徐石鋒

《科學新課程標準》提出:科學課程將通過科學探究的學習方式,讓學生體驗科學探究活動的過程和方法,發(fā)展初步的科學探究能力。必須讓學生體驗科學探究的過程,學會一定的科學思維方法,以解決自身學習、生活、工作和社會決策中遇到的問題。通過探究活動,為學生的終身發(fā)展奠定基礎,為社會的可持續(xù)發(fā)展提供支撐。為此,在科學課程教學中,積極開展富有針對性的、豐富的、高效的探究活動是提高學生探究能力的重要手段。

有效的探究活動必須是以學生為本,以“學生活動和問題探究”為中心,引導學生自主探究新知,弘揚學生人格主動精神,挖掘學生的創(chuàng)新潛能,能突出地實現(xiàn)三維目標中的一個或多個,促進學生個性全面發(fā)展。在新課程理念的引導下,如何在教學中科學嘗試設計多種多樣的探究活動,合理開展探究性學習,從而達到有效探究,自主建構的目的是每位科學教師在教學活動中亟待解決的重要問題。

一、有效探究的前提:明確探究任務和目標

科學探究的主要目標是使學生領悟科學探究的思想,培養(yǎng)學生進行科學探究所需要的能力,增進對科學探究方法與過程的理解。探究活動的主要目的是為了通過學生的自主學習和討論,深入了解問題產生的原因和解釋科學中的一些現(xiàn)象。一些學生能自主解決的淺顯問題,是不需要組織全班同學積極的進行探究實踐活動的。為此,在科學教學中,如果教師缺乏教學目的性和針對性,一味濫用探究活動,營造表面的“熱熱鬧鬧”的學習氣氛,只能“越探越亂”。如“研究凸透鏡成像特點”時,如果不明確探究的任務就很容易出現(xiàn)這種情況。

要組織學生進行有效的自主探究學習,就是要教師通過文字、語言幫助學生明確每一項探究活動的任務,讓學生把握探究的目標;設置探究問題時要具體,不宜過大,過空,要從學生實際出發(fā),根據教材內容,聯(lián)系生活事件,進行問題設置,同時,問題主次要分明,主線要明了,要讓大部分學生經過努力都能品嘗到探究的成果。應用的器材也不宜過多,操作要較簡便,實驗現(xiàn)象和變化過程應明顯。如“探究影響蒸發(fā)快慢的因素”時明確每一項探究活動的任務,特別是溫度對蒸發(fā)快慢影響時,不要使用酒精燈,只要用手捂熱玻璃就可以了。

二、有效探究的基礎:創(chuàng)設合理有效的教學情境

蘇霍姆林斯基說:“在人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,這就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者,而在兒童的精神世界中這種需要特別強烈?！?學生對科學的興趣是學習科學最直接和持久的內部動力,對學生今后的發(fā)展至關重要。為此,在科學課程教學內容的選擇和組織上,[JP3]應從學生的實際出發(fā),注重創(chuàng)設合理的學習科學的情境,激發(fā)好奇心與求知欲,使學生在探究過程中體驗學習科學的樂趣。[JP]

針對不同課題和內容,教師要選擇適當的方法,如實驗演示、小故事、錄像、掛圖等生動地再現(xiàn)與教學內容有關的自然科學現(xiàn)象、事實,簡明扼要地引入課題,使學生獲得充分的感性知識,激發(fā)學生的求知欲和學習興趣,為下面的探究學習營造良好的氛圍。如在教學聲音的產生和傳播一課時,可以找兩個易拉罐,把膠塞切成與罐口形狀一樣且略大一些,以能塞緊罐口為宜,在膠塞下分別系一個玩具鈴,再塞到罐口上,此時搖動鈴,能發(fā)出悅耳的聲音。學生在自己動手制作學具的過程中,產生了學習興趣。又如在浮力實驗時,可以先導入成語“刻舟求劍”的故事,接著,引導學生思考:為什么舟那么大,那么重還可以浮在水面上呢?從而使學生投入情景之中,產生探究其科學原理的心理動力。

三、有效探究的關鍵:科學設置探究活動

有效探究活動的基本模式是:發(fā)現(xiàn)問題┅ぉお提出問題──確定解決問題的方案──收集資料(實驗操作)──分析資料(或實驗現(xiàn)象數據)──形成科學結論──交流討論──提出新的問題。有效探究活動注重問題的發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決的過程,啟發(fā)學生對新知識、新方法的發(fā)現(xiàn)和探究,使學生親身經歷實驗、體驗研究科學的過程和方法,從而有效提高學生的科學動手能力和思維能力。如在探究金屬鈉與硫酸銅溶液反應現(xiàn)象的實驗中,教師就有針對性地提出了三個引導性問題:①硫酸銅溶液中的溶劑是什么,會不會參與反應?②生成物會不會繼續(xù)發(fā)生反應?③請同學回憶金屬鈉與水反應的現(xiàn)象和方程式。

有效探究活動還應注意三點,一是目標確立要適度;二是目標實施有梯度;三是目標完成有效度。而科學的設置探究活動,“讓學生通過手腦并用的探究活動,體驗探究過程的曲折和樂趣,學習科學方法,發(fā)展科學探究所需要的能力并增進對科學探究的理解”,能確保探究活動的有效性。

