時間:2023-07-31 17:02:28
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇科學探究能力的培養范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
傳統教育的培養目標更多地關心學生學到什么,只注重學習的結果而忽略創新精神和實踐精神的培養,更忽略了人的發展,人的發展立意為能力的發展。課標突出學生“科學探究”能力的發展,即與物理學相關的自然、生活和社會中的事實、現象等為內容的科學探究能力的發展。
初中物理教材以科學探究為編寫主線,科學探究活動靈活地貫穿始終。蘇科版物理課本中活動安排有138次,其中課堂中的學習活動占了130次,包括觀察、實驗、探究、討論等。今年暑假有所領悟,知足常樂,知不足者成長。本人報名參加《自然的恩典》西安歐亞學院青少年心靈成長夏令營,熱心為學員服務成為了營中一位優秀義工,夢想著成長為一名更優秀的物理教師。夏令營里有著強有力的講師團隊,一位陜西省著名的教育心理專家伽南老師講:“一件事情重復21次進入潛意識,重復100次成為習慣。"我們要培養學生科學探究能力,經過130次的課內活動,其成效是顯而易見的。
物理教學中,我覺得要培養學生科學探究能力主要的是:
首先,要激發興趣。因為“興趣是最好的老師”,所以現行教材在130多個實驗中,都千方百計的從學生興趣入手?;顒?.1 探究聲音的產生:一張紙、一根橡皮筋、一個筆帽、一杯水,這些日常生活中常見的物品,怎樣使它們發出聲音?比比看,誰的方法多?誰的方法與眾不同?在這個環節讓所有的學生都‘動’起來。用“試一試”給學生勇氣完成“比比看,誰的方法多?誰的方法與眾不同?”譬如一張紙就有多種發聲方法:單手晃動,手指彈紙,雙手搓揉,雙手猝拉,撕紙片等。具體、直觀的感性材料使學生對所學知識感興趣,從而激發他們的求知欲和探究欲,促進學生的自主性發展。下一個環節是問題的提出:想一想,上述物體發聲與不發聲時有什么不同?物體發聲時有什么共同特征?學生日常生活的聲現象集中展示,經過思考提出問題。學生把自己的發現,通過思考,演變為一個具體、明確的物理問題,從‘物體發聲與不發聲時有什么不同?’到‘物體發聲時有什么共同特征?’明確了探究方向。通過‘做一做’讓學生體驗聲音的產生,把手指放在喉嚨發聲處,講話時,聲帶在振動嗎?將發聲的音叉觸及面頰,音叉在振動嗎?走下去就是結論。此次活動內容簡單,活動環節簡單,從活動中能否感覺到老師的和藹可親是最關鍵的,從心理學角度看‘試一試’、‘想一想’、‘做一做’在課堂活動中由老師適時說出來引導學生完成探究聲音的產生,是多么好的鼓勵性話語,更能激發興趣和勇氣參與到科學探究活動中去。初二學生剛接觸物理,良好的開頭是成功的一半。
其次,要培養學生的觀察力。法拉第曾經說過:“沒有觀察,就沒有科學,科學發現誕生于仔細的觀察之中”。對于初學物理的初中學生,尤其要重視對物理現象的仔細觀察。因為只有通過對物理現象的觀察,才能對所學的物理知識有生動、形象的感性認識;只有通過仔細、認真的觀察,才能對所學物理知識深入理解。例如:活動3.5 探究平面鏡成像特點,“觀察與思考:圖3-35是一張令人驚訝的照片,茶色玻璃板后有一支蠟燭,它竟然能在‘水中燃燒’!激起了觀察興趣,‘澆不滅的燭焰’成為觀察的目標。請展開你想象的翅膀,說說你提出的問題和猜想?!@是怎么回事?也許…’引導學生提出問題和猜想。探究平面鏡所成的像與物有什么關系使探究過程有了明確的方向,平面鏡所成的像就是學生確定的觀察目標,實驗環節的重點觀察:物的像是在鏡前還是在鏡后?觀察并比較物的像與物的大小,把一張白卡片豎直放在像的位置,觀察卡片上能否出現物的像恰是所學物理知識重點。又如:學習運動的相對性,老師講參照物時,許多同學都會聯想到:坐在火車上的人,會觀察到鐵路兩旁的電桿、樹木都向車尾飛奔而去。這個生動的實例使我們對運動的相對性有了形象的認識。預先的細心觀察形成學生的感性認知對學生學習有積極意義。
小學科學課程是一門以培養學生科學素質為宗旨的義務教育階段的核心課程,而科學探究是科學學習的中心環節??茖W探究不僅可以使小學生體現到探究樂趣,獲得自信,形成正確的思維方式,而且可以使他們認識到什么是科學,什么不是科學。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。皮亞杰指出:“一切真理都要學生自己獲得,或由學生自己重新發明,至少由他重建,而不是草率地傳遞給他。”這就表明兒童是一個發現者、研究者、探索者,而在兒童的精神世界中,這種需要特別強烈。
小學科學教學,特別是邊遠農村小學要培養學生科學探究能力并非易事,在教學理念上要沖破“應試教育”照本宣科的方式,向素質教育轉軌,創造有利實驗環境,讓學生多動手動腦,培養學生創新的良好素質。結合農村多年教學經驗,談談如何培養科學探究能力。
1.問題:科學探究學習的動力
