時間:2023-11-27 16:07:54
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇科學探究能力的培養范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
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。科學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。
3.評價:科學探究前進的動力
一、觀察有趣的現象,激發幼兒探究興趣
我們身邊有著非常有趣的事物和現象,孩子們能發現和感受到周圍世界的神奇,體驗和領悟到科學就在身邊。有位幼兒在脫衣服時聽到了“劈噼啪啪”的聲音并感到有點刺痛,覺得很奇怪:“是什么弄得我這么痛?”另一孩子說:“有時我脫衣服時也會感到痛,晚上還能看見一點點的光呢!”許多孩子也有同感。還有一次我給女孩子梳頭,孩子們發現頭發被梳子吸了起來,十分好奇。于是,我在科學角分批投放不同材料,讓幼兒通過操作感知“靜電”現象。第一次,我投放了紙屑、塑料玩具、積木和筆等,讓孩子們設法把紙屑吸起來。孩子們在探索中發現:只要將筆桿在衣服或頭皮上摩擦或用手不停地與筆桿摩擦,筆桿就能將紙屑吸起來。對此,我沒有急于否定,而是投放了一些鐵質小棒、不銹鋼蓋子、積木、玻璃杯等材料,讓孩子們通過實驗操作,自己去發現問題。當孩子們發現不是所有東西摩擦后都有吸力時,我及時向幼兒講解了有關靜電的知識,解開了孩子們心中的疑團。接著,我又投放了不同大小、質地的紙屑,如:縐紙、蠟光紙、硬紙板、塑料紙等,并設置問題:“你能通過摩擦將這些紙吸起來嗎?”引導幼兒進一步感知靜電現象與物體質地的關系。
二、提供豐富的材料,培養幼兒探究意識
幼兒以形象思維為主,一些抽象的科學道理講解百遍,不如讓他們親眼目睹和親手操作。如認識顏色的活動,老師一不小心把兩種顏色滴在一起,幼兒發現后問:“老師,顏色怎么變了?”老師沒有作任何說明,而是讓幼兒動手操作,看看把兩種不同的顏色放在一起會有什么變化。幼兒通過操作、觀察、比較,得出了“兩種不同的顏色混在一起會變成別的顏色”的結論。當這一結論被老師認可時,他們非常興奮,成功的喜悅激起他們更強的好奇心和更高的探索熱情。這時老師提供材料,有進一步激發幼兒探索三種、四種、更多種顏色混在一起會有什么變化,來拓展幼兒探索的范圍。
在認識聲音的活動中,我先讓孩子們傾聽周圍生活中的各種聲音:刮風聲、樹枝晃動聲、下雨聲、水流聲、知了和小鳥的叫聲、叫賣聲等,并染他們模仿。為了幫助幼兒理解聲音產生的原因,我請他們相互傾聽心臟的跳動聲,撫摸聲帶的顫動,觸摸敲擊過的鑼鼓面,觀看小紙人在鼓面上“跳舞”的情形,使孩子們聲音是因振動而產生的。最后,我讓孩子們制作小樂器,如用彩色水和玻璃瓶做玻璃琴,用橡皮筋做皮筋琴,用可樂瓶做沙錘,用易拉罐做雙響筒,用汽水瓶蓋做小鈴鼓,用小紙盒做手搖鈴,等等,并用他們喜愛的歌曲《西游記》、《大耳朵圖圖》等作為伴奏音樂,孩子們從中加深了對聲音的了解,初步感知了樂音和噪音的區別,形成了有關聲音產生的初步概念。
三、注重生活的實踐,鼓勵幼兒探究問題
幼兒園每天都要磨豆漿。有一次,廚房阿姨把黃豆拿到太陽底下曬,一個孩子有了重大發現:“老師,快來看,黃豆生蟲了。”我走近一看,果然有許多小蟲在爬。我立即把全班幼兒召集起來,問他們:“生蟲的黃豆和沒有生蟲的黃豆有什么不一樣?”“生蟲的黃豆是空的。”“我們這樣把生蟲的和沒有生蟲的黃豆分開呢?生了蟲的黃豆還能發芽嗎?”接著,我把黃豆分裝在四只臉盆里,請孩子們想辦法把生蟲的和沒有生蟲的黃豆分開來。孩子們都專心致志地挑揀著。過了一會兒,有一個幼兒說:“這樣揀太費事了,我奶奶不是這樣揀的。她把黃豆放在水里,一下子就能把空黃豆撈出來了。”于是,我啟發幼兒對此展開討論,說出其中道理,并提供材料讓他們嘗試、驗證。后來,我又引導幼兒進行兩種黃豆的發芽實驗,讓幼兒在自然角觀察、探索。幾天后,孩子們有了答案,他們在比較中進一步理解了兩種黃豆的區別,提高了解決問題的能力。