四、有效探究的提升:開放實驗,促進有效建構

科學的核心是探究,科學課程應當體現(xiàn)這兩者的結合,突出科學探究的學習方式。應給學生提供充分的科學探究機會,讓學生通過手腦并用的探究活動,體驗探究過程的曲折和樂趣,學習科學方法,發(fā)展科學探究所需要的能力并增進對科學探究的理解。在科學課程中,許多自然事物的本質屬性要通過實驗才能揭示。所以對于實驗的宏觀現(xiàn)象,對于實驗中數據的變化,要善于分析,要透過現(xiàn)象看到本質;通過數據的變化來抽象出概念或規(guī)則,所以探究實驗的過程,往往就是獲得知識的過程。在傳統(tǒng)的實驗教學模式中,課堂演示實驗一般以教師為主體,學生僅僅是旁觀者,沒有直接參與,不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng),也不利于學生自主建構。而在探究型課堂中,學生的主體地位應得到充分體現(xiàn);教師應成為學習的主導者,積極引導學生動腦、動手,通過開放的實驗,在幫助學生掌握實驗原理的基礎上,允許學生用不同的器材、不同的實驗步驟進行實驗。讓學生充分發(fā)揮自己的主體作用,促進學生創(chuàng)造性思維的發(fā)展,通過自主動手探究促進自我有效建構。

在實際教學過程中,可以將教學中的部分實驗進行精心分類,將現(xiàn)有教學素材進行重組,凡是那些操作不過于繁瑣、裝置不過于復雜、安全性比較大的演示實驗,只要實驗條件允許,均可設計成探究性的學生實驗,比如,“空氣中氧氣含量的測定”、“二氧化錳催化過氧化氫溶液的分解”、“二氧化碳的性質”、“碘和高錳酸鉀的溶解性”、“洗滌劑的乳化作用”、“指示劑與酸堿溶液的反應”等。通過這樣的改進,讓學生更直接地面對實驗事實,更清晰地看到實驗現(xiàn)象,往往學生親自動手得出的結論,會比教師演示實驗的結論更具有說服力,同時進一步加強了學生基本操作能力的訓練,培養(yǎng)了學生的觀察能力,提高了學習化學的興趣。這樣,不僅給學生主動探究、自主學習的空間,還讓學生通過自己動手做實驗,體驗到自然科學變化中新物質的生成,伴隨其中的是物體形、色、態(tài)、味的變化,同時又有氣體生成和沉淀析出,或是光、電、熱現(xiàn)象產生。

五、有效探究的完善:分組探究、積極評價

探究是科學學習的重要方法,也是促進學生自我建構的重要組成內容之一?！缎抡n標》要求,通過科學的學習,逐步培養(yǎng)學生敢于依據客觀事實提出自己的見解,能聽取與分析不同的意見,并能夠根據科學事實修正自己的觀點,初步養(yǎng)成善于與人交流、分享與協(xié)作的習慣,形成尊重別人勞動成果的意識。而小組則是學生進行探究活動的基本單位,合理分組有利于培養(yǎng)學生良好的科學態(tài)度、情感與價值觀,使學生初步認識科學的本質以及科學、技術與社會的關系,促成積極的探索學習精神,形成保護自然的意識和社會可持續(xù)發(fā)展的意識及社會責任感。教師在分組時,要充分了解學生,要使每一個小組中好、中、差學生搭配,不同小組內大致平衡,即組內異質,組間同質。通過這樣優(yōu)化的小組組合,既有利于小組內學生之間的互相幫助,開展小組活動,又有利于小組間展開公平合理的競賽。

科學課程為學生養(yǎng)成健康的生活方式,合理地解決個人生活、工作和社會決策中所遇到的問題,為終身發(fā)展奠定基礎。在優(yōu)化小組組成及結構的基礎上,在探究活動的實施中,我們還要注意成員的合理分工,培養(yǎng)學生合作探究的精神,讓每個成員都有事做。合理的分組有利于學生和學生之間積極交流,交流彼此之間的探究方法和探究結果,在交流的同時,可以對彼此的方法差異和優(yōu)劣,從而豐富自己的探究方法,完善自身的探究結果。

在科學探究性的課堂中,要創(chuàng)設安全、輕松的心理環(huán)境,要注重關注每一位學生的成長。善于發(fā)現(xiàn)每一個學生的閃光點,鼓勵學生大膽質疑,接納學生的不同見解,引導學生進行深刻反思和大膽創(chuàng)新。在了解學生合作探究活動成果后,多作鼓勵性評價,使學生感到教師對他的承認和尊重,在課堂上獲得一種心理上的自由。在這種寬松、民主、和諧的教學環(huán)境中才能點燃起學生創(chuàng)新思維的火花。

總之,科學課程將通過科學探究的學習方式,以科學教材中的“活動與探究”為載體,積極引導學生開展自主性實驗活動,這樣,學生在親身經歷的過程中才能體會到知識的產生和發(fā)展過程,在親手操作的過程中才能培養(yǎng)出嫻熟的實驗技能,在小組合作中培養(yǎng)團隊精神,在獨立思考中提高分析歸納問題的能力。通過學生的自主探究、合作探究,促進學學生對科學知識進行自我建構,促進高效學習。