在探究學習的第一步就是提出問題,有問題,才有思考;有思考,才有探究;有探究,才有發現;有發現,才會有進步。問題提出可以是由老師提出,也可以是學生提出。如果由老師提出問題,那么提出的問題在嚴密的科學性的同時也要兼顧學生的年齡特征,讓提出的問題貼近學生生活,充滿童趣才能吸引學生注意,引起學生的興趣。在科學探究的教學活動中,我對探究問題進行精心設計,提出一些在學生身邊發生的事情或看到的有趣現象,或講述一個有趣的小故事,引起學生的關注和好奇心,然后提出的問題,激發學生的參與興趣,科學探究就邁出成功的一大步。如在教學《小河的哭訴》一課時,我在課堂上先出示一組事先拍好的學校周圍被污染的小溪的照片,讓學生看到小溪里的垃圾成堆,水中泛著泡沫;出示用礦泉水瓶裝的污染過的水,讓學生看水的顏色,聞水的氣味,出示河里的魚在哭泣的動畫,提出問題:小河和小河里的魚都受到深深的傷害,你們想當偵探嗎?想找出那背后的兇手嗎?在調動了學生積極興后,讓學生去完成水污染的調查。
鼓勵學生提出問題。如果由學生提出問題,教師要為學生創設一種鼓勵提問的氛圍,讓學生圍繞課題大膽的提問,提一切問題,并肯定學生的問題。在學生提問過程中教師應該注意傾聽和重視所有孩子的提問,并進行適當地記錄。要知道教師給孩子的眼神和鼓勵對孩子都是特別重要的。一定要讓孩子感覺到你重視他的提問,你在傾聽他的提問。學生能提出問題說明他們在認真思考,也說明他對此有興趣,老師讓學生合作學習解決他們自己提出的問題,學生會很有積極性,也覺得很有成就感。
2.過程:科學探究能力的培養
在科學探究的過程中通過大膽的猜想,培養學生思維能力和創新能力。無數的發明都是來源于科學家大膽的猜測。在科學的教學中,教師應當鼓勵學生圍繞問題,根據以往的經驗,說出自己的猜想。在大膽的猜想過程中,學生調動以往的知識和經驗,根據發展的趨勢預測今后發展的過程,訓練了學生的思維能力,也在大膽猜想過程中培訓了學生的創新能力。在這過程中,教師不要否定學生的假設,即使學生的猜測和假設在目前的情況下根本無法實現,也應該給予鼓勵,并讓他們充分發表自己的意見,說過理由。
在科學探究的過程中通過小組實驗,培養學生的動手能力和合作學習的能力。小學科學教學中,實驗內容占了很大的比重,這些實驗內容就是讓學生自己動手,在小組內合作完成實驗內容,鍛煉學生的能力。在實驗過程中充分發揮小組合作學習的優勢,讓學生在小組內通過閱讀、研討共同設計實驗計劃,學生分工合作,共同完成實驗過程。具體做法是:把實驗的目的、名稱、器材、步驟、現象、結論等要素設計成空白實驗報告提供給學生。學生在自己的小組中閱讀、討論,共同制定實驗計劃,在確定了實驗步驟后,各小組根據成員的特點,學生在小組內分工合作,一部分同學操作實驗,一部分同學認真觀察,一部分同學進行記錄,共同協作,完成實驗整個過程。教師巡堂只做啟發和點撥。
興趣是最好的老師,在教育活動中盡可能調動學生的積極性和主動性,如果學生在活動中能感受到有趣、快樂,就會愿意主動參與,寓教于樂,這樣教學效果就會事半功倍,提高吸引力。蘇科版初中教材就是以科學探究為核心的,突出了以學生為本,注重科學探究,讓學生在科學探究中學到新課程標準要求的知識和技能,體驗到探究的樂趣。教材中有很多科學探究的引入,這些是編寫組成員精心設計的,有一定的新穎性。例如:“探究平面鏡成像的特點”時教師首先根據教材做一個魔術引入,魔術前向學生設問:“蠟燭可以在火中燃燒嗎?”絕大多數學生大膽回答“不能”。然后教師展示魔術,教師在茶色玻璃后放了一支蠟燭,它竟然能在“水中燃燒”,大多數學生都發出驚奇的感嘆:“怎么可能啊,肯定有詐!”在學生興致高昂的時候揭開魔術謎底,實質上是平面鏡成像,由此引入課題,探究平面鏡成像的特點,這樣學生在自然而然中快樂地進入今天新課知識的探究中,才有可能提高學生的探究能力。
一、設計多樣化,提高學生分析能力
科學探究一般由提出問題、猜想與假設、制訂計劃與設計實驗、進行實驗與搜集證據、分析與論證得出結論、提出新的問題、交流與合作七個環節構成,而這七個環節的結構關系是環環相扣、彼此促進的。在學生的科學探究過程中,可以涉及全部要素,但筆者認為一開始七個環節全部由學生探究完成,難度太大,教師也反映這樣會比較費時耗力,完不成教學任務,所以筆者認為教師可以根據班級實際情況及探究內容確定,有選擇性地重點涉及某個或某些探究環節進行探究設計。
例如:“探究動能大小與哪些因素有關”一節教學中,通過對學情的詳細分析,如果探究目標確定在培養學生設計實驗的能力上,那么探究設計的重點就放在“制訂計劃和設計實驗”上。又如“探究充水玻璃管中氣泡的運動規律”的實驗中,若重點是為了培養學生根據數據畫出氣泡運動的路程與時間的關系圖像,并分析圖像,試著找出勻速直線運動的規律,所以探究的重點可設計在數據和圖像分析與歸納上,引導學生分析數據間的關系,得出實驗結論。這樣,在不同的探究實驗中,通過多樣的設計,讓學生有所側重地體驗某一個或某幾個探究環節,通過教師長期有的放矢的訓練,學生的探究能力一定可以一步步得到提高。
二、觀察方法多,增強學生觀察能力
初中物理教學通過觀察實驗的方法學習物理知識,在學生周圍有很多可以觀察的事物,但現在的學生往往視而不見,不會觀察,更談不上提出有價值或值得思考的問題,這也不能全怪學生,他們為了應付中考需要做大量脫離實際、重復的練習,所以教師首先要在觀念上端正,需要加強引導學生注意觀察,減少學生的死記,教材中有許多給學生觀察發現的機會,教師在平時探究實驗中可以教學生一些觀察的方法。當學生參與了實驗活動,發現了許多自己未曾注意到的現象,提出一些希望能夠解決的問題,他們的好奇心就被激發出來。
