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序论:在您撰写科学探究能力的培养时,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。
科学探究在物理教材中尤其体现在实验上,实验是学习物理的基础,探究性实验作为相对于验证性实验的一种新的学习方式,它是让学生通过科学探究,使学生经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,形成尊重事实,探究真理的科学态度,从而培养学生的科学探究能力和敢于创新的探究精神。笔者从教十几年来通过自身的教学实践,对如何培养学生探究能力有以下见解,仅供同仁参考。
探究性实验与验证性实验相比最大的区别在于:验证性实验在教材中已有完美精确的实验结论,实验之初不必猜想假设,实验完成也没有必要评估交流,学生无论实验效果如何,都可免费享用此结论,甚至不必花费任何气力便可坐享其成,谈不上能力培养。而探究性实验一般没有明确结论,学生实验之初就需认真分析问题,做出合理的猜想,并通过实验,评估交流猜想的正确与否,最终得到一个较为完美的结论。所以我个人认为提高学生的猜想能力和评估交流能力是提高学生科学探究能力的关键点。
1.培养学生的猜想能力,提高探究能力
猜想假设是探究的指路灯,是实验探究的目标。猜想还可吊起学生的胃口,吸引学生积极投入到实验中去,但猜想并非凭空瞎猜,不着边际的胡猜乱想。虽然有牛顿、爱因斯坦在当时看来不可想象的大胆猜想,才有了万有引力、相对论,但这些理论是他们在大量的实验、研究基础上得出的,而非一时冲动,脱口而出。我认为可从以下几个方面培养学生的猜想能力。
1.1引导学生根据生活经验、已有知识合理猜想
初中物理阶段的猜想可引导学生认真分析问题,根据生活经验、已有知识对探究问题可能出现的结果进行科学合理的猜想。这对学生将来在高科技未知领域的研究同样具有指导意义。例如:在探究影响摩擦力因素实验时,引导学生联系实际,根据生活经验:拉一辆车,装的货越重,需要拉力越大;路面越“难走”,拉力越大。猜想:摩擦力大小可能与压力和接触面粗糙程度有关。当然猜想和接触面积大小、物体运动速度有关也是合情合理的,有错误才对正确有更深刻的认识。再如:在探究并联电阻的总电阻时,依据串联电阻的特点很自然猜想出:(1)R=R1+R2,(2)R=R1+R2,(3)R=R1R2……尽管这些猜想都是错误的,甚至不可能猜出正确结论,但同学们都兴致高昂地投入到实验中去,经历挫折后,在老师的帮助下,得出正确结论。无论探究过程、结论,记忆都尤为深刻,使学生探究能力得以快速提高。
1.2培养学生的自信心,让学生敢想敢说
在猜想中,有的学生怕猜错不敢说,这时正确对待猜想特别重要。要让学生明白:你的猜想在“猜想”这一环节中都是正确的,没有错误之说。实验考试中猜想的填空是不能空的,猜上就是正确的,树立学生敢于猜想的自信心。
1.3对于学生的猜想,要不吝鼓励和表扬
恰到好处的表扬和夸奖会使人像喝了蜜一样甜,学生尤其得到老师的表扬和肯定后,更感觉在同学面露了脸,甚为光荣,更加积极思考,认真探究。对于错误猜想,是允许的,教师切忌否定,言语打击,甚至耻笑,否则,学生将低头沉寂,无人敢说。
1.4营造和谐,民主的课堂氛围
上课时,老师板着面孔,对有“动作”的学生怒目而视,甚至大声呵斥,是不会有积极猜想的。给学生营造和谐,民主的课堂氛围,创造一个心理安全和心理自由的环境,学生不再受束缚,没有思想压力,自然敞开心扉,畅所欲言,此时,学生的思维才能处于最活跃状态。创新思维的火花不断绽放,各种猜想才会产生,学生的探究热情将充分展示。
1.5适当引导,循序渐进
探究中的问题,学生不一定有生活经验或知识基础,教师应适当引导,引导学生步步深入,循序渐进。例如:影响电阻大小的因素,学生的猜想往往仅局限于电压、电流,考虑不到这么多,教师要耐心引导,不可急躁。
2.培养学生的评估交流能力,提高探究能力
猜想的正确与否,实验验证固然重要,但实际物理实验不是物理模型,它涉及到很多意想不到的因素,给实验现象和数据带来偏差,导致不完善或不正确的结论所以指导学生做好评估交流,去伪存真,获得探究成功,才能培养更深层的探究能力。
