的情况,这些都是探究过程中最能考验学生思维和意志的关键因素,此时学生对答案的渴求,正好可以成为教师讲授的一个很好的“最近发展区”,教师要给予适当的帮助和引导,让学生自己发现问题,自我矫正,使学生在探究之后有所收获,并体会到科学探究的不屈不挠精神。
另外,由于经验和知识背景的差异,学生对问题的理解,常常各有不同,这种差异本身恰恰构成一种宝贵的学习资源,教师要鼓励学生之间相互倾听、相互合作与交流。
总之,教学过程中,教师要改变过去传统的、单纯的“教师讲,学生听”的教学方式,积极践行科学探究,落实新课程标准,使学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生以探究的方式获取知识、应用知识和解决问题的能力,适应新课程的教学要求,提高教学质量,促进教学改革。
参考文献:
[1]张晋梗.皮亚杰理论与物理学[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1990.
1 丰富幼儿的经验能帮助幼儿提高认知水平
在于老师组织的大班科学活动《塑料容器上的秘密数字》中,目标制定了注重幼儿对塑料容器上的数字相关经验的获得,内容贴近幼儿的生活,强调了要让每个孩子自己在操作中获取科学知识。活动一开始老师设置这样的环节:逛超市,找出有回收标志的塑料制品。让幼儿把生活中超市里经常见到的塑料容器上的数字找出来观察并理解,每个容器底部不仅有个可回收标志,标志里还有数字1、2、3、4、5、6、7,不同的数字代表着不同的含意,不仅激发了幼儿的好奇心和强烈的探究欲望,我们也被这秘密的数字深深所吸引,塑料就在我们身边,随手可及,而我们却对塑料容器本身所隐藏的数字秘密一无所知。虽然我们是观摩者的身份,但同时也给我们上了一堂丰富精彩的科学活动,丰富了我们对塑料的认知经验。其实这一过程是幼儿主动获得经验,丰富原有知识的过程。
在我看来要组织好一堂科学活动只有从幼儿生活的实际出发,将视点放低、放小,即在幼儿已有的经验中才能让孩子有兴趣探究,保证有科学探究活动的动力来源。其次,有丰富的经验,幼儿才有相互交流、讨论的愿望。在猜想可回收标志里为什么要有数字这一环节中,幼儿收集眼睛看到的、耳朵听到的、亲身经历的有关塑料的信息,将这些信息变成自己的经验后,才有了与人交流、讨论的准备。也就是说,丰富的经验才能让每个幼儿都有机会参与、尝试,发表不同的意见。在最后一环节中,每一组准备一个特殊容器,请幼儿帮助将盒身和盒底不一样的容器送到相应的回收数字标志下面。活动中渗透了幼儿之间与人交流的过程中要学会合作,并且在学会分享探索的过程和结果。
2 幼儿已有的经验能决定探究的内容
在陈老师组织的中班科学活动《认识塑料制品》中,老师请幼儿说说自己的鞋子是用什么做的?并引出塑料可以做鞋子。接下来老师将幼儿对塑料的认识转移到幼儿生活中来,我们生活中还有那些东西是用塑料做成的?老师今天准备了很多的东西,请大家玩一玩、想一想,为什么这些东西要用塑料做?当这个问题一提出来我立刻就了种疑问:这问题好有深度呀?孩子们怎么能马上就能说出来呢?幼儿已有的经验确实很难和“为什么这些东西要用塑料做?”这个问题链接上。我觉得给幼儿提供探究的材料中课准备一些塑料品和非塑料品,让幼儿玩一玩,摸一摸、比一比,为什么塑料做的游泳圈能让人浮在水面上?为什么用塑料做的电灯开关摸上去不传电?等等,让幼儿之间交流、互动,丰富彼此探索发现的经验。在充分探究的基础上让幼儿原有的认知经验与现在操作所得的认知所冲突,然后在老师的提问下进一步了解塑料的一些常见特性。比如塑料较轻、不传热、不透气等。让幼儿了解由于塑料的特性而给我们的生活带来了很多的方便,同时塑料也给我们的生活带来了污染。从而引导幼儿尽量少用塑料袋,不要乱丢塑料垃圾,看到要及时捡起来。
说到这儿我觉得:学习和探究的内容如果没有建立在幼儿已有的经验基础上,幼儿就会很难理解,难以形成积极、自觉的学习之源。
3 拓展幼儿已有的经验能开拓幼儿思维
主题源于幼儿园围墙边正好有个建筑工地,幼儿站在阳台上就能在真实的建筑场景中像科学家一样,对工地上的建筑、车、人、设施、工具等进行持续深入地观察和探究。这给“让幼儿经历探究的过程”这个目标,在主题活动中的落实搭了绝佳平台。为此,我们以“帮助儿童学会主动学习为基本价值取向,以系列关键经验为主要学习内容,以计划、行动和反思的活动教学为基本组织形式,旨在让孩子们对周围的自然与社会具有高度热情和广泛兴趣”的高宽课程模式展开活动,其教育哲学核心在于主动参与式学习。
一、基于“进行探究和学习探究”的关键经验,构建主题网络