教師在實驗探究過程中,可以有目的地對學生進行觀察訓練,掌握科學的觀察方法。方法一:整體全面觀察。例如“探究光的反射規律”的實驗中,既要觀察角的大小關系,又要觀察線的位置關系,更要判斷三線是否共面。又如“探究冰的熔化特點”時引導學生觀察整個物理現象發生的過程、產生的條件、熔化的特點。這樣從多角度、全面對實驗現象進行觀察,全面分析各種現象的聯系,才能得出正確結論。
方法二:按順序觀察。如“探究凸透鏡成像規律”中,①在u>2f區域,成倒立縮小的實像,②在u=2f處,成倒立等大的實像,③在f
方法三:在對比中觀察。“探究冰、燭蠟的熔化特點”時引導學生對比觀察冰、燭蠟熔化時有什么相同之處,又有什么不同之處。讓學生在對比中發現規律,獲得清晰印象,加深對知識的理解和記憶。
中圖分類號:G612 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2015)23-0074-01
幼兒科學教育作為幼兒園教育的重要組成部分,對于培養幼兒的科學興趣,具有非常重要的作用。因此,我們必須重視幼兒科學教育創新,發現幼兒的科學潛能,全面提高幼兒的科學素養。
一、創新科普主題,培養幼兒科學認知能力
隨著幼兒科學教育理念的不斷更新,幼兒教育已經從傳統的知識積累逐漸向培養幼兒的創新能力和認知能力不斷轉變和發展。教師在科學教育中通過科普主題的創新,將幼兒作為主題設定的主體,結合幼兒發展的心理和特性,設定緊貼幼兒生活的主題活動。在一次“分豆豆”主題活動中,老師通過一個小故事帶入活動主題,講述做飯阿姨不小心將黃豆和大米混在了一起,請求小朋友幫助將它們區分開,幼兒助人為樂的情緒和精神被激發,紛紛提出自己的辦法。這時,老師拿出一把漏勺,讓大家猜測這漏勺是如何幫助阿姨將黃豆和大米分開的。通過老師的演示及部分幼兒的實踐操作,讓幼兒分析為什么大米會從漏勺的洞里漏出去,而黃豆為什么不會。最后,舉行分豆豆比賽,將幼兒分為2~3組,看哪組分出來的黃豆最多、最干凈,使幼兒由傳統的知識接受變成主動思考和探索。整個活動的開展按照引出、演示、操作、分析、鞏固的流程,突出幼兒的語言表達、思維反應、動手操作及行為認知等多方面的培養,有效地針對該階段幼兒以行動思維為主導的年齡發展特征,用直接行動思維取代具體形象思維和抽象邏輯思維,幫助他們最快、最好地獲得科學知識。
二、改善科普環境,激發幼兒科學探究能力
改善科普環境指通過為幼兒創設多樣性的科普教育環境,讓他們在幼兒園的每個空間、每個角落、每塊墻壁都能發現無所不在的科普知識。在走廊、樓梯、過道等地,和幼兒一起利用圖片、文字、繪畫、小制作、照片等,進行科普教育主題的環境布置。如自然角中琳瑯滿目的果實和種子;動物角中栩栩如生的小動物;科學角中有趣的放大鏡、顯微鏡、磁鐵、彈簧等;植物角中各式各樣的盆栽、蔬菜等。我們曾在植物角擺放了幾個空花盆,然后和幼兒一起種上白菜、黃瓜的種子,讓幼兒親自澆水、打理,觀察種子漸漸發芽、逐漸長大的過程,體驗科學的探究樂趣。在圖書角,放置了許多科技圖書,如《科學小超人》《我們愛科學》《十萬個為什么》等,讓幼兒在生活化的科學教育中兼具知識化,使幼兒潛移默化地受到科學的熏陶,激發幼兒的科學探索興趣。
三、優化科普資源,培養幼兒科學觀察能力
科普資源是幼兒科學教育活動開展的基礎和保證。充足、富有探索性的材料資源,能有效促進幼兒科學素質和創新意識的形成和發展,讓幼兒通過豐富的科普資源載體進行觀察、感知、質疑、探索、操作和創新。例如,讓幼兒認知酸、甜、苦、辣味道的時候,將四個玻璃杯中分別裝滿檸檬汁、糖水、苦瓜汁和辣椒水,作為科學教育的資源,讓幼兒通過品嘗直接體驗。在學習不同動物的叫聲時,將各種動物的叫聲進行錄音,在課堂中播放,讓幼兒通過聽來辨別小動物。在學習動物的角時,以卡片的形式,讓幼兒觀察小鹿、羚羊、牛、山羊等不同的角,通過觀察對比,說出動物們頭上的角有哪些形狀、功能。這一訓練還延伸培養了幼兒對周邊事物外觀特征的觀察??破召Y源豐富多樣,只有通過做好科普資源的充分運用和開發,才能為科普活動的展開提供豐富多彩的道具,讓幼兒在輕松愉快的氛圍中,提高觀察能力、體驗能力及科學認知能力。
四、豐富科普形式,提高幼兒科學動手能力
科普資源的豐富多樣使得科普形式逐漸趣味性、多樣性。動手做、游戲樂為主的幼兒科學教育方式體現了幼兒的愛游戲、愛活動的天性,完全符合幼兒的學習特點。通過開展多樣化的科學教育形式,更有利于培養孩子動手、動腦能力,拓寬幼兒對于科學認知的廣度和深度。在“小小藝術家”活動中,讓孩子收集形狀、顏色各異的樹葉,然后觀察葉子的形狀,通過簡單的拼貼、裁剪做成一幅藝術作品。也可以通過拓印的方式,將樹葉涂上顏色,然后在白紙上根據樹葉的形狀和紋理印出不同的花紋,在這一過程中,不僅培養了孩子的觀察能力、動手操作能力,還有助于提高孩子的審美力和創造力。同時,通過教師的正確引導,可以讓幼兒觀察樹葉的形狀和紋理,讓數學中枯燥的圖形認知,與科學教育緊密聯系,使圖形直觀化、形象化。再如“快樂千足蟲”活動中,讓孩子模仿蟲子在草地上爬行,有的向前蠕動,有的匍匐前行,有的縱向爬行。在這一活動中,孩子不僅形成了主動探究的能力和意識,還鍛煉了身體反應和活動能力。
因此,應該繼續重視科普教育,為幼兒創造多層面、全方位的科普環境,不斷創新科普主題、科普形式,使幼兒在體驗科學研究樂趣的同時,獲得科學素養的提升。通過創新科普主題,改善科普環境,優化科普資源,豐富科普形式,對幼兒進行科學教育,指導幼兒主動探索客觀世界,培養幼兒科學認知能力,激發幼兒科學探究能力,培養幼兒科學觀察能力,提高幼兒科學動手能力,進而初步理解科學,意識到科學的重要意義。