2.1指导学生评估实验步骤设计的是否合理
实验步骤设计的不合理,将不可避免地产生失误。例如:在《测盐水的密度》时,我分给各小组一样的盐水,但测量结果有的组明显偏大,各小组又都坚持自己测的对,经过交流评估他们的实验步骤,发现测量过程中,有的小组是先测出空烧杯的质量m1,再测盐水和烧杯的总质量m2,用m2-m1得盐水的质量,然后倒入量筒测体积,这样做将使所测质量与体积不对应,因为烧杯壁上附着一部分水倒不出。有的小组是先测盐水和烧杯的总质量m,然后减去倒入量筒后剩下盐水和烧杯的质量m1,得盐水质量m-m1。经评估交流,改正了不合理的步骤,提高了探究能力。
2.2评估实验中遇到的新问题
实验结论与学习知识有明显出入,再次正确操作仍然如此,交流评估出现这种现象的原因,是培养探究能力的重要方法。例如:在探究小灯泡的电阻实验中,改变小灯泡两端的电压后,发现小灯泡的电阻也随之改变,得出“电压越高,电阻越大”的结论,这与老师强调的“电阻大小与电压、电流无关”极不相符。通过评估交流得出是“温度”对电阻产生的影响。拓展了学生的知识面,增强了探究的能力。
2.3评估交流实验中系统误差带来的差异,提高探究能力
实验中,器材不可能是理想中的物理模型,不可避免地存在摩擦力,存在电阻,自身重力等,使实验数据与理论计算有出入。例如:理论上,动滑轮省一半力,即F=1/2G,但实验无论多么规范,实验数据都不可能得出F=1/2G,评估原因是动滑轮有重力,有摩擦,不可避免再如:探究串联电路电压规律时,总电压U与各灯泡电压之和总有些误差,评估发现实验电线、灯座存在电阻,而理论分析通常忽略它们的电阻。通过评估,使学生对理论分析和实际实验有了更深刻的认识,为未来更高层次的探究积累了丰富的经验。
2.4评估交流实验是否单一、片面
一、 在教学方式上多采用探究式,培养学生质疑思维能力,形成科学探究的习惯。
1.素质教育的要求需要探究式教学
探究式教学作为新课程倡导的一种新的教学方式,是以探究为基本特征的一种教学方式,以学生为教学主体,并把学生创新精神和实践能力作为发展重点,以学生的自主探究学习为核心,将教学内容与学生的实际联系起来,在教学中创设适宜的探究问题,形成主动的、活跃的、和谐的气氛的学习过程。因此,素质教育的要求需要根据实际教学情况多采用探究式教学,使学生通过质疑、探究过程,从“学会”向“会学”转化,提高学生探究能力。
2.科学新课程顺应探究式教学
宁教版《化学》内容的选择,教材知识的结构编排等顺应探究式教学。化学是一门以实验为基础的学科,学习化学离不开实验,化学新课标教材中实验教学内容发生了很大变化,除了体现在实验内容的选择、实验的呈现方式等方面外,还增加了一部分突出科学探究的实验和突出过程体验、科学方法渗透的实验,而且实验不再分学生实验和演示实验,需要学生做的实验增多。教材知识结构的种种变化,目的是强化学生在实验教学中的自主性,增强对学生创新意识及探究能力的培养。而且教材中还增设了一些与日常生活、自然现象等密切相关的科学小探究,这样可以从熟悉的知识、现象入手,也可以以光盘、实验、多媒体影视中大量的现象为素材,努力创设问题情境,将新知识置于问题情境中,为学生发现问题,提出问题,诱发学生的探究动机,激发学生思维,让学生通过探究分析解决问题,获得新知识。教学中教师应顺应教材知识的结构安排,提供给学生探究空间,培养学生科学探究思维品质、习惯、能力。
例如,学习金属腐蚀时,让学生观察自行车、护栏、铝合金等的生锈,进行调查分析,探究生锈因素及防锈措施,做到掌握第一手材料,增强学生学习的好奇心,激发学生学习相关内容的兴趣,获得新知并能应用所学知识解决实际问题,学以致用。
二、注重科学探究的过程教学,使学生掌握科学探究的方法,逐步树立科学探究的精神,提高科学探究的能力
1. 教学中注重科学探究过程的引导
一个相对完整的探究活动包括提出问题、猜想与假设、制定计划、进行试验、收集证据、分析与评价五个环节。
(1)提出问题是科学探究的前提。“学起于思,思源于疑”,如果没有观察思考发现问题,就不能提出问题,科学探究便无从谈起。在探究教学中要求培养学生洞察质疑问题的能力,自主发现并提出问题的能力。