四、掌握科學的方法,提升幼兒探究熱情
科學活動的過程一般為提出假設——動手操作——記錄信息并得出結論——表達和交流四個環節。例如,在“怎樣讓泡沫板沉下去”的活動中,幼兒首先根據自己的經驗提出假設:“把石頭壓在上面”“用重的磁鐵壓住它”,然后通過實驗來驗證自己的想法。結果幼兒發現石頭會滾動,壓不住。在此基礎上,幼兒又提出新的假設:“用膠帶把石頭綁在泡沫板上”,并進行實驗,結果泡沫板還是會浮起來。分析原因后,幼兒再次提出假設:“再加幾塊石頭”,結果實驗成功了。接著,幼兒對于實驗中所觀察到的事實(包括自己解決問題的策略)進行記錄,并得出結論:放上很重的石頭可以讓泡沫板沉到水里。最后,幼兒與同伴交流自己的發現。這個過程實際上就是科學研究中解決問題所經歷的過程:發現問題——提出假設——進行實驗——得出結論。這種學習方式不僅可以提高幼兒做事的條理性,更重要的是可以幫助幼兒學會用科學的步驟來探究和解決問題。
關鍵詞:IYPT;發展;科學探究能力;培養;展望
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1006-5962(2013)01-0025-01
新課程改革實施至今,全國各地的中學在物理學科教學方面越來越多地采用了探究教學。相比于傳統的教學手段,實施探究教學的目的即是為了培養學生在科學探究上的各方面能力。
在國際物理教育領域,有許多國家為了促進學生在科學探究能力上的發展,嘗試性地發起了若干相關的物理競賽,并逐步發展成為了各國中學生互相進行交流的國際性賽事,IYPT便是其中之一。
1 IYPT發展歷程簡介
IYPT(International Youth Physics Tournament)即國際青年物理學家競賽,也被稱為"物理世界杯"(World physics cup),它和國際物理奧林匹克競賽、國際青年學生科學論文競賽并稱為三大頂級國際中學生物理競賽,是由前蘇聯于1988年發起,并從1994年開始逐步開始在世界范圍內推廣舉行,至今已經舉行了23屆。伴隨著IYPT在世界范圍內的推廣,它的競賽主要語言也由俄語轉變為英語,并形成了由大學組織實施、中學生參與的舉辦模式。作為一項以團隊對抗為形式的物理競賽,IYPT要求參賽學生根據給定的開放性物理問題進行研究和交流,旨在培養參賽者的創新意識、創新能力、協作精神和實踐能力。
2007年7月,在南開大學泰達應用物理學院院長拉普教授的推薦下,中國物理學會委派觀察員到韓國首爾對第20屆IYPT進行考察,并提出第22屆賽事的承辦申請,在激烈的競爭中脫穎而出,成功取得了承辦權。
2007年11月,經中國物理學會批準,南開大學和天津市物理學會在天津地區組建中國隊。在歷時3個月的培訓后,從全市報名的300多名學生中選出了5名學生,并與南開大學物理學院的李川勇教授等教師共同組成了第一支中國代表隊,于2008年5月參加了在克羅地亞舉辦的第21屆IYPT,并在參賽的21支隊伍中取得了第八名的優異成績,榮獲三等獎。
2009年7月,第22屆IYPT在天津南開大學舉行,這也是我國首次承辦該項賽事。來自天津和江蘇的5名中學生組成中國隊,參加了此次IYPT,并獲得了銅牌。
我們深圳中學自2010年組織了培訓團隊,其中有一名同學入選了由5人組成的國家隊,于2010年7月9-16日在奧地利維也納科技大學舉行了第23屆國際青年物理學家錦標賽(IYPT2010),并獲得銅牌。2011年我校學生趙思齊、曹雨、朱林在物理科組老師的全員參與指導下,以前三名的身份入選由5人組成的國家隊,于2011年7月22-31日參加在伊朗德黑蘭舉行的第24屆國際青年物理學家競賽。
2 IYPT的實施規則
2.1 題目的確定。在每年IYPT的國際組織委員會(IOC)會議上,會討論并制定下屆IYPT的17個開放性物理問題,并且在10月份之前會將確定的題目發送給各參賽國。此外,這些題目也可以被用于全國性和地區性的比賽。