參考文獻:
我在教學《觀察我們周圍的材料》時讓學生觀察自己隨身攜帶的物品,書包和教室里的設施,分辨它們分別是用什么材料做成的,他們對于“塑料”、“金屬”、“木頭”、“紙”等材料早已“耳熟能詳”,所以對這四種材料特性的探究也頗感興趣。從難度來說,淺顯的、便于兒童掌握的,而不是高深的、超越兒童認知水平的。從對知識的掌握程度來說:只要知道就行,只要能夠把知道的知識應用于日常生活,由此逐漸養成科學的行為習慣和生活習慣。而不去強求深刻理解、靈活應用甚至進行發明創造。因此學生對材料的軟硬、柔韌性、吸水性、沉浮能力的不同,知道即可,不去苛求為什么這樣。
如果單純把教育局限于認識上,即使他的知識非常廣博,他的靈魂也是匱乏而不健全的。我認為新課程改革中知識目標應放在低位,更應該突出過程與方法、情感態度與價值觀的目標達成。如在《觀察我們周圍的材料》中,材料是學生生活中常見的,他們每天的學習、生活無不與材料打著交道,但他們對此只是被動地關心和接受,很少有學生去有意識地關注和研究,更沒有人意識到不同的材料還有不同的特性。隨著對材料特性的觀察和實驗,教師應充分利用學生強烈的好奇心和潛在的求知欲,教他們嘗試用多種方式來研究身邊熟悉的事物。此時,學生不再是被動的接受者,而是充滿創造力的“生成者”。材料的顏色,大小、形狀,這些物理性質已不能滿足他們對物體特性的描述。我確定學生的學習內容是:辨別材料的過程與方法。在探索材料的物理性質的同時,也體驗到認識一件事物,可以有各種各樣的方法。在探究不同材料特性過程中,學生會用觀察和實驗來研究材料,能夠運用多種方式(語言、文字、符號)將觀察到的現象表述出來,并且愿意與同學合作交流,體驗合作與分享的快樂。在課堂中,把科學知識和其他教學材料都當作幫助學生形成良好科學素養和促進學生發展的手段,圍繞幫助學生形成良好的科學素養和促進學生發展來設計過程和開展過程,來獲得巨大的教育價值。
二、以自主探究體驗為核心
在小學科學教材中設計了大量的探究性活動。希望學生對每一個科學概念的發展都是建立在已有認識、探究所獲得的事實和邏輯思維加工的基礎之上。探究既是科學課程學習的目標,又是科學學習的方式。學生學習科學的主要途徑是親身經歷探究過程,我們在科學課堂中提供充分的探究機會,使學生像科學家那樣在進行探究的過程中,體驗學習科學的樂趣,增長科學探究的能力,獲取科學知識,形成尊重事實、善于質疑的科學態度,了解科學發展的歷史。因此,我常常設計以下的探究機會讓學生來親身經歷、感悟體驗,從而理解科學。
1.創設情境
如教學《誰更硬一點》時,先讓學生猜一猜:塑料筷、金屬筷和木頭筷誰更硬一些?我們努力使學生的學習過程有所創新,設計猜一猜是學生綜合的觀察探究,學生描述的科學方法的訓練,也增加了趣味性,充分發揮了學生的判斷能力,既培養了學生的表達能力,又調動了大家共同參與的學習積極性。
2.采用“頭腦風暴”式的研討方式
學生分組研討,暢所欲言,對原有知識交流的過程,是進行反思的過程,也是產生新問題的過程。充分尊重學生的學習意愿,體現以學生為主,以人為主的主體教學方式。如:綠色開花植物是從哪里來的,它們的一生發生了哪些變化?
有人說:“過度使用天然材料不好,那么我就全部用人造材料來替代?!蹦銓Υ擞惺裁纯捶??為什么?
通過研討,突出研究的問題,喚起學生關心社會、關心環境的意識,體現“科學――技術――社會”的綜合課程特點。
3.自行設計實驗方法
1.創設情境,引導學生發現問題,提出問題
如,“電磁鐵”一課,學生在實驗時發現電磁鐵也有南北兩極,我沒有告訴他們原因,而是抓住時機,引導學生從矛盾現象出發提出問題:南北極不同與什么有關?為什么材料相同,電磁鐵南北極不同呢?這樣就激發了學生強烈的好奇心和求知欲。
2.實驗假設,促使學生設計探究方案解決問題
一些科學實驗,可以讓學生根據以往的知識經驗獨立設想,設計出實驗方案,自己動手進行操作實驗。如,教“水的三態變化”一課時,在學習“霜是怎樣形成”時,讓學生根據露水的形成,設計一個霜形成模擬實驗,小組討論后,選擇所需材料,自主進行探究活動,最終發現規律。
二、拓寬培養自主探究興趣的空間
1.培養學生積極發現問題,敢于提問,勇于求異、實事求是的科學態度
例如,教學“導體與絕緣體”一課時,有的學生提出這樣的問題:“頭發導不導電?骨頭導不導電?水導不導電?”這些大膽的提問,也正是探究精神的真實體現。
2.讓學生盡情表達交流,交還學生的探究權力
如,教學“聲音是怎樣產生的”一課時,講臺上擺著的各種能發聲音的材料:鑼、鼓、音叉、橡皮琴、鐵盒、鋼管,問:“這些物體就這樣放在這里不動,它們能發出聲音嗎?”學生個個回答:“不能?!庇谑?,我讓學生以小組為單位,分別去擺弄這些材料,直至能發出聲音為止,最后一致得出“聲音是由物體的振動產生的”。
如何在科學課中培養學生的科學探究能力,便成為我們首要研究的問題。如何落實這種教學理念呢?結合我自身的教學實踐談點粗淺的認識。
一、建立新型的師生關系