“最精湛的教学艺术,就是让学生提出问题”。新课程标准要求学生具有较强的问题意识,敢于质疑,敢于思索,逐步形成思考的能力。如何提问?首先需要教师在教学中为学生提供“问题生长“的土壤,使学生想问;进而引导学生针对内容从不同角度以适当方式提出问题,培养问题意识及思维方式,通过一次次探究在潜移默化中逐步交给学生提问方法,形成提问技巧,使学生想问、会问、善问,提高学生提问能力,最终形成提问技巧。
(2)猜想与假设是科学探究先导。引导学生做出合理的猜想与假设,能帮助探究者明确探究的方向和内容,从而为有目的的制定探究计划,设计实验方案奠定必要的基础,避免盲目性,培养学生探究的逻辑思维品质。
(3)制定计划对完成科学探究起引航作用。引导帮助学生制定合理完整的科学探究计划,才得以使科学探究活动有计划进行,顺利完成,培养学生科学探究效率品质。
(4)实验与收集相关证据是进行科学分析的依据。实验现象和相关证据是科学探究得出结论的依据,探究过程中应引导如实纪录实验现象(如化学实验中出现的色、态、味、温度等的变化)、数据等,培养学生科学探究严谨品质。
(5)分析与评价:收集的实验数据并不等于探究的结论,实验数据是对实验事实的客观纪录,探究的结论是在实验现象、数据的基础上通过分析论证所得出的结论或具有普遍意义的规律。在科学探究中,分析与评价是得出正确结论不可缺少的环节,及时恰当分析与评价有利于激励学生学习热情,有利于学生养成严谨科学态度,有利于发展学生的批判性思维,促进学生科学探究能力培养。
在科学探究活动中强调学生的自主性,但也离不开教师的分析指导作用。在学生探究阶段,教师要融入学生的探究活动中,巡视学生探究情况,及时给以指导,分析学生存在的问题、缺陷,使学生选择最合理或设计更合理的方案,避免实验的盲目性或误入歧途等,推动探究活动得以顺利进行。
科学探究过程也离不开教师针对性评价,评价是为了改进和完善科学探究,有效促进学生探究能力的发展。探究活动评价恰当,如激励性评价,可使学生心理上得到满足,体验到成功的快乐,因此强化学习动机、增强学习信心,滋生学习主动性,对学生健康成长和全面发展具有重要意义。在科学探究活动中需要适时、因材、适当评价;需要多视角、多形式、多途径全面评价;需要用动态的观点、发展的观点评价。因此,教师应重视科学探究过程的分析与评价环节,使学生逐步熟悉科学探究的全过程,提高探究问题效率、能力。
关键词:科学探究活动; 科学探究能力; 激发兴趣; 潜移默化
传统教育的培养目标更多地关心学生学到什么,只注重学习的结果而忽略创新精神和实践精神的培养,更忽略了人的发展,人的发展立意为能力的发展。课标突出学生“科学探究”能力的发展,即与物理学相关的自然、生活和社会中的事实、现象等为内容的科学探究能力的发展。
初中物理教材以科学探究为编写主线,科学探究活动灵活地贯穿始终。苏科版物理课本中活动安排有138次,其中课堂中的学习活动占了130次,包括观察、实验、探究、讨论等。今年暑假有所领悟,知足常乐,知不足者成长。本人报名参加《自然的恩典》西安欧亚学院青少年心灵成长夏令营,热心为学员服务成为了营中一位优秀义工,梦想着成长为一名更优秀的物理教师。夏令营里有着强有力的讲师团队,一位陕西省著名的教育心理专家伽南老师讲:“一件事情重复21次进入潜意识,重复100次成为习惯。"我们要培养学生科学探究能力,经过130次的课内活动,其成效是显而易见的。
物理教学中,我觉得要培养学生科学探究能力主要的是:
首先,要激发兴趣。因为“兴趣是最好的老师”,所以现行教材在130多个实验中,都千方百计的从学生兴趣入手。活动1.1 探究声音的产生:一张纸、一根橡皮筋、一个笔帽、一杯水,这些日常生活中常见的物品,怎样使它们发出声音?比比看,谁的方法多?谁的方法与众不同?在这个环节让所有的学生都‘动’起来。用“试一试”给学生勇气完成“比比看,谁的方法多?谁的方法与众不同?”譬如一张纸就有多种发声方法:单手晃动,手指弹纸,双手搓揉,双手猝拉,撕纸片等。具体、直观的感性材料使学生对所学知识感兴趣,从而激发他们的求知欲和探究欲,促进学生的自主性发展。下一个环节是问题的提出:想一想,上述物体发声与不发声时有什么不同?物体发声时有什么共同特征?