主题属于半结构性的课程,需要事先筛选资源编织主题网络、设计活动方案。我们在《忙碌的建筑工地》主题探究价值分析基础上,以“进行探究和学习探究”关键经验为出发点,分别预设了“建筑工地上的车――建筑工地上的职业――建筑工地上的物――我当小小建筑师”四个活动点。(见下图:主题网络框架图)
预设的“建筑工地上的车――建筑工地上的职业――建筑工地上的工具”三方面活动间具有层次逐一递进的关系。基于幼儿运用感官关键经验,我们将最直观显眼的“车”作为主题活动的开篇,以一系列问题作为关键经验,将幼儿的探索点逐步由“车”转向“人”,再深入到工地内部,探究他们使用的“工具”。以建构游戏“我是小小建筑师”作为幼儿进行探究和体验的载体,贯穿整个主题活动全过程。试图用“问题”引出“主题”,以幼儿的“疑惑”作为主题建构的主要脉络,利用幼儿的“发现”推进活动向纵深发展。(见下图)
当然,这只是教师预设的初步网络框架,活动时还需针对幼儿出现的问题和兴趣点(即关键经验),不断补充修正计划,调整删减相关内容,以帮助幼儿提升关键经验。
二、基于“学习探究”关键经验,以体验为基点,在操作中实现主动学习
探究是幼儿科学学习的核心,它既是幼儿科学关键经验,也是幼儿学习科学的方法;而操作体验则是探究的基点。我们充分利用园内外资源与多样化的建构游戏相结合,让幼儿在真实情境中开展探究学习、记录,实现主动学习。主要策略有:
1.基于“运用感官”关键经验,创设情境引导幼儿观察记录探究过程
造房子不是一天两天的事,打地基、做地下工程、一层一层造楼房,要观察到如此多的信息,需要长期地跟踪观察;同时,各类工程车的外形特征可以在模拟中去探索,但它们的工作状态和忙碌景象(包括声音、灯光、动作等),除了视频、书本和成人讲解外,对于工程人员以外的人是无法清楚地了解的。但是这些不可能获得的直接经验在我园的阳台上都能直接获得,这也构成了我们开展《建筑工地》主题得天独厚的有利条件。
首先我们将面对龙禧小区建筑工地的围棋专用教室改为建构教室,尊重孩子的意愿命名为“喵呜小镇建筑工地”。其次,将大班的廊道布置成孩子探究活动中搜集到的资料分享园地,创设出一面能与孩子产生互动、引发共鸣的主题墙饰与孩子进行无声对话。
我们期望利用建筑工地的真实场景为孩子创造出零距离观察的机会和实践操作的平台创设等手段,通过这些方法达到支持幼儿实现亲历探究的过程目标。同时,这个过程又为教师对幼儿进行跟踪观察和探究记录提供了绝佳的机会。
2.基于“操作探究”关键经验,让幼儿在建构游戏中实现主动学习
整个主题性建构游戏从“喵呜小镇建筑工地的创设”到最后合作搭建“喵呜小镇”,共分四个阶段,以问题为导向,逐层深入,环环相扣,幼儿在收集信息、操作体验、建构游戏中主动获得相关的主题关键经验,实现了主动学习。
第一阶段:下放环境布置权,帮助幼儿主动获取关于“建筑工地”的关键经验
“喵呜小镇马上就要开始施工了,我们该做哪些准备工作?”让幼儿通过现场观察、集体讨论形成共识:工地需要防护网、安全标识、安全帽、建筑材料等。这一过程也是激发幼儿运用感官主动探究周围环境的学习过程。当教师根据幼儿的意见让游戏场地以模拟的建筑工地形式出现在幼儿眼前的时候,孩子们都跃跃欲试,兴奋异常“哇!这是我们自己的工地哦!”“哈哈,我也可以造房子了。我要给喵呜造一幢很大很大的别墅”……由此,幼儿的心中初步积累下了关于建筑工地的关键经验。
第二阶段:设计小镇图纸,积累关于“社区”的关键经验
“喵呜小镇马上就要开工了,什么地方造高楼、商铺、别墅?除了房子小镇里还要有什么?如果需要游乐场、公园,你想造在什么地方?这些都需要我们事先设计好。”引导幼儿分小组讨论、画出设计图;小组汇报交流后进行集体投票,选定一个作品作为施工蓝本,经过集体修正后,形成正式的小镇图纸。最后,让幼儿用多色海绵地垫对照图纸对“工地”进行铺设,体现区块。
第三阶段:收集信息自主搭建,积累关于“建筑造型”的关键经验
幼儿若想搭建出多元建筑,必定要先有关于建筑多样化造型的关键经验的铺垫。于是“我的家园、我看到过的国内外建筑”搜集活动由此展开,并在廊道主题墙饰中进行呈现,幼儿相互交流讲述。同时开展“我设计的建筑”展,鼓励幼儿用绘画、积木搭建、彩泥拼贴等进行多材料多形式建构,开阔幼儿眼界,丰富幼儿经验,为合作搭建作铺垫。
第四阶段:有目的的合作搭建,以观察解读幼儿行为促进幼儿关键经验的突破
当幼儿累积了丰富的建筑造型关键经验后,喵呜小镇主题搭建正式展开。根据幼儿事先设计的图纸,在相应的场地按“高楼――别墅――公园――桥梁――游乐园”几大区域,逐步展开主题式搭建游戏。每次进入工地搭建前,小组人员先商量画出要搭建的建筑设计图纸,组员根据设计图纸进行有目的地合作建构。教师则根据《幼儿作品取样系统之儿童发展指引(积木类)》对幼儿的行为进行观察解读,有意识地捕捉幼儿在游戏中的各种经验和能力发展的关键“需要”。教师从中找寻有价值的“教育契机”,并从中提炼出“科学关键经验”,努力将有潜在教育价值的生成活动转换为幼儿的主动建构学习。