探究模式的實施與探究能力的培養,需要打破常規,建立新型的師生關系,因為教學是師生雙邊活動,教學質量的高低直接取決于教學氛圍和師生關系的和諧程度。營造一個生動、活潑、民主的課堂教學氛圍是培養學生探究能力的重要前提和保證。贊可夫說:我們要努力使學習充滿無拘無束的氣氛,使兒童在課堂上都能自由“呼吸”。在一個開放、民主、充分尊重個性的環境和心理氛圍中,學生的創新思維才有可能進入狀態。古人說:“親其師,信其道。”課堂中教師與學生、學生與學生間不僅是知識的傳遞,也是情感的交流。當我們在互動過程中,達到“相互信任,彼此尊重,融洽相處”時,學生就成了真正的學習主人,因此每節課學生應掌握的主要的科學概念必須由教師引領、組織學生通過科學探究的方法,自己得出來,絕不可以由教師給出。給學生敢想、敢說、勇于創新的機會。試想,教師板著一張臉,學生對老師唯唯諾諾,學生又怎能說出自己的真實想法,他們只能是一切聽老師的,一言堂,不敢質疑,又談何創新。
二、創設問題情境,引出探究主題
探究是有講究的,教師要通過巧設懸念,將好奇心轉化為求知欲,繼而轉化為探究興趣。在課的開始部分,設計一個能使學生產生新奇感,并能使學生產生極大研究興趣的問題導入新課。根據多元智能理論,我采用多元導入,常用的方法有猜謎語、演示法、談話法、游戲法、故事法等等。盡量從學生熟悉的生活現象入手,找學生感興趣的話題,培養了學生的問題意識。學生天生的好奇心又能夠促使學生作進一步深入細致地觀察、思考和探索,從而提出探究性的問題。創設問題情境,提出問題,繼而自主合作探究,突出了學生為主體,把學習的主動權真正回歸于學生。營造一個積極、寬松、和諧的課堂教學氛圍,讓學生成為“問題”的主體,成為一個個的“問題信息源”,那么,學生學習的積極性和主動性將被大大激發。如,在教學《降水量的測量》一課時,我是這樣設計教學情境的:謎語:“千根線,萬根線,落到水里看不見?!睂W生說:“雨?!蔽艺f:“真聰明,猜對了!是雨。”我又說:“我們通常通過什么來描述天氣?”學生說:“云量、降水量、氣溫、風?!蔽艺f:“降水是天氣的一個基本特征,雨是降水的形式之一,常見的還有什么呢?”學生說:“雪、冰雹等?!蔽艺f:“最近的一次降雨,雨下得大還是???你們是如何判斷它的?”(學生匯報。)我說:“到底同學們說得對不對呢?我們已經學習了怎樣觀測云量、氣溫、風,那么你們有什么問題要問老師呢?”學生說:“我們怎樣才能準確地知道雨下得有多大?用什么來觀測降雨量?”我說:“好,這節課我們就學習第五課《5.降水量的測量》?!保◣煱鍟n題。)就是為了創設“引發學生的爭執”的問題情景,便于學生在觀察的過程中產生問題分歧,在爭執的過程中產生解決問題的辦法,從而激發學生研究問題的興趣,引導學生自行自主探究。
三、科學探究要有正確的方法
科學探究是獲取科學知識的主要方法??茖W探究大體包括的要素有:提出和聚焦問題,設計研究方案,收集和獲取證據,分析數據、得出結論,表達與交流。認識到探究不是模式化的線性過程,而是循環往復、相互交叉的過程。因此探究教學,首先是調動學生學習的積極性,提出問題,然后是教師精心組織進行指導,最終解決問題,其中關鍵的是授人以漁,也就是教學方法論。所以無論是科學課上,還是在孩子的生活、學習和工作中,讓其能夠自己去發現問題,自己想辦法去解決問題,這才是我們科學教育的核心問題,也就是以提高孩子的科學素質為宗旨。而以問題作為我們教學的切入點,可以提高孩子對科學的理解力。所以說,現在的科學教材首先是訓練孩子能夠認真地觀察周圍的世界,使他們善于發現問題、提出問題、解決問題,讓學生能夠提出有探究價值的問題,本身就是科學教育的一個重要目標。學生如果具有這種能力,也說明他已經具備一定的科學素質。就學習過程來說,產生問題才能激發學生的探究欲望,強化學生的學習動機,因此根據學科特點,科學探究的方法主要有操作、制作、種植、飼養、采集、測量等,研究的方法主要包括觀察的方法、提出問題的方法、實驗的方法、查找資料的方法、思維加工方法以及撰寫調查報告、實驗報告和小論文的方法等。這樣,激發了學生觀察的積極性,很好地培養了學生的探究能力。
以上,是我在科學課的教學中如何培養學生探究能力的粗淺做法,我堅信,只要教師不斷探索,具備責任心、事業感,那么小學生的科學探究能力一定會不斷提高,讓我們攜起手來,在科學的天地里,在中國夢的感召下,沿著科學探究的星光大道,領著孩子,帶著夢想,為理想遠航,共同開創科學教學美好的明天。
一、問題的提出:
傳統的課堂教學模式基本是灌輸――接受,學生的學習方式基本是:聽講――記憶,理解――練習――再現教師傳授的知識。整個教學過程學生往往被老師牽著走,教師設計好教學的每一步,實際教學時來回控制,把學生引向預定的結果,而當學生提出與教師的預定結果不相一致甚至相反意見時,往往被教師斥之為“異想天開”、“胡思亂想”,從而扼殺了學生猜想的天性,這樣培養出來的學生,對學習缺乏積極性,不愿意思考問題,只是盲目地等待教師給出的正確答案或結論,以此養成了學習上的被動與惰性,毫無疑問的,當他們邁出校門走向社會時必然缺乏競爭力,缺乏創新的激情與活力。現今,新一輪課程改革正在如火如茶地進行,廣大教師試圖用探究性教學來改變這一切,使學生的創造性思維得到很好的發展與培養。但是,在當前的課堂教學上,探究式教學往往流于這樣一種形式:教師引導學生遵循課本上正確的推理邏輯,預定的探究程度和表面的實驗操作,來驗證書本上科學知識的正確性。這樣的探究教學必須會使學生形成這樣的科學觀與探究觀:探究學習、科學實驗只不過是在證明一個已知結論的假設而已。這樣的探究學習其實已失去了探究活動的濃郁味道和勃勃生氣,名為探究,實為外顯,表淺的實驗操作與驗證,學生的探究體驗膚淺,更談不上對知識真偽的辨別與意義構建,久而久之,學生便會失去科學探究的熱情與興趣。因此,筆者認為,面對一個問題,需要開動腦筋,大膽猜想,提出各種可能的假設,然后組織學生進行討論、設計與驗證,才能使學生真正體驗科學探究的樂趣,艱辛體驗挫折感與成就感。從而真正起到培養學生創造性思維能力的目的,這才是科學探究的精神所在,也是探究教學的目標所在。