学生日常生活的声现象集中展示,经过思考提出问题。学生把自己的发现,通过思考,演变为一个具体、明确的物理问题,从‘物体发声与不发声时有什么不同?’到‘物体发声时有什么共同特征?’明确了探究方向。通过‘做一做’让学生体验声音的产生,把手指放在喉咙发声处,讲话时,声带在振动吗?将发声的音叉触及面颊,音叉在振动吗?走下去就是结论。此次活动内容简单,活动环节简单,从活动中能否感觉到老师的和蔼可亲是最关键的,从心理学角度看‘试一试’、‘想一想’、‘做一做’在课堂活动中由老师适时说出来引导学生完成探究声音的产生,是多么好的鼓励性话语,更能激发兴趣和勇气参与到科学探究活动中去。初二学生刚接触物理,良好的开头是成功的一半。
其次,要培养学生的观察力。法拉第曾经说过:“没有观察,就没有科学,科学发现诞生于仔细的观察之中”。对于初学物理的初中学生,尤其要重视对物理现象的仔细观察。因为只有通过对物理现象的观察,才能对所学的物理知识有生动、形象的感性认识;只有通过仔细、认真的观察,才能对所学物理知识深入理解。例如:活动3.5 探究平面镜成像特点,“观察与思考:图3-35是一张令人惊讶的照片,茶色玻璃板后有一支蜡烛,它竟然能在‘水中燃烧’!激起了观察兴趣,‘浇不灭的烛焰’成为观察的目标。请展开你想象的翅膀,说说你提出的问题和猜想。‘这是怎么回事?也许…’引导学生提出问题和猜想。探究平面镜所成的像与物有什么关系使探究过程有了明确的方向,平面镜所成的像就是学生确定的观察目标,实验环节的重点观察:物的像是在镜前还是在镜后?观察并比较物的像与物的大小,把一张白卡片竖直放在像的位置,观察卡片上能否出现物的像恰是所学物理知识重点。又如:学习运动的相对性,老师讲参照物时,许多同学都会联想到:坐在火车上的人,会观察到铁路两旁的电杆、树木都向车尾飞奔而去。这个生动的实例使我们对运动的相对性有了形象的认识。预先的细心观察形成学生的感性认知对学生学习有积极意义。
最后,更要重视物理实验探究。8-9年级的物理课程是在小学科学课程的基础上开设的。在小学阶段已经进行了科学探究的初步实践,并培养了学生的初步科学探究能力。8-9年级学生学习物理的过程中,要注重把所学的物理知识,与日常生活、生产中的现象相结合起来,其中也包含与物理实验现象的结合,因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。更要让学生更多地参与科学探究实践的过程中来,发展科学探究的能力。作为一个刚刚开始学习物理的初中生,要重视课堂内的探究活动。这类活动主要由老师与学生一起,精心设计探究方案,指导学生在课堂内进行。认真观察老师的开示性实验,并鼓励学生课内自己设计实验、动手操作实验。实验是研究物理的基本方法,它对激发学习物理的兴趣,培养学生观察能力、提出问题能力、信息收集能力、信息处理能力、分析概括能力、信息交流能力,提高实验技能,起着非常重要的作用。物理学家进行科学探究一般进行以下环节:发现并提出问题,作出猜想和假设,制定计划与设计实验,通过观察、实验等途径来收集证据,评价证据是否支持猜想和假设,得出结论并提出新的问题。在科学探究过程中交流与合作也是不可缺少的环节。其中一要素或若干要素在130次课内活动中,一丝丝一点点嵌入学生的学习习惯中,起着潜移默化的作用。发现问题和提出问题是科学探究的前提,问题是各个探究环节的核心。猜想不是胡猜乱想,猜想是有一定依据的对问题可能的解释,是科学结论的先导,使探究过程有了明确的内容和方向。学生发现和提出问题虽然是科学探究的前提但也是薄弱环节,应择机引导练习。科学探究是让学生自己动脑、动手发现问题、解决问题。通过每次探究活动,学生能学习、了解某一探究要素所涉及的知识和方法。制定计划与设计实验,通过观察、实验等途径来收集证据,选择好的方法、确定的实验器材、规范的操作、有了科学事实,推理得到科学结论,评价证据发现新问题。
作为一名小学科学教师在学校要培养学生科学探究能力并非是轻而易举的事。以下我就谈一点自己粗浅的看法:
探究活动要满足学生的求知欲。依据学生的好奇心,让学生在活动中获得巨大的满足感,兴奋感和自信心。