3.适时修正填补主题内容,促进幼儿关键经验的提升
幼儿在主题活动过程中必定会出现许多“科学关键经验”,教师唯有通过观察解读幼儿行为,才能及时捕捉到信息并有意识地进行筛选、归纳总结。教师不断修正主题计划、填补或生成活动内容,并借助生成活动、集体活动、区域活动、小组活动等多种形式,提升幼儿的科学关键经验,推进主题活动向纵深处发展。
比如在探究“建筑工地上的车”时,幼儿总会将工程车与日常的车进行对比探究,并认识了很多车。但对车的各种用途、轮胎的秘密等关键经验却相对比较模糊。因此,我们又适时生成了《汽车大解密》主题活动,围绕“我眼中的车――车子真好玩――轮子真神奇”三个内容展开探究,帮助幼儿获得更多关于车的关键经验。
我眼中的车――身边科学大发现。 从日常生活中挖掘资源进行随机性科学学习。如:平时上下学时,引发幼儿对各种交通工具的结构造型、司机操作动作等现象的关注;外出实践活动时对真实环境中的车队观察;节日跟随父母外出时对火车、地铁等平时触摸不到的车进行有意观察和发现,用孩子的经验教孩子,引发进一步发现观察的兴趣和激情。
车子真好玩――游戏体验“玩”科学。利用幼儿园沙水池和大量的工程车(玩具模型),开展沙水建构游戏。利用园内各种自行车、卸货车、平板车等运输建构材料;美工区画车、做车模、装饰车、制作汽车模型,玩马路上的车等游戏。科学区研究车的造型、寻找各种车轮胎的秘密、车牌大揭秘、车标志大搜集等。让幼儿在生活与游戏体验中发现车的各种秘密,积累更多车的关键经验,既深化教材又提升动手操作和探究学习能力。
轮子真神奇――精密仪器“做”科学。 利用科学发现室里的精密仪器、实验材料配合主题展开关于轮子和机械的专题实验,如:滑轮等;让幼儿有机会像科学家一样学习做研究,围绕《车》主题中关于“轮子”这一关键经验进行深入探索与研究,逐渐获得真正内化的科学知识和概念。
当然在实施过程中,我们还会从主题量化、幼儿能力、成长记录等几方面对主题展开多元评价。主题活动结束后开办展览会、交流会等,使其成果与全园幼儿共享。
关键词:探究性实验教学;实验探究;实践与思考
新课程标准开创了全新的课程观、教育观和学生观,提出了学生自主学习、小组合作学习的新思路。新教材的必修模块突出科学探究活动的设计,探究教学可划分为两种过程:发现知识的探究;解决问题的探究。在新课程教学实践中,我们应该重视实验和各类实践活动,提倡自主探究、合作交流的学习方式,鼓励学生敢于质疑、敢于创新,最终促进学生的终身可持续发展。在教学中观察与思考、活动与探究的过程都是让学生探究的过程。
一、贯彻新课程理念,让学生充分经历实验探究过程
1.充分利用教材中的“活动・探究”
“重结果、轻过程”是传统课堂教学中的弊端,学生缺乏自主探究,而化学教学重在“做”,只有学生亲自做了,亲身经历了,才能培养学生的实验操作能力。我们进入了新课程改革,作为化学教师,应认真领会新课程理念,对自己的角色进行定位。在化学实验教学中,要充分利用学校的教学条件,根据苏科版教材中提供的“活动・探究”,让学生通过实验探究或其他形式的探究活动加深对化学知识的理解,以揭示化学科学的奥秘。
示例一:苏教版高中教材化学1中专题2第二单元钠、镁及其化合物中“金属钠的性质与应用”一节的教学
了解了钠原子的结构示意图后,学生会受到启迪:钠原子半径大,最外层电子少,在化学反应中很容易失去1个电子,所以钠应该是一种活泼性强的金属。这时他们迫切想知道,作为活动金属钠,到底有什么科学实验能证明金属钠的活泼性强?有没有危险?在学生的头脑中就会激发这样类似的问题。这时,教师可以演示下列实验,让学生仔细观察,同学间讨论分析,最终填写有关表格,并解决几个实际问题。
【实验1】从煤油中取1小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切去一端的表层,观察金属钠的颜色和其在空气中一段时间颜色发生的变化;在三角架上放一石棉网,放上1小块金属钠,用酒精灯加热,观察现象。
【实验2】向1只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液,然后把切去表层绿豆般大小的钠投入到小烧杯中,盖上玻璃片,仔细观察反应的现象和溶液颜色的变化。
观察、分析讨论后完成下列问题。
问题1:金属钠为什么通常要保存在煤油里?钠跟水反应的现象说明了钠具有什么物理性质和化学性质?
