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科学探究是学生在学习课程和现实生活的情境中,通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动,获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。在学生学习过程中,教师帮助学生搭建科学的探究平台,有利于培养学生科学知识与技能、科学方法与能力,科学行为与习惯,科学精神、态度和价值观的科学素养。让学生经历科学探究过程,有利于促进学生学习科学的研究方法,领会科学的探索精神、实践能力以及创新意识,促进学生养成良好地思维习惯、敢于质疑、敢于创新的科学态度。下面通过《科学探究:欧姆定律》(以下简称《定律》)一节教学为例,谈谈如何通过搭建科学探究平台,以达到培养学生科学素养的目的。
一、突出学生是科学探究的主人,有利于为学生科学素养的形成注入动力源泉
传统的教学方式倾向于知识的灌输,过分侧重于知识的传授,容易使学生对学习失去兴趣、失去信心和热情。新课程改革强调学生是学习的主人,要通过科学探究等渠道,促使学生对学习产生兴趣,同时观察能力、分析能力、创新思维能力等方面得到发展。如在《定律》一节教学中,我通过分组合作、共同探究、交流成果的形式:首先是根据学生个体差异,又能够互相信任、相互配合的学生,按4~6人分成若干合作小组;其次是根据岗位需要,进行成员分工,如设有小组长、实验操作员、活动记录员,他们能在不同活动中轮流换岗,使每个学生都得到发展,培养学生的合作探究、合作交流能力;第三是注重合作探究技巧训练,如让学生间进行合作交流、小组讨论,开展“小组目标达成”、“小组间竞赛”、“小组辅助个人”等活动,确立了学生是学习的主体,同时也让学生感受到自己是探究的主人和担当小小科学家的幸福,无形中产生了巨大的学习动力,培养了他们的合作精神和竞争意识,提高了学习效率和创造性思维能力。
科学探究过程中,要让学生这个主人当得更好、学得更有成就,也离不开教师的“导”。“导”的作用是在于使没有科学探究愿望的学生产生探究愿望,不懂得探究方法的学生探索出恰当方法,遇到困难时,给予及时的点拔和指引,让学生从老师的关爱中获得战胜困难的勇气和力量,从而敢去探究、会探究。“导”的方式可以通过设立问题、交流讨论、个别辅导、师生结队、生生互助等方式,引导学生形成会去独立思考、能够大胆想象、乐于动手操作的科学态度,使每一个学生都得到发展、都能够成为探究活动的主人。
二、更新科学探究的教学内容,有利于培育学生热爱科学的兴趣和热情
兴趣是激发学生进行探究的最大动机,当人们对某个问题有了兴趣,那问题就会象磁石一样吸引他,随时随地、自觉不自觉的引起他的注意和思考,激起学生以百倍的勤奋、百折不挠的毅力去探究问题,以达到清楚的理解。因此,教师应在现有教材安排的探究内容上,根据学生的现有水平和能力,适当更新科学探究的教学内容,从多角度激起学生的学习兴趣和热情。如在《定律》一节中,演示实验:让学生观察同一小灯泡在不同电压下的亮度,不同小灯泡在同一电压下的亮度;引导学生通过实验现象对比,猜想电流与什么因素有关;在探究时,让学生设计电路图,并比较各电路图的优缺点,选择实验器材,设计记录数据的表格;思考:电流表、电压表对实验结果是否有影响?滑动变阻器在电路中起了什么作用?要得到正确的结论应做几次实验?这些教学内容的安排与问题的设计,极大的调动了学生科学探究的欲望与学习热情,有利于推动学生进行更深层的科学探究。
三、营造良好的探究氛围,有利于为学生科学素养的形成增添自觉性