2.2 參賽成員和評審團。所有被邀請參賽的國家,包括主辦國,只能派出一個代表隊參賽。并且只有已經參與過往屆賽事或者派考察員觀摩過最近三屆賽事中任意一屆的國家才有資格參加這項比賽。每一個國家代表隊由五名中學生組成,中學畢業生在畢業學年的也可以參加,但不允許大學生參加。地方組織委員會規定,小組成員也可以是3或4名學生,參賽隊一旦成立,在比賽過程中不允許更換成員。在比賽期間,團隊由一名官方隊員作為隊長,統帥全組,并有兩名領隊全程隨同。一般情況下,各個國家在選拔代表隊時采用兩種方式:一是,在全國選拔賽中勝出的獲勝隊伍直接作為國家代表隊參賽;二是,從全國賽中選拔出優秀選手組成國家隊,再集中培訓1-2個月。
在IYPT執行委員會的合作下,地方組織委員會提名并組織成立大賽評審團。評審團至少包含五位來自不同國家的成員。每個參賽隊至少有一位領隊是評審團的成員。但領隊本人所在團隊參加對抗賽的,領隊不得出任評審團成員,并在可能的情況下,不得對同一個參賽隊進行兩次以上的評分。
2.3 正式比賽。每年只舉辦一屆,舉辦地點依次在歐洲國家和非歐洲國家中進行選擇。IYPT的比賽日程由地方組織委員會確定,一般在5月到7月期間。競賽采取團隊辯論方式進行,又被稱為物理對抗(Physics Fight,簡稱PF)。在比賽前通過抽簽分組,每一個代表隊要參加五輪選擇性物理對抗賽(Selective PFs)。主辦單位要在各隊通過抽簽分配序號之前預先公布初賽分組名單,并應避免交過手的兩隊重復再戰。按照五輪對抗賽后成績積分的高低,選出最好的三隊,進入決賽。
每一輪物理對抗賽一般有三個或四個代表對參加,相應地分為三階段比賽或者四階段比賽。在每一個階段中,每個團隊分別要扮演正方、反方、評論方(觀摩方)等不同的角色。在隨后的階段中,各團隊會根據比賽方案變換角色。一般的對抗賽流程如下:在每一次階段賽過后,評審員要就各隊的臨場反應、對問題的提問和回答、團隊參與討論的表現等方面,分別給予每一隊1至10分的整數分數,然后依據不同角色的加權指數,計算加權平均成績。
2.4 文化交流和旅游。除去物理對抗之外,主辦國家還會為各國代表隊安排文化旅游活動,讓參賽者在激烈緊張的競賽之余,領略主辦國的自然風光和人文景色,也為各國學生提供了輕松愉悅的交流環境和機會。
3 IYPT對學生科學探究能力的培養
從IPYT的舉辦模式來看,其主導思想與現今國內所倡導的探究教學非常類似,并且具有非常高的開放度。因此,IYPT在培養學生科學探究能力方面的作用是不言而喻的。
從1988年至今,IYPT已經在許多國家都具有很高的知名度,也有若干研究者針對IYPT對中學生的作用做了相關研究。作為1991年和1997年的優勝國家,匈牙利的研究者Zsuzsa Rajkovits(1999)說明了IYPT對于中學教育的重要價值。他認為,由于IYPT的開展模式類似與科學研究的一般方法,涉及到資料檢索、設計研究、撰寫論文等各方面在中學教育中沒有涉及到的方面,因此IYPT對于少年精英的培養具有非常重要的價值。
在國內,直至2007年在中國物理學會和南開大學的共同努力下,我國終于成功獲得了第22屆IYPT的舉辦權。南開大學物理科學學院的李川勇(2007)教授在天津IYPT舉辦之際,說明了IYPT對于提升學生物理思維的重要作用:首先,學生們培養了研究性學習的能力,他們從日常生活中最普遍的物理現象入手,提煉出其根本的物理本質,并從理論、實驗以及模擬等手段,有條理、有步驟地解釋和分析這些問題,將課堂上學到的知識靈活地運用到具體的科學問題上。其次,在進行物理分析的基礎上,這類比賽還鍛煉了學生合理運用電腦輔助工具,以及有條理地用英語講述自己工作并對該問題進行辯論的能力。再者,IYPT在培養學生良好的團隊合作精神上發揮了重要的作用,為他們以后的學習和科研奠定了良好的基礎。于此同時,李川勇教授還分析了2008年IYPT中國代表隊的不足之處,例如:過分注重英語口語、投入時間和精力不足、不太熟悉比賽規則等,并且還強調了IYPT成績的取得是與國家與高校的支持力度成正比的。 這都為2009年成功舉辦及參與提供了很好的參考和借鑒。