问题2:钾的原子最外层也是1个电子,金属钾的化学性质与钠相似,试分析金属钾的有关化学性质。
通过我们上面的案例分析,证明实验是科学探究的基础,任何实验都或多或少的具有一定的验证和探究性,两者不能也不可能孤立地存在,那么如何来界定探究性实验呢?根据新课程理念和鄙人的教学实践,高中化探究性实验有以下一些特征。
(1)从教学理念上看
探究性实验教学要“以学生的发展”为理念来设计,课堂教学设计要以学生发展为本,以丰富多样的教学情境设置为先导,以问题和探究为主线,以学生活动为主要内容,充分发挥学生的主动性,要能体现出学生的首创精神。
(2)从教师作用上看
探究性实验教学只是给学生提供一个通过亲自探究来学习化学知识的途径,教师在探究性化学实验的教学中,应是整个探究活动的参与者、活动的组织者、方案指导者、教学氛围的维持者、结论的仲裁者,但不是终裁者。
(3)从实验目的上看
探究性实验既重视规律的验证、实验技能的培训,又强调学生通过实验在科学的学习和研究方法上获得感性体会。简单地说,探究性实验更加关注学生的学习过程和对结论的解释。
2.所选取的实验内容应该更贴近现实生活,增强学生学习化学的兴趣
新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身优势,通过化学实验拉近学生与化学学科间的距离,让学生体验到知识的实用性和价值性。这就要求教师在教学活动中多创立与实际生活相联系的实验情境,使学生有更多机会参与到化学实验中,让学生在实验中收获知识,得到乐趣。把教材融入生活中,再从生活中提取出知识,让学生通过自己的经验主动参与学习,使其从自己经验中构建知识,使学生感受到生活中时时有化学、处处有化学,化学就在我们的身边。
示例二:写密信
【实验原理】在白纸上用无色试液写字,晾干后看不到字迹,再用能与这种无色试液作用显示一定颜色的试剂来处理,就能显示出所写的字迹。例如,酚酞遇氨水变红色;淀粉遇碘变蓝紫色等。
【实验操作】(1)取一张白纸,用酚酞试剂写一封信,晾干后放在盛有浓氨水的试剂瓶口熏,立即显示出红字迹。放在通风处,稍等一会儿又变成无色。可以反复若干次。(2)用稀淀粉溶液在白纸上写字,干后无字迹,用碘水(碘和碘化钾的水溶液)涂抹,显出蓝色字迹,放在火焰上方烘,蓝色又褪去,也可以反复若干次。体验到了生活中的化学,并且从中发现问题、解决问题,不断增强学生对化学的好奇心和探究欲望。
二、新课程背景下的探究实验重在培养学生的探究能力和操作水平
我们在新课程的实验探究中要注意把握以下三步骤:
1.教师当好引导者
2.重视实验室中的小组合作
3.实验探究中存在的问题及采取的措施
示例三:配制一定物质的量浓度溶液的分组实验
教师要引导学生在整个实验过程中的注意事项和详尽的操作方法,包括以下几步:
(1)理论。(2)专用仪器。(3)液体药品。(4)操作步骤。(5)影响配制溶液。(6)安全注意。
学生在实验过程中不但培养了小组合作精神,而且还能在操作的过程中发现问题、讨论问题,并提出解决办法。如,影响配制溶液的因素:(1)称量时引起误差。(2)未将烧杯洗涤,使溶液的物质量减少,导致溶液浓度降低。(3)转移时不小心溅出溶液,导致浓度偏低。如,采取安全的措施:(1)氢氧化钠为碱性化学物质,浓盐酸为酸性化学物质,注意不要溅到手上、身上,以免腐蚀!(2)要注意计算的准确性。(3)注意移液管的使用。(4)稀释浓硫酸是把酸加入水中,用玻璃棒搅拌。(5)容量瓶在使用前必须检漏,检漏的步骤为注入自来水至标线附近,盖好瓶塞,右手托住瓶底,倒立2 min,观察瓶塞是否渗水。如不漏,将塞子旋转180度,再检漏.如漏水,需换一套容量瓶,再检漏。(6)在配置由浓液体稀释而来的溶液时(如由浓硫酸配置稀硫酸),不应该洗涤用来称量浓硫酸的量筒,因为量筒在设计的时候已经考虑到了有剩余液体的现象,以免造成溶液物质的量的大小发生变化。(7)移液前应静置至溶液温度恢复到室温(如氢氧化钠固体溶于水放热,浓硫酸稀释放热,硝酸铵固体溶于水吸热),以免造成容量瓶的热胀冷缩!
在高中化学课堂教学中,如何开展好课堂实验探究性教学,使新课程改革精神真正落到实处,教师必须认真做到以下几点:(1)更新教学观念,牢固确立学生为主体、教师为主导的思想,把时间和空间还给学生,让学生真正成为课堂学习的主人,教师只以平等的态度积极参与学生的探究活动,以增强学生的学习积极性和提高学生探究活动的效率。(2)教师要用赞赏的眼光看待学生,保护好学生的学习兴趣和积极性。(3)在实施探究性教学时,教师一定要吃透教材,把握整个全局,特别是要有个好的开头,为学生搭建一个尽快进入角色的探究性平台,这样就能收到事半功倍的效果。(4)探究的实验问题要从现实的生产、生活中去选择,这样学生会感到亲切,从而产生浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望。(5)在探究性实验教学中,教师要指导学生认真观察思考,发现问题并自己解决问题,从而使学生养成善于寻找问题和思考问题的习惯,形成发现问题、提出问题并解决问题的能力。(6)通过探究性实验教学,有利于优化课堂教学结构,建立平等互动和谐的师生关系,提高师生的综合素质。
新课程课堂教学实验探究的实施,是化学课堂教学改革的有力措施。实验探究使学生在应试中解脱出来,引导学生从科学方法论出发,了解科学研究的一般方法,走出题海,走出教室,走出学校,体验生产生活实际,掌握事物发展的过程与方法,让学生成长为能够适用于社会的各类人才。
参考文献:
[1]张长江.中学化学教学技术指导[M].上海教育出版社,2005.