探究活动的本质特征是教师不把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生,取而代之的是,教师应营造良好的探究氛围,为学生创造智力活动和交往的环境,让学生通过探究活动发现有利于这种探索的学习方法和认知策略。在《定律》一节的整个探究活动中,课前设计好有利于学生进行探究的平台,如为学生分好小组,创设相互交流的空间;印发包含有实验记录、数据分析的实验报告;鼓励学生对问题、假设、实验、结论的解释进行描述,并分小组进行记分;激发学生对提出的问题找到依据、对假设及设计实验找到科学的方法,如:灯炮的亮度与电流大小有关,电流可能与电压、电阻有关,在受多个因素影响时应怎样进行实验?以上环节的设计,将会增添课堂的探究氛围,改变为探究而探究的现象,达到通过探究培养学生的思维及良好的合作习惯。
教师对学生做出全面的评价也有利于创造良好的探究氛围,如关注学生的个体差异,对做得好的及时表扬,做得不足的及时指导,发动同学间相互评价与点评,达到共同提高。在总结欧姆定律时,同学们就得到多种答案:一种答案是,导体两端的电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比,导体的电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;一种答案是,导体两端的电压一定,导体的电阻与通过导体的电流成反比,导体的电阻一定,导体两端的电压与通过导体的电流成正比;究竟那一种答案是正确的,同学们展开了激烈的争论,不仅为找到正确的答案加深了印象,而且还调动了学生主动探究的积极性及潜能,让每一位学生学会自觉地、有效地进行科学探究。
四、重视科学与社会生产和生活相结合,有利于让学生懂得科学的有用和实用
《物理课程标准》中提到的课程基本理念之一:从生活走向物理,从物理走向社会,物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣。课标告诉我们,科学探究教学应重视与社会生产和生活的结合。如在《定律》一节教学后,我让学生思考如何测导体的电阻,除了用伏安法还有没有其它方法,若只给一个电压表(或电流表)和固定电阻怎样测导体的电阻,请学生设计和讨论,有的同学动笔设计、有的同学借助实验器材进行演练,都想把自已所学的内容得到好好地发挥;让学生计算:当通过家用灯泡的电流为0.45A时,电丝的电阻是多少?某小灯泡的工作电压是3.8V,允许通过的电流是0.15A,能否将其接在6V的电源上,若要接上,应怎么办?让学生讨论:家用灯泡在亮的瞬间容易烧断,还是在正常工作时容易烧断?动员全班同学动起手来,亲身实践、讨论所学知识,体会到所学知识的实用性。
在学习了《科学探究:决定电流做功大小的因素》一节后,又让学生与《定律》一节的教学内容相联系,探究导线与电炉相连,为什么在使用中电炉的电阻丝热得发红、而导线却不怎么热;让学生探究电路故障:断路和短路现象。这些实验的安排,不仅增强科学探究的深度和广度,而且加强了知识与生活的联系,让学生懂得学以致用,形成能用科学探究来解决现实问题的好习惯。
五、优化各项探究措施,有利于培养学生良好地科学态度
优化各项探究活动的措施,不仅能节省时间、增强学生的主动性和积极性,而且能进一步提高探究活动效益。
首先是选好实验器材,在《定律》一节教学中,要选择接触良好的滑动变阻器、电压足够的电源等,让学生懂得要获得实验的成功就得选择好的实验器材;其次是教师做好充分准备,安排好实验程序及教学进度,给学生以示范作用,同时给学生做好课前布置,安排预习任务,准备好实验报告,形成“不打无准备的仗”的良好心理;第三是拓展探究空间、丰富活动资源,提升探究的层次和实效。对于个别同学需要较长的时间才能完成的,积极鼓励学生参加学校科技兴趣小组或进行课题研究性学习活动,或“开放实验室”,或提供专门的教室,配置一定的实物和实践资源等,让这些学生自由的去发挥。第四是多组织参加社会实践活动,如教学完《定律》一节后,可组织学生安装家庭电路,组织学生参观学校周边的小型发电站,了解电路的组成,每一个部分的作用及连接方式,从中领会到“理论与实践相结合”的优越之处。