4 對未來研究的展望
現今,中國國內新課程改革正進行的如火如荼,新課程十分注重學生的總體發展,從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三個方面對物理課程提出了總體目標,強調了學生應當學習科學探究的方法,發展自主學習能力,養成良好的思維習慣并運用物理知識和科學的探究方法解決生活和社會當中的實際問題。在此新理念的影響下,國內逐漸在中學物理教學中推廣科學探究,并且為中學生科學探究七大要素中的能力提出了基本要求。在這種背景下,對IYPT進行相關的進一步研究對新課程下的中學物理教育具有十分重要的意義。
4.1 作為國際上的三大物理賽事之一,IYPT在國內并非廣為人知,從已有參賽的地區和中學的反饋可以看出,IYPT對中學以及學生本身都非常有意義。若能通過理論研究工作,對IYPT的發展歷程做一系統梳理,可以在很大程度上促進IYPT在國內的推廣和普及;其次,從國外已有的文獻和資料當中,可以適當總結和歸納出在國外IYPT主要培養了中學生在哪些方面的能力,為國內中學體系改革和培養創新性人才提供適當的參考和建議。
4.2 結合天津在國內IYPT的推廣和舉辦經驗,以及國內個別中學在培養IYPT優秀選手的理念和心得,可以進行相關實證研究,看如何將IYPT的理念和思想應用至國內的中學物理教育當中,甚至開發出更適合中國教育國情的方法和手段來促進國內中學生在科學探究各方面能力上的發展。
在未來的參與和研究中,國內的教育者和研究者們可以從以上三個方面出發繼續對IYPT進行進一步的研究,促進國內新課程改革的推進以及對創新型物理人才的培養。
參考文獻
一、發揮主體參與,培養探究精神
學生是學習活動的主體,教師只是學習活動的組織者、引導者和合作者。在教學中我們要努力多給學生創設時機,激發學生學習興趣和熱情,使學生真真成為學習的主人,讓學生以飽滿地精神狀態參與學習的全過程,讓他們自主地學習,從而促進學生創新思維的發展,養成勇于探究的精神。這樣,教師給學生創設了充分表現的舞臺,教師不做法官,不當裁判長,讓學生自己評說,自由地發表自己的見解,形成爭議的局面,使學生的學習自主性得到充分的調動,有利于開啟學生智慧的大門,對培養學生勇于探究的精神大有益處。
二、鼓勵質疑問難,激發探究欲望
疑問是思維的源泉,是創造的基石。我們在教學中,要不斷更新教育觀念,努力創設符合學情的教學情境,鼓勵學生大膽進行質疑,使他們在正確的情感、態度和價值觀的引領下,學會挑戰。只有“疑”才能“思”,只有“思”才能激發學生的探究欲望。如在教學“校園植物調查”這堂課時,首先,我通過進行周密的觀察,對校園內的植物數量、種類、分布和用途進行了分類整理,自己首先做到了心中有數,這樣就能很好地保證組織學生開展調查活動。然后,我將全班同學進行分組,每個組小組長要充分要付起責任,對整個小組的成員的行動管理做到位,并組織小組中的成員對校園植物進行調查,填寫調查記錄表,把調查過程中遇到的不認識植物用相機拍下來,或取適當的標本。學生在“懷疑”中產生問題,在“質疑”中就會產生學習的興趣,把學習新知識的心理調節到最佳狀態。這樣的教學,充分調動了學生學習的積極性,提高了學生的探究意識。
三、轉變課堂教學方式,培養學生探究性思維
教師應根據學生的思維特點,結合教學內容指導學生運用探究的方法進行學習,主動獲取知識、發展能力。 在具體的教學過程中,(1)教師要引導學生進行多角度的觀察,發散地思考問題。例如在教學觀察“蝸牛”時,因為蝸牛身體的觀察內容相當豐富,教師應引導學生從觀察蝸牛身體的顏色開始,并重點觀察蝸牛頭部、腹部、尾部和頭部的眼睛、觸角、嘴,通過結構特征思考功能特征。(2)教師要引導學生學會遷移。蝸牛吃什么?蝸牛有牙齒嗎?蝸牛怎樣吃食物?蝸牛喜歡吃什么?在周圍有好幾種食物的時候,蝸牛會選擇什么食物?蝸牛是怎樣發現和找到食物的?……教師讓學生帶著這些問題去觀察蝸牛,從蝸牛吃食物的觀察進展到蝸牛與環境的聯系、蝸牛與食物的相互作用層面,在新的層面提出更多的問題,發現更多的問題。在這個層面上,還有諸如蝸牛與溫度、蝸牛與水、蝸牛與光等許多觀察研究的內容。蝸牛怎樣吃食物?這個問題指向蝸牛的嘴和齒舌、蝸牛吃食物動作的觀察和描述。