教育部提倡大力推进基础教育课程改革。新一轮的课程改革主导思想是:“强调学生在教学中的主体地位,注重调动学生学习的主动性和积极性,强调培养学生的创新意识和探索能力。”改革的核心是促进每一个学生的全面发展。
新的高中物理、化学、生物等自然科学教学新课标中明确提出课程的基本理念:“提高科学素养;面向全体学生;倡导探究性学习;注重与现实生活的联系。”新课程标准特别强调探究性学习,让学生通过探究活动、探究性实验,建立概念,感悟物理、化学、生物等自然科学规律的建立过程,学习其中的科学研究方法,培养探究能力,提高综合素质。
长期以来,培养学生的创新意识和初步探索的能力是高中物理、化学、生物等自然科学教学的薄弱环节。2009年9月新课程改革即将在青海省启动。要实现“注重与现实生活的联系,倡导探究性学习,提高科学素养”的教学理念,必须加强学生探究能力的培养。但目前;可以直接借鉴使用的案例比较少,而且学校和教师在认识上存在顾虑,一是担心探究性实验教学的开展会浪费学生宝贵的学习时间,影响高考成绩,把实验探究与知识学习对立起来,顾不了学生长远发展;二是认为设计探究性实验的难度太大,教师力不从心。而且在选择设计探究性实验课题时存在误区,一些教师盲目热衷于物理、化学、生物等自然科学中的高精尖内容,似乎只有这样才能显示物理、化学、生物等自然科学知识的高雅和圣洁。于是卫星的运转、导弹的飞行、纳米技术、干细胞研究等超越学生生活实践的课题比比皆是。长此以往,挫伤了学生对探究性实验的热情,甚至于对这些相关的探究性学习产生了恐惧。
另外,在探究性实验的实施过程中有走向两个极端的倾向。一种是教师只注重激发学生学习的兴趣,在探究活动中经常无果而终;另一种是教师只要上探究性实验课,就高度开放,任凭学生过度自由,课堂效益极低,学生不仅对知识未能掌握,科学探究能力更得不到培养。
此外,在探究性实验的应用上过分依赖于物理、化学、生物等自然科学,数字实验室也不可取。数字化实验室是进行实验研究的一个好工具,尤其对定量分析类和大量实验样本数据的采集、处理方面的优势是常规实验设备无法企及 的,但它的弊端也是显而易见的:实验过程中,实验数据的采集、处理虽然精度高、数据量大、结果更准确,但对学生的动手、动脑以及创新的训练明显不如常规实验。
2探究性实验学习应达到的目标
学生通过探究性研究,将在以下各方面得到发展:获
得对自然科学研究方法——实验法的基础知识和基本技
能,了解并关注社会生活、生产中的各种自然现象;初步学会自然科学探究的一般方法,具有较强的实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力,以及交流与合作的能力;养成科学态度和科学精神,提高对科学和探索未知的兴趣,树立创新意识,增强爱国主义情感和社会责任感;认识科学的本质,理解科学、技术、社会的相互关系,形成科学的世界观和价值观。
尤其在发展科学探究能力方面要初步学会科学研究的基本方法,即学会:客观地观察和描述自然现象;通过观察或从现实生活中提出与物理、化学、生物等自然学科相关的、可以探究的问题;分析问题,阐明与研究该问题的相关知识;确认变量;作出假设和预期;设计可行的实验方案;实施实验方案,收集数据;利用科学的方法处理、解释数据;根据收集的数据作出合理判断;用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点;听取其他人的意见,利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改。
3探究性实验设计教学的基本原则
探究性实验设计模式的组织实施除了遵循探究性教学的一般性原则外,还应该遵循以下原则。
3.1主体性原则:
探究性实验设计关注学生自主设计,把学习的主动权交
给学生。教师要给学生充分探究的机会,让学生面对设计任
务与原有知识和方法技能产生联想,提出解决方案,并实施
方案进行验证。
3.2探究性原则:
必须改变传统的知识呈现方式,将教师认为学生应该掌
握的实验设计方法设计为未知情景,给学生提供隐藏有学习
目标、学习信息的背景资料,为学生创设将实验设计任务与
原有认知水平联系起来的学习情景,将学生置于一种问题状
态,并接触解决未知教学内容的一切材料,在开放的情景中
体验、决断和操作。
3.3实践性原则:
要贯彻“学中用,用中学,学用一体”的思想。教师必须停止说教和唱独角戏,将学生的一切学习活动外化为可感知、可操作的现实事物,如鼓励学生将想法表达出来、组织学生进行演示和讲解等。
3.4统一性原则:
实验设计的探究任务应该经过教师的精心设计,所有引发探究和促进探究的课堂情景应该既与学习任务的解决相一致,又与学生的原有知识结构相统一;既相对于原有水平有一定的差距或矛盾,又保证学生通过探究有解决的可能性。
3.5表现性原则:
由于原理选择、方案设计和探究实践必须让学生实
施,就要求学生个体、小组进行探究后,向其他学习成员
展示自己的观点,将自己的探究以一定的形式表现出来,
而不再是教师直接告知学生可以或应该怎么做,即提倡
每位学生具有参与和表现的热情。
1 科学探究问题情境的创设要满足课堂教学的需要
记得大学老师曾经说过这样的话:“一名好的物理教师应该是懂得精心设计课堂提问,提出更多的问题,留给学生更多思维时间和反馈机会,并在问题的解决过程中进一步抓住教学内容的重点和难点,发展学生思维.”但在实际教学中我们发现“设置问题容易,但想取得相应的效果却很难.”这就说明课堂问题不在于多少,而在于是否满足课堂教学的需要.总之,教师应该依教材内容、难易程度、学生接受水平以及教材前后的关联而选用问题情景.
例如,《超重与失重》教学中,可以从学生实验入手,让学生观察站在磅秤上不动时磅秤的示数和站在磅秤上突然下蹲或突然起立时磅秤示数的变化,让学生寻找几次实验磅秤读数不同的原因.经过实验,学生很快提出“在突然下蹲时,磅秤读数跟在太空中称体重有点象”,从而进一步提出了在平常在生活或故事中所说的“失重”的概念,把课堂教学带入了本节课的中心内容.学生也因此能很清楚的知道本课的重点在于分析产生超重和失重的原因在于物体有向上或向下的加速度,要分清物体处于超重还是失重状态,关键在于对物体进行受力分析,并利用牛顿定律来解决此类问题.