良好地科学素养是进行科学探究的关键,作为教育工作者,教师要多积累经验,进行理性的概括和运用,创造性地发现和运用探究教学,坚持以学生为本,从而提高科学探究的质量,激发学生科学探究的欲望,进一步促进学生良好科学素养的形成。
一、突出学生是科学探究的主人,有利于为学生科学素养的形成注入动力源泉
传统的教学方式倾向于知识的灌输,过分侧重于知识的传授,容易使学生对学习失去兴趣、失去信心和热情。新课程改革强调学生是学习的主人,要通过科学探究等渠道,促使学生对学习产生兴趣,同时观察能力、分析能力、创新思维能力等方面得到发展。如在《定律》一节教学中,我通过分组合作、共同探究、交流成果的形式:首先是根据学生个体差异,又能够互相信任、相互配合的学生,按4~6人分成若干合作小组;其次是根据岗位需要,进行成员分工,如设有小组长、实验操作员、活动记录员,他们能在不同活动中轮流换岗,使每个学生都得到发展,培养学生的合作探究、合作交流能力;第三是注重合作探究技巧训练,如让学生间进行合作交流、小组讨论,开展“小组目标达成”、“小组间竞赛”、“小组辅助个人”等活动,确立了学生是学习的主体,同时也让学生感受到自己是探究的主人和担当小小科学家的幸福,无形中产生了巨大的学习动力,培养了他们的合作精神和竞争意识,提高了学习效率和创造性思维能力。
科学探究过程中,要让学生这个主人当得更好、学得更有成就,也离不开教师的“导”。“导”的作用是在于使没有科学探究愿望的学生产生探究愿望,不懂得探究方法的学生探索出恰当方法,遇到困难时,给予及时的点拔和指引,让学生从老师的关爱中获得战胜困难的勇气和力量,从而敢去探究、会探究。“导”的方式可以通过设立问题、交流讨论、个别辅导、师生结队、生生互助等方式,引导学生形成会去独立思考、能够大胆想象、乐于动手操作的科学态度,使每一个学生都得到发展、都能够成为探究活动的主人。
二、更新科学探究的教学内容,有利于培育学生热爱科学的兴趣和热情
兴趣是激发学生进行探究的最大动机,当人们对某个问题有了兴趣,那问题就会象磁石一样吸引他,随时随地、自觉不自觉的引起他的注意和思考,激起学生以百倍的勤奋、百折不挠的毅力去探究问题,以达到清楚的理解。因此,教师应在现有教材安排的探究内容上,根据学生的现有水平和能力,适当更新科学探究的教学内容,从多角度激起学生的学习兴趣和热情。如在《定律》一节中,演示实验:让学生观察同一小灯泡在不同电压下的亮度,不同小灯泡在同一电压下的亮度;引导学生通过实验现象对比,猜想电流与什么因素有关;在探究时,让学生设计电路图,并比较各电路图的优缺点,选择实验器材,设计记录数据的表格;思考:电流表、电压表对实验结果是否有影响?滑动变阻器在电路中起了什么作用?要得到正确的结论应做几次实验?这些教学内容的安排与问题的设计,极大的调动了学生科学探究的欲望与学习热情,有利于推动学生进行更深层的科学探究。
三、营造良好的探究氛围,有利于为学生科学素养的形成增添自觉性
探究活动的本质特征是教师不把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生,取而代之的是,教师应营造良好的探究氛围,为学生创造智力活动和交往的环境,让学生通过探究活动发现有利于这种探索的学习方法和认知策略。在《定律》一节的整个探究活动中,课前设计好有利于学生进行探究的平台,如为学生分好小组,创设相互交流的空间;印发包含有实验记录、数据分析的实验报告;鼓励学生对问题、假设、实验、结论的解释进行描述,并分小组进行记分;激发学生对提出的问题找到依据、对假设及设计实验找到科学的方法,如:灯炮的亮度与电流大小有关,电流可能与电压、电阻有关,在受多个因素影响时应怎样进行实验?以上环节的设计,将会增添课堂的探究氛围,改变为探究而探究的现象,达到通过探究培养学生的思维及良好的合作习惯。