二、猜想的重要性
首先從科學探究的整個過程來看,科學探究的主要環節有:提出問題――猜想與假設――制訂計劃與設計實驗――進行實驗與收集證據――分析與論證――評估、交流與合作。在這一過程中,提出猜想,樹立假設是科學研究問題的核心環節,它決定探究的方向,同時又是學生認識事物的第一自我判斷,對于培養學生探究問題的能力而言,應該說,提出猜想,樹立假設比驗證更為重要,沒有對問題探究的猜想與假設,染色也就談不上驗證,因此,在學生的探究式學習中大膽而正確的猜想與假設是非常重要的。
第二,從猜想的思維過程看,猜想是指在觀察、操作或根據已有知識經驗的基礎上對問題的發展趨勢或本質規律進行歸納,判斷的思維過程。因此,猜想并非瞎猜,是以一定科學事實和理論為依據的,具有科學性的特點。同時,猜想又是一種超前思維,具有一定的猜測性,與已成為真理的理論相區別,它的結論是否正確還需通過實踐檢驗,因而具有證偽性的特點,它能激起學生強烈的探究與驗證欲望,進而激發學生的創新思維能力。再者,猜想又是一種創造性的思維方式,一切創造活動都需經過認真思維,作大膽猜想才能實現,猜想思維往往能透過紛繁復雜的現象直接涉及事物的本質,重新排列已有的認識,創造出新形象,或在已有認知基礎上提出新的見解,這些正是創造性思維的特征,因而猜想具有創造性,培養與發展學生的猜想能力,是培養學生創造性思維能力的最佳途徑。
第三、從現代教育心理理論來看,猜想符合學生好奇、大膽、敢于嘗試的心理特點,猜想為學生提供了展示自己才能的自由空間,當學生發現自己的猜想是正確的并為實驗所證實時,心理就會產生一種滿足感與成就感,因而更能促進其探究問題的興趣;當學生的猜想被事實證明是錯誤時,在其腦海中便會留下深刻的印象,加深其對知識真偽的辨別與體驗,并為構建正確的知識體系作準備,只要正確引導,亦能激發其再度猜想,探究的熱情,以滿足自身的好奇心與求知欲,正如愛因斯坦所說:“我內心深信,科學探索的發展主要在于滿足對科學的如步與對純粹知識的渴求”;因而,猜想之于學生各方面主動學習和主動發展具有十分重要的意義。
第四、從自然科學的發展史來看,猜想思維在基礎學科的發展過程中是普遍存在的并起著不可低估的作用;如道個頓(原)假說:阿佛加 分子假說:促進了當時化學研究的深入與發展;胡克關于物體相互作用與距離平分成反比的猜想為牛頓發現萬有引力定律打下了堅實的基礎;法拉第由“電生磁”進而大膽猜想“磁生電”而發現了電磁感應定律,并為電與磁統一奠定了基礎,普朗克關于能量量子化的猜想打開了近代物理學的大門……可見偉大的猜想造就了非凡的智慧,科學是從想象開始,沒有想象就不可能有創造的意向,便不能進行創造,只有想象和大膽的猜想才能產生假說,同時想象和猜想又能激勵創造。因此,在物理教學與實踐中有意識、有計劃地鼓勵、培養學生的科學猜想能力具有十分重要的意義。
三、學生猜想能力的培養方法
首先要改變教學方法,培養學生的猜想習慣
傳統的灌輸――接受式教學,教師總是要求學生課前先預習,課堂認真聽,課后要復習,學生在預習過程中其實已知道相關的結論在教學過程中其實不可能有異于書本知識的猜想,這對于培養學生的猜想能力顯然是不利的。因此筆者認為采用探究式教學,教師首要的一條是不能讓學生進行課前預習,只有把學生置于一種未知結論的情景下才能有效地開展猜想與探究。筆者曾經聽過一堂縣級公開課,教學內容是《庫侖定律》,任課老師試圖用探究式教學,師生共同猜想――實驗驗證的出點電荷相互作用力大小計算公式――庫侖定律。當教師要求學生猜想一下點電荷間的相互作用力與哪些因素有關時,有學生馬上回答點電荷間相互作用力與兩帶電體間的電量的乘積成正比,與點電荷間距離的平方成反比。學生馬上將結論得出,弄得上課老師十分尷尬、被動。事實證明,學生在已知結論情況下是不可能真正進行猜想的,因為一切的猜想與假設在已知結論面前是顯得那么的多余和蒼白無力。因此也就談不上對科學知識獲得過程的體驗,從而掌握科學的思想方法,培養自己的思維能力。
同時要注意挖掘教材中的探究點,注意預設問題的梯度性設問必須由易到難,引導學生去思考、探究,養成對問題的猜想探究的好習慣。
其次、改變教學觀念,營造猜想氛圍
試想,在教學活動中,教師板著一張臉,學生繃著一張臉,在老師不看置疑的權威目光下,學生能進行大膽的猜想嗎?實踐證明是不可能的。因此,在師生互動的探究活動中,教師應發揚民主教學,成為學生學習活動的組織者、引導者、任命者,要摒棄“師道尊嚴”舊思想、舊觀念,積極投入到學生群體中去,與學生打成一片,構建和諧、民主、平等的新型的師生關系;同時,教師要鼓勵學生積極思考、大膽猜想,敢于提出問題,敢于提出不同見解,敢于大膽質疑,敢于向權威挑戰,真正讓學生暢所欲言。當學生的猜想與假設合理時,教師要進行表揚、鼓勵,當學生猜想出現錯誤或偏差時,教師要進行引導和糾偏,師生共同對猜想與假設進行討論,設計與實驗驗證,共同體驗科學探究的樂趣。實踐證明,只有在這種民主、輕松、和諧的氛圍中,學生才能毫無壓力地解放思想,大膽猜想,積極探究,其創造潛能才能最大限度地得到發揮、發展。