所以,在课堂教学中创设问题情境时,应该是为了知识构建的需要而设计问题,而不能仅仅为了问学生而提出问题,更不能单纯地为了“制造”课堂气氛而问学生问题,应该满足课堂教学的需要.
2 科学探究问题情境的创设要满足学生思维发展的需要
科学探究的问题情境必须考虑学生现有认知水平的需求,问题应生动直观,能够把抽象问题具体化,从而激发学生去发现问题和探究问题.学生只有对这些问题情境进行观察和思考,对实际问题进行一番体验后,才能有所发现,并积极地投入到后续的探究活动中,进而培养学生的发现问题、提出问题、分析和解决问题等能力,达到提升学生思维能力.
2.1 创设的问题情境要新颖、生动
例如,在研究“物体的沉浮”时,关于物体上浮还是下沉,好多同学往往只考虑浮沉物体的密度,很容易忽视液体密度对浮沉物体的影响.为了引起学生对不同液体中物体所受浮力大小不同的注意,可以设置这样的问题情境:首先将一个鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋沉到底部;然后慢慢向水中加盐,并伴有轻微的搅拌,发现鸡蛋竟然奇迹般地浮了起来;随着盐量的增加,最后鸡蛋竟能浮出盐水表面.当学生都感觉很奇妙时,教师可以再次向盐水中加水,随着水量的增加,鸡蛋又开始下沉,当鸡蛋刚好悬浮在盐水中时,停止加水.在此情境下,学生会主动发问:为什么向水中加盐导致了鸡蛋上浮、下沉和悬浮呢?
这样的问题情境所含有的问题对学生来说是未知的,学生自然会产生好奇的心理,必然产生探究的欲望.此时教师顺势引导学生对此进行探究,探究教学自然而然的展开,并在师生互动交流中生成.
2.2 创设的问题情境要难度要适中
教师在创设问题情境时,所设计的问题不能太难或过易,让学生能地“跳一跳,摘桃子”,让学生在解决问题的过程中获得成功的快乐,激发学生的探索精神和学习兴趣.
比如,给初中学生讲解大气压强时,为了让学生感觉到我们周围大气压强的存在,可以采用覆杯实验,取一玻璃杯用硬纸片把杯口盖严,手按住纸片把杯子倒置,放开手后,硬纸片立即下落.若在杯内盛满水后再用硬纸片把杯口盖严,手按住纸片将杯子倒置,放开手后纸片不下落,水也不流出,这表明大气有压强.这种问题情境处在初中阶段学生最佳教学区,可以达到很好的探究效果.然而,如果同样的问题情境放在高中生面前则显然是不合适的,高中生已经完全掌握了这样的概念,对此问题不会有认知冲突,也就不会产生学习动机.
因此,创设的问题情境一定要处在学生的知识水平内.这样一来,学生面对困境但又有解决疑难的可能性,从而可以有效地调动起学生学习的积极性,激发学生的学习热情.
2.3 创设的问题情境要能激发学生思维
教师要了解学生的心理需要,创设的问题情境要能激起不同层次学生的学习热情,使新知识与大多数学生的原有认知结构能巧妙地产生联系.从而使学生在创设的问题情境中产生掌握未知的需要.例如,在学习杠杆之前,学生对力的知识、力的平衡已经有了比较深刻的认识.可以利用阿基米德公元前200多年说过“给我一个支点,我可以撬起地球”创设问题情境,使得学生几乎目瞪口呆.对于学生已有知识显然不能准确地解释这种说法,要解决这样的问题必须对杠杆进行学习.此时学生产生强烈的学习新知的欲望,对杠杆的了解已经迫不及待.教师就可以很好地引导学生观察、讨论、猜想、探究,从中归纳出杠杆的特征及平衡条件.
这样创设的问题情境,符合学生的知识构建过程,不仅与学生已有的知识经验密切联系,而且具有一定思维空间和思维难度,是需要学生经过思考、努力学习才能解决的问题.
3 科学探究问题情境的创设满足贴近生活实际的需要
关键词:化学探究教学;评价
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)12-0094-03
《基础教育课程改革纲要》指出:教材改革应有利于引导学生利用已有的知识和经验,主动探索知识的发生和发展,同时也应有利于教师创造性地进行教学。教材内容的组织应多样、生动,有利于学生探究,并提出观察、实验、操作、调查、讨论的建议。
2011修订版《义务教育阶段化学课程标准》仍然强调注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题,让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法。在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力,为每一个学生的发展服务。这就要求在化学教学中既注重学生知识、技能的掌握,又注重培养学生的科学探究能力和实践能力,还要关注学生在情感、态度、价值观方面的发展。下面笔者结合初中化学,谈谈新课程背景下初中化学探究教学及评价。
一、探究教学要遵循五个原则
1.基础性。初中教育是一种基础性教育。因此,探究教学的重点在于深化学生的基本知识、技能的掌握,培养学生基本的科学态度、观念和方法。
2.实践性。根据初中学生的认知特点,探究教学必须引导学生通过自身实践,包括学习、生活和各种社会实践获得直接经验,并进行发现和创造,掌握现代人必备的学习和生活的基本技能。
3.主体性。在探究教学中,要鼓励学生主动参与,主动思考,主动选择,主动探索,充分发挥学生的主体作用。
4.差异性。个体差异发展是人类开发自身潜能和创造美好未来的需要,探究教学正是要研究差异、满足不同类型学生差异发展的需求。
5.发展性。以满足社会发展需要和学生个体发展需要为目的,培养学生具备终身学习和发展的意识和能力。
二、探究教学的组织和实施
1.创设问题情境。问题情境主要来源与以下几个方面:一是生产实际,二是学生的学习,如:①人呼出的气体全是二氧化碳吗?②如果人呼出的气体不全是二氧化碳,要用什么样的方法来验证呢?③用什么实验装置能得到人呼出的气体不全是二氧化碳的结论呢?④人呼出的气体中除了二氧化碳外,还有什么气体?⑤人呼出的气体中的二氧化碳是如何产生的?……三是科学史料,四是学生的生活经验,如:浓溶液和稀溶液,钟乳石等,五是科学发展前沿,六是社会可持续发展,等等。
2.引导提出假设。引导提出假设,应遵循以下策略:搜索知识、回忆经验、交流讨论、查阅资料、类比分析等。
3.指导设计方案。
(1)探究方案的设计要点。充分发挥学生的主观能动性,充分发挥交流讨论的作用,充分发挥教师的参与和指导作用,关注探究方案中科学方法的教育等。
(2)探究方案的类型。实验探究法、查阅资料探究法、调查访问探究法、交流讨论探究法、推理分析探究法、独立探究法、指导探究法、合作探究法、课堂探究、课外探究(学校探究、家庭探究、社会探究)等。
(3)设计方案的措施:学生设计(独立设计、合作设计)和教师设计(独立设计、指导设计)等。
【探究案例】氧气和二氧化碳气体的鉴别
探究问题:现有两瓶气体,其中一瓶是氧气,另一瓶是二氧化碳,如何鉴别它们?