教师对学生做出全面的评价也有利于创造良好的探究氛围,如关注学生的个体差异,对做得好的及时表扬,做得不足的及时指导,发动同学间相互评价与点评,达到共同提高。在总结欧姆定律时,同学们就得到多种答案:一种答案是,导体两端的电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比,导体的电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;一种答案是,导体两端的电压一定,导体的电阻与通过导体的电流成反比,导体的电阻一定,导体两端的电压与通过导体的电流成正比;究竟那一种答案是正确的,同学们展开了激烈的争论,不仅为找到正确的答案加深了印象,而且还调动了学生主动探究的积极性及潜能,让每一位学生学会自觉地、有效地进行科学探究。
四、重视科学与社会生产和生活相结合,有利于让学生懂得科学的有用和实用
《物理课程标准》中提到的课程基本理念之一:从生活走向物理,从物理走向社会,物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣。课标告诉我们,科学探究教学应重视与社会生产和生活的结合。如在《定律》一节教学后,我让学生思考如何测导体的电阻,除了用伏安法还有没有其它方法,若只给一个电压表(或电流表)和固定电阻怎样测导体的电阻,请学生设计和讨论,有的同学动笔设计、有的同学借助实验器材进行演练,都想把自已所学的内容得到好好地发挥;让学生计算:当通过家用灯泡的电流为0.45A时,电丝的电阻是多少?某小灯泡的工作电压是3.8V,允许通过的电流是0.15A,能否将其接在6V的电源上,若要接上,应怎么办?让学生讨论:家用灯泡在亮的瞬间容易烧断,还是在正常工作时容易烧断?动员全班同学动起手来,亲身实践、讨论所学知识,体会到所学知识的实用性。
在学习了《科学探究:决定电流做功大小的因素》一节后,又让学生与《定律》一节的教学内容相联系,探究导线与电炉相连,为什么在使用中电炉的电阻丝热得发红、而导线却不怎么热;让学生探究电路故障:断路和短路现象。这些实验的安排,不仅增强科学探究的深度和广度,而且加强了知识与生活的联系,让学生懂得学以致用,形成能用科学探究来解决现实问题的好习惯。
五、优化各项探究措施,有利于培养学生良好地科学态度
优化各项探究活动的措施,不仅能节省时间、增强学生的主动性和积极性,而且能进一步提高探究活动效益。
首先是选好实验器材,在《定律》一节教学中,要选择接触良好的滑动变阻器、电压足够的电源等,让学生懂得要获得实验的成功就得选择好的实验器材;其次是教师做好充分准备,安排好实验程序及教学进度,给学生以示范作用,同时给学生做好课前布置,安排预习任务,准备好实验报告,形成“不打无准备的仗”的良好心理;第三是拓展探究空间、丰富活动资源,提升探究的层次和实效。对于个别同学需要较长的时间才能完成的,积极鼓励学生参加学校科技兴趣小组或进行课题研究性学习活动,或“开放实验室”,或提供专门的教室,配置一定的实物和实践资源等,让这些学生自由的去发挥。第四是多组织参加社会实践活动,如教学完《定律》一节后,可组织学生安装家庭电路,组织学生参观学校周边的小型发电站,了解电路的组成,每一个部分的作用及连接方式,从中领会到“理论与实践相结合”的优越之处。
良好地科学素养是进行科学探究的关键,作为教育工作者,教师要多积累经验,进行理性的概括和运用,创造性地发现和运用探究教学,坚持以学生为本,从而提高科学探究的质量,激发学生科学探究的欲望,进一步促进学生良好科学素养的形成。