第三要適時啟迪,培養學生的猜想信心
“沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發現”,要讓學生充分認識到猜想的重要性。在平時的教學中,要有機地滲透科學史中科學家由大膽猜想而導致重大科學發現與科研成果的事例,以激發學生的創新意識,培養學生創新思維的“靈感”和意向,例如在進行有關電磁感應中,可以引導學生模仿法拉第由電生磁的實驗事實,逆向思維作出磁能否生電的大膽猜想,進而進一步引導學生一起探究如何能使磁生電,如何設計實驗檢測出由磁生電的電流?如何由把導體棒置于強電場中使其產生電流的靜態思維,到移動導體棒的動態思維,而發現產生感應電流的條件,并進一步猜想,如果導體棒沒有切割磁感線運動能否產生感應電流?并最終發現產生感應電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化這一科學結論,在此基礎上教師再進一步啟發和引導學生猜想這一產生感應電流的閉合回路中的感應電流大小與哪些因素有關?如何設計實驗來定量討論探究它們之間的定理關系,并最終由實驗定量的出法拉第電磁感應律的數學表達式,在這一探究式教學過程中,教師應是學生探究活動的組織者、引導者、合作者,當學生進行猜想的,教師要善于抓住其創意加以表揚,培養其猜想的積極性自信心。有了猜想后,還要注意培養學生不管正確與否都要親自動手與證明的良好習慣,一旦猜想被證實,學生就會有一種成就感,猜想的積極性會更高,而一旦學生的猜想不正確時,教師要注意適時啟迪與引導,有意識地保護學生的猜想積極性,并且教師也可以把自己作為學生中的一員去積極參與學生的猜想與反駁,有時甚至可以有意提出錯誤的猜想與假設,被學生所反駁、證偽,這樣,既能使學生感受到科學探究的巨大力量,同時也能使學生深切體驗科學探究的過程,加深對科學知識的理解,培養他們的創新思維的能力,也才能使學生走出學習只是為了用正確結論去解題的應試教育的誤區。
第四要開展多種活動,提高學生的猜想能力
除了在課堂教學上采用探究式教學外,為了提高學生的猜能力,在課外教師還可以提出不帶結論的問題去讓學生去討論,辯論去猜想,或以小論文形式,或以辯論會形式或以設計小實驗、小發明等多種形式,提高學生的猜想能力。例如,在進行磨擦力知識教學后,可以以“假如沒有磨擦”為題,要求學生以小論文形式展開大膽而合理的猜想,世界將會怎么樣?我們的生活將會有哪些改變?再在進行完有關萬有引力知識教學后;可以布置學生思考,結合宇宙大爆炸理論,布置學生猜想,萬有引力作用使天體間有相互靠近趨勢,而大爆炸理論認為現在宇宙還處于不斷膨脹之中,今后宇宙演化趨勢如何?是一直膨脹下去?還是要回塌宿回來?等等,象這樣的例子還很多,它要求我們廣大教師充分挖掘書本知識及課外活動的探究點以提高學生的猜想能力。
當然猜想畢竟是猜想,在進行論證前不能作為真命題,教師可舉出一些不正確事例對學生進行科學態度和科學精神教育,為防止學生胡亂猜測或模式化,可以讓學生充分地猜,并要求說明這樣猜的理由,與此同時,我們教師要積極加以引導。一位哲人說得好:“知識是創造的基礎,想像是創造的翅膀”,而想象的主要形式是猜想,讓我們放飛猜想的翅膀。盡管有時猜想的結果可能是錯誤的。在平時的教學實踐中努力去開發和培養學生的猜想能力,只有這樣,我們才能更多的培養出言于想象力,富于創造性的人才,以適應與促進時代科學的發展,為人類社會的發展作出更大的貢獻。
參考文獻
要培養學生的探究能力,首先要激發學生的探究興趣,激起學生的探究意識。學生只有具備了自覺的探究意識,才能投入到積極的探究活動中去。在教學中,教師要有目的地為學生提供各種參與機會,創造良好的學習氛圍,巧妙地激發學生探究的興趣。
1、實驗激趣。用演示實驗的方法來創設情境提出問題,引發探究。
例如我在教學《沉與浮》時,我先告訴學生我有一支聽話的滴管,然后演示實驗:將滴管放進一個裝滿水的礦泉水瓶中(滴管口朝下),蓋緊瓶蓋,我說沉,就用力擠壓瓶子,滴管就會往下沉;我再說浮,就松開手,滴管又會上浮。這個實驗激起了學生極大的好奇心,他們個個躍躍欲試,既想自己動手做做,又想知道這其中的奧妙,有效地激發了學生對科學探究的濃厚興趣。
2、故事激趣。用講故事的方法來創設情境,提出問題,引領探究。
如在教學《奇妙的護身術》一課時,先讓學生講一講小壁虎借尾巴的故事,然后讓學生思考:“故事中小壁虎憑借什么本領逃避敵害的?”由于學生對故事感興趣,自然引發“大自然中的形形的動物還有哪些奇妙的護身術本領保護自己、逃避敵害的?”這一問題,從而使學生產生探究興趣。
二、科學實驗,培養探究能力
學習科學必須有一定的實驗能力。包括實驗設計、實驗操作、實驗觀察記錄、整理記錄資料等方面的能力。在科學課堂上,在教師的指導下,通過實驗,讓學生親自實踐,主動去探究知識,獲取新知識,是提高探究能力的有效途徑。