要让学生通过亲身探究,从中获得知识,对自然界的有些现象,学生经过亲身探究才能产生认识,才能提出新解释,新假设,新概念,才能做出超越前人的举措。
学生通过亲身探究,思维才能受到锻炼。亲身探究对学生发现问题,解决问题的能力不仅能得到培养,而且也培养了他们的科学精神,科学态度和科学方法。通过亲身探究,学生的思考力,判断力,批评性思维以及创造力也得到了最有效的培养。
学生在探究活动中,也需要合作。探究活动中,学生肯定会发现新问题,当一人难以解决新问题时,就需要大家的合作,交流,向别人去解释自己的想法,倾听别人的想法,审视和改正自己的观点,相互接纳,赞赏,分享所获得的成果,这样就能达到意想不到的效果。具体做法:
1.注意观察周围事物,做到假设与搜索证据。
用自己的眼睛去看、用自己的头脑去想、用自己的双手去做、用自己的嘴巴去说……十分珍惜孩子的好奇心,引导他们注意观察周围事物,鼓励孩子提出问题,引导学生去探索。问题提出来后,教师不是直接给出答案,而是设计好实验和问题,让学生自己去操作和相互讨论。在教师引导和建议下,孩子们自己动手做实验、搜索证据、观察、提问、设想和验证。孩子们要用自己的语言记录下实验过程中的想法、活动情况,与正确答案相比较。
假设是在已有知识经验的基础上对问题所做的可能性回答。例如,对“物体遇冷会收缩吗”这个问题,学生可根据自己生活经验提出各种假设:“物体遇冷会收缩―人冷了就会缩起来”,“物体遇冷不会收缩―教室里的桌子就没有因为冬天而变小”,再如:“把纸和球同时从高处放手,猜哪个先落地”的假设活动,是想让学生分析自己的假设,并在假设的过程中发现:根据经验提出的假设有时是错误的,经验也可能造成假象。我们再用两张同样重的纸(其中一张揉成团)重复上面的实验”是一个拓展活动,同样说明根据经验提出的假设不一定可靠。而搜索证据是通过观察、实验、测量或从可靠信息源那里获取用以回答问题或验证假设的数据及资料的活动。许多重要的科学结论都是建立在假设与搜索证据的基础上的,如魏格纳的大陆漂移说、达尔文的进化论等。因此做为一位科学教师,在培养学生的探究能力时要注意做好下面的工作:
提出问题,而不是直接建议解决问题的方法,这样就为学生提供了探究的机会;提供一个适用于学生的计划方案,提出一系列问题让学生考虑;经常比较计划和实际的探究过程,认识到不是所有的事情都可以预见;在教学上或活动结束时要经常讨论,提议学生去思考如可改进探究方法。
2.在教学过程中要发挥“小组合作学习”的作用来培养学生的科学探究能力。
小组合作学习是以小组活动为主体而进行的一种教学活动合能力,我在小学科学实验课教学中充分发挥小组合作学习的优势,让学生通过阅读、研讨自己设计实验。具体做法是:把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在自己的小组中阅读、思考、研讨,共同填写实验报告,等于是自己设计实验,自己进行操作、观察、分析。培养了学生的实践能力和创新精神。学生带着这些问题认真阅读了教材,然后以小组为单位进行了热烈的讨论,他们互相补充,互相帮助共同填写有关内容。教师巡堂只做启发和点拨。在确定了实验步骤后,各小组按照自己确定的方法独立地操作、记录和分析。
3.做好学生科学探究能力的评价工作。
关键词:小学科学;合作学习;探究能力;培养
长期以来,我们重视知识的传授而忽视了能力培养;注重知识的结果,往往淡化甚至不管知识获得的过程。而人是具有思维活动的,通过人的尝试活动,人逐渐学会思考如何获得成功。人是有感情的,人在尝试活动中,不仅会思考,而且还能从尝试活动本身获得成功的喜悦,尝试成功是一种愉快的学习体验,具有促进进一步学习的动力作用。教学过程中,很多教师用“高效益”的方式将实验的结果得出的规律告诉学生。然后把大量的时间用于反复通过习题训练理解、掌握规律,但这样做恰恰是本末倒置的。教师不把现成的结论直接教给学生,而是在教师的指导下,让学生先去尝试,自己初步解决问题,然后教师根据学生的尝试中的难点,进行引导、点拨。学生在不断地追求尝试活动中的积极的情感体验,把尝试成功作为学习的源源不断的动力,这对激励学生学习的积极性具有重要作用。在探究活动中离不开学生的自主学习,也离不开教师的参与指导。那么,教师应如何培养学生的科学探究能力呢?