学生提出的探究方案:
A. 在两瓶中分别放一只害虫,比较它们存活的时间
B. 在两瓶中分别点燃一支蜡烛,比较它们燃烧的时间
C. 在两瓶中分别加入适量的澄清石灰水,比较其混浊的程度
D. 用带余烬的木条检验
E. 在两瓶中分别加入适量水,用紫色石蕊试液检验
F. 称量两瓶气体的质量
G. 在两瓶中分别加入适量水,比较气体在水中溶解的量
H. 在两盛有气体的瓶中分别放一株植物,比较它们的生长情况
……
4.参与收集证据。收集证据阶段教师的作用:教师是学生收集证据的参与者,教师是学生收集证据的组织者,教师是学生收集证据的指导者,教师是学生收集证据的激励者。
5.帮助形成结论。形成结论阶段应关注:培养学生应用科学语言叙述事件的能力、培养学生归纳综合的能力、培养学生构建新的知识体系的能力、培养学生应用结论的能力……
6.培养评价反思。其目标如下:①提高学生的元认知水平;②帮助学生建构知识体系;③提高学生解决问题的能力;④反馈学生的学习情况;⑤提高学生的探究水平等。
三、影响探究教学的因素
1.学生的内驱力。学生在以前的学习和其它学科知识的学习中,已经习惯于以接受学习为主的学习方法,这对在初中化学课程中实现学生从接受式学习方式向以探究为主的学习方式是一个挑战。相对于较多地关注学生对知识和技能的学习的接受式学习而言,探究教学在关注学生的知识和技能有获取的同时,注重学生对科学探究活动的体验和对科学方法的学习,注重学生的情感、态度和价值观的养成。显然,探究教学要比学生接受式学习花费时间和精力,这就需要激发和发展学生参与科学探究的内驱力。
2.学生已有的知识结构和思维能力。学生已有的知识结构会影响学生的探究学习活动,特别是在探究活动的猜想与假设、制定计划、解释与结论等环节中。学生在探究学习中对探究的问题提出猜想和假设,实质上就是运用已有的知识和经验对探究问题的结论做出假设性的解释;学生在探究活动中的制定计划验证假设(特别是制定实验方案)也需要应用已有的知识。因此,学生是否具有探究活动所必需的知识将直接影响到其科学探究活动的进行。
3.教师的科学素养。在探究教学中,教师是激发、鼓励、促进学生学习和探索的引导者、促进者、咨询者、支持者。一支具有较高科学素养的教师队伍,才能鼓励和培养学生究根问底的好奇心、乐于接受新思想与新信息,以及对事物常常持怀疑态度等科学品质,以培养学生的科学探究能力。
4.课程资源的支持。课程资源是指学生和教师用来完成学习活动的各种学习条件,学生的科学探究能力是在探究教学活动中培养和发展的,而探究教学的顺利进行需要课程资源的支持,如实验探究、调查走访、参观访问、查阅资料,等等。这些活动的开展需要有关工矿企业、政府部门、科研院校、大众传媒等的支持。
四、探究教学的评价研究
1.评价原则。根据多元智能理论,评价原则应该是多元化的。
首先,应遵循发展性原则。传统的教学评价有一个基本假设,即学生的学习成绩呈正态分布,只有极少数学生学习成绩优秀,而大多数学生都属中常。为此,评价就要把优异的成绩给予极少数学生,其余的只能获得较低成绩。这样,评价无形之中就变为一种甄别过程。而在这一过程中,只有少数学生能够获得鼓励,体验成功的快乐,大多数学生都成了失败者。而新课程背景下的评价是课程、教学的一个有机构成环节,是促进学生发展的有效手段,不仅仅为了给出学生在群体中所处的位置,而更应让学生在现有基础上谋求实实在在的发展,使其形成自我认识、自我教育、自我进步的能力。
其次,要遵循开放性原则。由于探究教学是一种极具开放性的教与学过程,它势必打破“教师中心、教材中心、课堂中心”的藩篱,必须体现开放性这一原则。评价中应尊重学生的个别差异和个性特点,评价的内容要具有相当的开放性,要涵盖知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等领域;不仅要重视学习的结果,而且要重视学生在学习过程中的表现;不仅要关注学生的学业成绩,而且要关注学生的智力品质和非智力品质;评价中不仅关注学生的现状,而且关注学生的潜力和发展趋势。另外,评价的方式也要多样化,除了纸笔测试之外,还应当多采取观察、面谈、调查、作品展示、项目活动报告等多种方式。做到质性评价与量化评价相结合,以质性评价为主;鼓励与诊断相结合,重在激励;目标评价与目标游离评价相结合,注意个性;自我评价与他人评价相结合,倡导自评。评价的主体也要多元化,改变以往那种教师是评价的唯一主体,学生只能作为被评价者的局面。评价主体不仅是教师,而且应包括学生、学生家长、社会人士等。对学生的发展情况建立共识,形成合力,一起来关心、促进学生的成长与进步。