比如我在教學《鹽到哪里去了》一課,“不同物體與水混合后,不一定都能溶解”我就讓學生做這樣一個探究性實驗:沙、鋸末、鐵粉、白糖、食鹽分別與水混合,并攪拌相同次數,并觀察現象。對比混合后和之前的猜想有什么不同,根據觀察到的現象給物體分類,并由此引出溶解的概念。課后延伸,回家后找一找生活中的物體,并自己進行實驗,看是否會溶解。課后,學生研究興趣高昂,認真地參與實驗,探索出生活中哪些物體能夠溶解。所以這樣的教學內容就突破了課堂時空對于學生發展的限制,而著眼于對生活的探索,提倡讓學生走出課堂,面向社會,關注環境、關注自然、關注人類的發展,關注自己的發展。使他們通過觀察、提問、設想、動手實驗、表達、交流等探究活動,獲得了知識。并在活動中體驗到科學探究的過程、建構基礎性的科學知識、獲得初步的科學探究能力,培養了學生的科學素養。學生們在整個學習過程中,個個興趣盎然,積極參與到各項活動中去,并在活動過程中愿意與他人合作、交流想法。使他們在學習中都體驗到成功的樂趣。
三、合作交流,提高探究能力
合作交流,討論辯論能提高學生發現問題,探討研究問題,解決問題的能力。例如在教學《鹽到哪里去了》一課物體與水混合后怎么再分離出來的內容時,學生爭著來發表自己看法。有的說:“沙子顆粒較大,我們用沉淀的方法就能分離出來?!庇械恼f:“鋸末和水混和后,有的沉下去了,有的還漂浮在水中,所以用沉淀的方法就行不通了,可以用過濾網把它過濾出來。”有的說:“混和在水中的鐵粉可以用吸鐵石吸出來?!庇械恼f:“溶解在水中食鹽,既不能過濾也不能沉淀,我們可以采用日曬或加熱的方法來把它分離出來?!?/p>
集體合作交流的思維,能有效地促使每個小組的成員由感性認識逐步向理性認識發展。經過辯論,去粗存精,去偽存真,逐步使學生對紛繁復雜的現象之間的關系,獲得較深刻的理解,在培養探究能力的同時形成了一定水平層次的科學概念。通過討論,提高學生發現問題的能力、研究鑒別的能力、概括評價的能力以及語言表達的能力。
四、現代教育技術,加強探究能力
學生是學習的主體,學生學習的動力是內驅力,而探究就需要一種內在的激勵力量。如果學生對開展的探究活動具有強烈的欲望和追求,這種內驅力就會把學生的探究欲望充分地調動起來,從而持久地投入探究活動。創設恰當的情境,能充分激發學生的求知欲,創造愉快學習的氣氛,促進學生積極、主動地探求知識。
如五年級科學《物體在水中是沉還是浮》一課教學時,可以通過層層設疑,激起了學生探究的欲望,使學生主動參與探究。教師上課伊始,出示木塊、石塊、鐵塊、泡沫等物體,問學生“誰知道哪些物體會浮,哪些物體會沉?”學生根據體驗,知道“鐵塊、石塊會沉,木塊、泡沫會浮?!睅熢賳?“什么樣的物體會沉,什么樣的物體會浮?”生答:“重的物體會沉,輕的物體會浮?!睅熢龠M一步設問:“一根木頭和一枚鐵釘相比,哪個重,哪個輕?哪個會沉,哪個會浮?”……使學生產生要搞清楚究竟“哪些物體會沉,哪些物體會浮”的欲望。緊接著讓學生進行實驗探究,引入本課的教學。
又如,在六年級科學《電磁鐵》一課教學時,教師首先出示電池一節、導線若干、長鐵釘一枚。提問:“誰能利用這些材料把老師粉筆盒中的大頭針吸出來?”學生在此之前已接觸過磁鐵,知道只有磁鐵才能吸出大頭針來,而老師手中的材料卻是電池、導線、鐵釘。于是學生便對這個問題產生了濃厚的興趣,有了強烈的探究欲望。
二、準備材料,引導學生觀察探究
觀察是科學研究中的一種非常重要的認知方法。兒童天性好奇,他們對事物或現象都想問個為什么,更想親手去摸一摸、聞一聞,教師就可以根據兒童的年齡特點和能力水平積極開展觀察活動。在課前先做好充分的準備,布置好學生收集準備用來觀察的材料,在上課時,根據教材的內容先讓學生提出問題,再引導學生按照一定的順序深入觀察。在觀察時,除了引導學生用眼睛看外,還用各種感官參與,全面認識觀察的事物。如四年級《各種各樣的花》一課教學時,教師課前布置收集各種各樣的花,然后帶回學校上課時用,上課時就讓學生提出問題,了解學生想知道花的哪些知識。在拿出一朵花讓學生觀察后,再介紹花的各部分名稱,接著讓學生拿出自己收集的各種各樣的花進行觀察,并且從外到內把花的每一部分都分離出來,觀察每一部分的形狀和顏色,并做好記錄。然后把結果分類,小結出完全花和不完全花的初步概念。在介紹花里的“育嬰房”時,也是讓學生對解剖開的一朵花仔細觀察,從中認識子房和花藥。這節課主要是讓學生對各種各樣的花進行觀察探究,使學生了解花的結構和其它特征,知道花的作用。觀察探究在這節課中,起到很重要的作用。
三、保證探究時間,鼓勵學生自主探究
課堂上,教師應提供學生足夠的探究時間,鼓勵學生自主、合作探究。
1 給足時間,放手讓學生自主探究
兒童的天性是活潑好動,樂意在游戲和活動中學習知識,有著強烈的求知欲望。但在傳統的科學課堂上,往往被過于嚴肅的“管教”和“八股式”的套話,把自主探究的積極性壓抑了下去。因此,在課堂教學中要力求體現學生的主體地位,放手讓學生參與學習活動。留給學生一片自主探究的空間,保證思考、探討問題的時間,讓他們經歷知識的發現、問題的思考、規律的尋找、結論的概括、疑難的質問乃至知識結構的建構過程。在豐富多樣的自主探究活動中,學生的生命潛能和創造精神就會獲得充分釋放。只有充分相信學生的內在潛力,留給學生充足的時間和寬松的空間,讓他們去自行探究,才能激發他們的創造潛力。
如在三年級科學《磁鐵有磁性》一課教學時,如果只按教材要求讓學生做一遍驗證實驗,這種幾乎是“無思維”的操作,怎能激發和培養學生的創造欲望和能力?我是讓學生這樣實驗的:把多根磁鐵、磁針、放磁鐵的小車與吊磁鐵的鐵架臺等器材分發給各實驗小組,任由各組的同學“玩”,要求“玩”中有所發現,發現越多越好,并在各組實驗的基礎上進行師生互動交流研討。這樣,學生很快就能總結出磁鐵的各種性質。