1 激发学生的探究欲望
求知欲是学生对学习的一种积极的认识倾向,是学生获得知识,拓宽视野,丰富心理活动的内部驱动力。学生一旦对某一事物有探究的欲望时,就会在大脑中形成最优秀的兴奋剂,促使各种器官处于最活跃的状态,引起学习的高度注意,从而为参与探究提供最佳的心理准备。因此,在课前教师要精心创设能引起学生强烈的探究欲望的“激情”情境,尽可能地引起学生的惊奇、新鲜、疑问、猜测,使探究过程始终对学生有一种吸引力,让学生怀着由惊奇所引起的理智上的震动进入到科学活动的探究中去,去积极地探究其中的无穷奥妙。如:在教学《有趣的磁现象》一课时,我先在手里拿着一根小铁钉,一不小心掉在讲台前的地上,接着请三位同学来帮我寻找,可三位同学忙乎了一阵都没有找到。这时,我拿出一块磁铁给其中一位同 学说,请它出来帮忙找吧。果然,一会儿磁铁就把小铁钉吸起来了,接着,我又请这位同学去吸文具盒里的削笔刀、小剪刀、铅笔、圆珠笔??,这时,同学们个个睁大眼睛,十分好奇,为什么有的东西能吸起来,有的东西不能吸起来呢?于是,同学们个个动起手来实验,通过自己的探究弄清磁铁的基本特征。
2 精心创设学习情境
小学科学作为一门实验性学科,其主要特点是从学生身边的事物出发,大胆质疑,进而对自然进行探究,因此,在教学中,教师应该就身边的事物引导学生生疑、质疑,进而释疑。培养学生敢想、敢问的良好习惯,从而激发学生对科学探究的热情,吸引学生主动投入到实践探究活动中,如在进行"电磁铁"这一知识点教学时,上课刚开始,教师可以提出问题:"听到电铃声我们开始上课,而电铃是怎么样的,你知道些什么?"让学生畅所欲言,进而引导其提出各种问题,为本次教学埋下伏笔,这样的教学首先就有了一个好的开端,在极大程度上激发了学生强烈的好奇心,激发了其探究的热情,再经过教师引导就能够有效地转化为强烈的求知欲望和积极的学习行为。开拓探究空间,引导学生自主探究获得知识固然非常重要,但掌握知识的过程更为重要,因为掌握知识的过程就是培养学生探究能力的过程。在小学科学教学中,应该留出更多的时间和更大的空间,让学生自主思维、任意猜测,教师从中进行引导,帮助学生养成自主探究的良好习惯和积极的获取知识的方法和手段,从而转化为学习研究的能力。
3 发挥合作学习的作用
小组合作学习是以小组活动为主体而进行的一种教学活动。培养学生的合作意识与创新能力,是学校教育的一项重要任务。在小学科学实验课教学中要充分发挥小组合作学习的优势,让学生通过阅读、研讨自己设计实验。具体做法是:把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在自己的小组中阅读、思考、研讨,共同填写实验报告,等于是自己设计实验,自己进行操作、观察、分析,培养了学生的实践能力和创新精神。学生带着这些问题认真阅读了教材,然后以小组为单位进行了热烈的讨论,他们互相补充、互相帮助共同填写有关内容,教师巡堂只做启发和点拨。在确定了实验步骤后,各小组按照自己确定的方法独立地操作、记录和分析。
【关键词】小学;科学教学;探究能力;培养
小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段的核心课程,而科学探究是科学学习的中心环节。科学探究不仅可以使小学生体现到探究乐趣,获得自信,形成正确的思维方式,而且可以使他们认识到什么是科学,什么不是科学。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。皮亚杰指出:“一切真理都要学生自己获得,或由学生自己重新发明,至少由他重建,而不是草率地传递给他。”这就表明儿童是一个发现者、研究者、探索者,而在儿童的精神世界中,这种需要特别强烈。
小学科学教学,特别是边远农村小学要培养学生科学探究能力并非易事,在教学理念上要冲破“应试教育”照本宣科的方式,向素质教育转轨,创造有利实验环境,让学生多动手动脑,培养学生创新的良好素质。结合农村多年教学经验,谈谈如何培养科学探究能力。
1.问题:科学探究学习的动力