第三,遵循激励性原则。评价应以鼓励为主,激发每一个学生的上进心,调动其自我教育的积极性,一般不采用等级评价的方法评定学生的表现。教师应当认识到,学生的探究学习是模仿科学家的科学研究活动而进行的一种活动,在本质上仍然是“学习”而不是“研究”。因此,我们不能对学生提出不切实际的要求,比如,对探究过程的严密性、创造性、完整性等,不可求全责备。只要学生在学习过程中体现了某些科学探究的“要素”,比如,提出一些问题、作出一些猜想与假设、制定探究活动计划、进行化学实验、收集一些证据、作出解释与得出结论、反思与评价、表达与交流等,不必面面俱到,都可以认为是探究性学习。有了这样的认识,教师便会欣喜地看到,每个学生都具有探究的能力,每个学生都可以进行探究学习。
第四,要遵循民主性原则。评价者和被评价者在相互平等、尊重的基础上,可以通过协商、讨论、辩论等不同的沟通方式自主地调控评价活动本身。在评价过程中,教师应引导学生自主地开展评价,培养其自我认识的自觉性,并提高其独立的分析能力。在以往的大多数教学活动中,教师始终处于评价者的地位,这固然保证了对学生评价的准确性和连续性,但也存在一些不容忽视的问题,比如,无法考虑每一个学生对自己的认识,可能伤害学生的自尊;学生处于被动地位,不免削弱了他们自我约束、自我负责的态度。在贯彻这一原则时应注意,要将学生自评和集体互评相结合,同时不放弃教师的引导责任。
2.评价功能。
(1)导向功能。化学探究教学评价体系应直接体现出学生探究学习的根本宗旨:要有利于学生改善学习方式,增强学习能力,提高科学素养水平。
(2)反馈和调节功能。评价要更注重教育和学习过程的科学性和合理性。评价的结果并不停留在教师一方,更为重要的是要将评价的结果以科学、恰当、具有建设性的方式反馈给学生,从而让学生对自身建立更为客观、全面的认识,促进其进一步的发展。
(3)发展激励功能。通过积极性的评价,使被评价者获得成功的心理体验,从而更加努力地投入到探究学习活动中去,以至于对探究的对象产生浓厚的兴趣、爱好乃至终身投入其中的志向。
(4)记录成长功能。探究教学的评价倡导多元化的评价内容,以及灵活使用不同的评价方法和手段,尤其重视质性评价方法(如档案袋评价、活动表现评价等),而且强调评价的日常化,所以可以清晰、全面地记录个体成长中的点点滴滴,它是对学生学习活动的连续考察,这对于以发展的眼光来客观评价个体的发展具有深远的意义。
3.评价内容和标准。
(1)发现和提出问题的意识。能从日常现象或化学学习中,经过启发或独立地发现一些有探究价值的问题,能比较清楚地表述所发现的问题。
(2)主动参与探究的意识。学生是否主动地提出问题;是否积极地尝试解决有关问题;是否主动地设计方案,仔细地观察实验现象,是否积极地动手操作;是否积极主动地去收集有关资料;是否积极地思考教师或同学提出的问题;是否积极地参加小组讨论等。
(3)获取和加工信息的能力。评价学生获取信息的能力,主要看学生信息渠道的宽泛性和信息内容的丰富性,这可以通过学生的口头汇报、书面作业、调查报告、小论文等形式反映出来。
(4)探究过程的体验。探究教学强调学生通过“做”来学习化学,它与传统的“读化学”、“听化学”、“背化学”等“坐着学化学”的方式是迥然不同的,它关注学生在探究过程中的体验和感悟。
(5)探究方法的了解。①观察方法:包括观察的目的性、客观性、全面性、思维性。②实验方法:包括基本的实验操作(药品取用、仪器的使用和连接、加热、过滤等)、设计简单的化学实验方案、实验条件的控制意识等。③测定和数据处理的方法:对观察和测量的结果进行记录,并运用图表等形式加以表述。④科学抽象的方法:比较、分类、归纳、概括、分析和综合等。⑤假说方法:能主动地提出有探究价值的问题。
(6)探究情况的交流。①能用口头、书面等方式比较明确地表述探究过程和结果,并能与他人进行交流讨论。②与他人交流讨论时,既敢于发表自己的观点,又善于倾听别人的意见。
总之,化学探究教学能引导学生获得知识与技能,体验学习过程,了解探究方法,形成科学的态度情感与价值观。化学实验是进行探究教学的重要方式,学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。选择典型案例进行探究教学,注重探究方法指导,是在初中化学教学中转变学生学习方式的重要环节。同时,教师也要为了学生的发展而转变角色,成为学生科学探究的引导者、合作者、支持者、促进者、组织者,努力促使学生成为真正的科学探究者。
参考文献:
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