在探究学习的第一步就是提出问题,有问题,才有思考;有思考,才有探究;有探究,才有发现;有发现,才会有进步。问题提出可以是由老师提出,也可以是学生提出。如果由老师提出问题,那么提出的问题在严密的科学性的同时也要兼顾学生的年龄特征,让提出的问题贴近学生生活,充满童趣才能吸引学生注意,引起学生的兴趣。在科学探究的教学活动中,我对探究问题进行精心设计,提出一些在学生身边发生的事情或看到的有趣现象,或讲述一个有趣的小故事,引起学生的关注和好奇心,然后提出的问题,激发学生的参与兴趣,科学探究就迈出成功的一大步。如在教学《小河的哭诉》一课时,我在课堂上先出示一组事先拍好的学校周围被污染的小溪的照片,让学生看到小溪里的垃圾成堆,水中泛着泡沫;出示用矿泉水瓶装的污染过的水,让学生看水的颜色,闻水的气味,出示河里的鱼在哭泣的动画,提出问题:小河和小河里的鱼都受到深深的伤害,你们想当侦探吗?想找出那背后的凶手吗?在调动了学生积极兴后,让学生去完成水污染的调查。
鼓励学生提出问题。如果由学生提出问题,教师要为学生创设一种鼓励提问的氛围,让学生围绕课题大胆的提问,提一切问题,并肯定学生的问题。在学生提问过程中教师应该注意倾听和重视所有孩子的提问,并进行适当地记录。要知道教师给孩子的眼神和鼓励对孩子都是特别重要的。一定要让孩子感觉到你重视他的提问,你在倾听他的提问。学生能提出问题说明他们在认真思考,也说明他对此有兴趣,老师让学生合作学习解决他们自己提出的问题,学生会很有积极性,也觉得很有成就感。
2.过程:科学探究能力的培养
在科学探究的过程中通过大胆的猜想,培养学生思维能力和创新能力。无数的发明都是来源于科学家大胆的猜测。在科学的教学中,教师应当鼓励学生围绕问题,根据以往的经验,说出自己的猜想。在大胆的猜想过程中,学生调动以往的知识和经验,根据发展的趋势预测今后发展的过程,训练了学生的思维能力,也在大胆猜想过程中培训了学生的创新能力。在这过程中,教师不要否定学生的假设,即使学生的猜测和假设在目前的情况下根本无法实现,也应该给予鼓励,并让他们充分发表自己的意见,说过理由。
在科学探究的过程中通过小组实验,培养学生的动手能力和合作学习的能力。小学科学教学中,实验内容占了很大的比重,这些实验内容就是让学生自己动手,在小组内合作完成实验内容,锻炼学生的能力。在实验过程中充分发挥小组合作学习的优势,让学生在小组内通过阅读、研讨共同设计实验计划,学生分工合作,共同完成实验过程。具体做法是:把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在自己的小组中阅读、讨论,共同制定实验计划,在确定了实验步骤后,各小组根据成员的特点,学生在小组内分工合作,一部分同学操作实验,一部分同学认真观察,一部分同学进行记录,共同协作,完成实验整个过程。教师巡堂只做启发和点拨。
3.评价:科学探究前进的动力
“活”表现为学生的积极性和主动性。教室里所发生的一切不可能都如教师所预设,学生的思维常常迸发出令人意想不到的智慧火花。
“动”表现为学生真正的动手操作、动眼观察、动脑思考,是探究实践活动的集中概括。
现代教育心理学研究表明,学生的学习过程不仅是一个接受知识的过程,而且也是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程。正因为如此,新课程强调过程,强调学生探索新知识的经历和获得新知识的体验。
一、初中物理教学中“科学探究”的几点特征:
1.物理问题情境特征
问题是科学探究的起点和基本特征。初中物理中的“科学探究”必须努力创设物理问题情境,让学生在物理问题情境中不断发现问题,提出问题。
例如,在学习“物态变化”时,我们利用多媒体向学生展示大雾、雪山、雾凇等自然景观,创设“雾、雪、冰、霜的形成原因”等问题情境,让学生在问题情境中产生疑问,发现问题,提出问题。
2.思维开放特征
“科学探究”是通过发现问题、研究探索,从而获取知识和技能的一种学习形式。因此,初中物理“科学探究”教学,必须具有思维开放特征,必须给学生广阔的思维空间。
例如:在探究“影响浮力大小的因素”的实验中,首先启发和鼓励学生大胆提出猜想,物体受到的浮力大小可能与物体的体积、液体的体积、物体浸入液体中的体积、物体的密度、液体的密度等因素有关。接着引导学生通过阅读教材、网上查阅资料、设计实验进行探究,最后老师总结得出结论。在整个学习过程中,学生思维活跃,体现了“科学探究”思维的开放性。
3.实践探索特征
实践是“科学探究”的灵魂。实施初中物理“科学探究”,必须加强实践探索活动,让学生围绕研究的问题,在实验、观察、统计、读书、查阅资料、搜集信息、访问、调查、分析现象和数据等大量实践探索活动中,提高实践能力。
例如,在“简单机械”的教学过程中,我带学生走进社区的健身场所,让学生在自己的实践活动中,探索简单机械的知识。把“科学探究”延伸到广阔的生活实践中,学生探究的兴趣浓厚,个人能力也得到提升。
4.学生主体特征
在初中物理“科学探究”中,应体现物理学研究方法的教育特征,让学生成为这种研究活动中的主体和受益者。
例如,在“研究影响液体蒸发快慢的因素”的教学中,我选择了学生自主学习的教学方式,学生以小组为单位,先猜想影响因素,再设计验证方式和途径,然后进行实验,最后写出实验报告。学生做了“比较湿毛巾折叠晾晒与展开晾晒”“比较一杯开水和一杯冷水蒸发”“比较一杯水和一桶水的蒸发”等大量实验,教学活动全过程充分体现了学生主体特征。
二、老师在“科学探究”过程中的角色和任务
教师在“科学探究”活动中担当设计者、组织者和参与者,并必须完成以下几个方面的任务:
1.精心设计“科学探究”活动
教师是“科学探究”活动的设计者。教师要通过各种途径设计创设物理问题情境,引导和鼓励学生自主地发现问题,设计解决问题的方案,调查研究,收集和分析资料,最终解决问题,得出结论并进成果交流活动,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
2.认真组织“科学探究”活动
在整个“科学探究”活动中,教师的组织作用主要体现在:
(1)指导学生确定探究方向。探究方向通常围绕一个需要解决的实际问题展开,教师要培养学生自主地发现问题,设计解决问题的方法,帮助学生确定探究方向。
例如,在引入“压强”概念的教学过程中,首先要引导学生明确探究方向,探究影响压力作用效果的因素,让学生的思维活动做到有的放矢。
(2)指导学生的科学探究过程。①指导学生设计实验,进行实践活动。②指导学生收集、分析和利用信息。③指导学生写好“科学探究”报告,及时记载研究情况和个人体验,为以后进行总结和评价提供依据。
(3)指导学生合作、交流,分享“科学探究”的成果。
(4)指导学生对知识和能力进行扩展和巩固,养成探究习惯。
3.积极参与“科学探究”活动
教师本身也是“科学探究”的积极参与者,教师的积极参与本身就是对学生的最大鼓励,有助于调动学生的积极性,增进师生情感,便于有针对性的进行指导。
4.对学生的“科学探究”活动作出评议
评议的主要目的是了解学生的学习和发展状况,以利于改进教学、促进学习,提高每个学生的科学素养。
例如,在教学中,我把学生 “科学探究”活动的文字性材料及时在班级或小组内分析评议,让学生在积极自主参与评议的过程中提升探究能力。
总之,教师应成为 “科学探究”过程中信息交汇的枢纽,成为交流的组织者和建议者。给予学生适当的鼓励和指导,帮助他们建立自信并进一步提高学习积极性。
三、在 “科学探究”活动中培养积极的情感态度与价值观
在物理“科学探究”过程中,切忌单纯从应试角度片面关注探究的过程、模式和思维方法。要积极关注学生在探究活动中的各种道德表现和引导学生正确价值观的发展,从而使科学探究活动成为学生一种高尚的道德生活和丰富的人生体验。
例如,在和学生共同探究了“做功”和“热传递”改变物体内能的多种方式和实例后,我对“热传递”的知识进行适当的扩展,让学生思考:“冬天和夏天吹空调时风栅的角度问题”,让学生充分体会到物理的实用性和无穷的智慧。学生会伴随着知识和能力的获得,变得越来越有爱心、有集体意识、有责任感、有智慧、有方法、有教养。