四、重視動手操作能力的培養,提高探究能力
教師在課堂教學中要大膽創新,不要在傳統思維和教學模式的拘束下處理問題,以達到培養學生創新思維和探究能力的目的。語言是思維的外殼,語言可以促進思維發展,從而培養學生的創新能力。對于小學生來說,他們往往缺乏感性經驗,只有通過親自操作,獲得直接經驗,才便于在此基礎上進行正確的抽象和概括。心理學家皮亞杰說:“兒童的思維是從動作開始的,切斷動作與思維的聯系,思維就得不到發展。”教學實踐也證明,在實際操作中,學生通過觀察、分析、比較所操作的相同點和不同點,然后進行抽象和概括,才能較深入地理解和懂得概念。教育心理學的研究和許多成功的案例說明,有的放矢地讓學生動手操作是提高科學課學習質量的有效策略之一。然而,在實際的教學過程中,如果教師沒有恰當地把握操作時機,追求操作活動的表面化的過程,非但不能起到應有的作用,反而會阻礙學生的學習進程,影響學生的探索熱情和操作效果。教師應引導學生通過操作發現規律性知識,才能在發展學生思維的同時,培養學生獨立獲取知識的能力。因為小學生以具體思維為主,因而在認識過程中很難直接從教師的講授和得出的結論中獲取其中蘊含思想、方法和思維品質,所以教師應加強對學生的實踐操作訓練,讓學生在實踐中感知,充分發揮學生的潛力,讓學生通過自己的努力解決問題,獲取知識,教師再引導學生在實踐中驗證,在生活中運用,從而培養學生的動手能力和綜合素養。學生只有在這種輕松愉快的環境下,心智才能得到開發。教師只有讓學生有時間、有條件去接觸,參加實踐,才能鍛煉他們發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力,從而使學生能夠發現規律,總結經驗。因此,在教學的過程中教師要充分調動學生學習的積極性,培養學生積極動腦、認真思考、踴躍發言的習慣,讓學生真正參與課堂教學,主動探究新知的形成過程,并把自己的探究過程和其他同學交流,用語言表達出來。這樣既能幫助學習困難的學生,又能讓好學生交流不同的學習方法,真正發揮合作學習的群體優勢,培養學生的創造性思維。在動手操作中,教師應引導學生循序漸進地用自己的語言進行概括性表達,使動手、動腦、動口構成相輔相成的交互作用過程,使操作、思維、表達融為一體,有效地推動智力活動的內化過程。
關鍵詞:小學生;科學;探究能力;培養策略
《小學科學課程標準》指出:“小學科學課程實施探究式的科學教育,通過引導學生體驗科學探究過程,初步形成對科學的認識,從而最有效地達到培養學生科學素質的目的。小學科學課程把探究作為學生學習科學的主要方式。”探究既是小學生科學學習要達到的目的,又是小學生科學學習的主要方式。教學中,教師只要結合學生實際,把握探究內容及目標,組織引領學生參與有意義的科學探究活動,親歷過程,自主充分地開展活動,就能到達既學會知識與技能,又培養情感態度與價值觀,促進學生科學素養形成之目的。那么,如何培養小學生的科學探究能力呢?根據平時的教學經驗,筆者認為以下幾點教學策略是行之有效的。
一、聯系生活探究
科學來自于生活,應用于生活,如果能讓學生聯系生活發現問題,既能激發學生科學探究的欲望,又能為他們的科學探究提供動力。
如小學生在被動模仿教師的演示實驗“冷和熱”時,往往不能很好地掌握其中的變化規律。這時教師聯系生活追問:生活中,你能用什么辦法讓熱水冷下來?你怎么知道熱水變冷了?這些問題以學生的生活經驗為基礎,課堂氣氛立即活躍起來。接著讓學生動手做一做,充分感知由熱變冷的過程。教學實踐中學生能夠設計出不同的方案,并且能自覺地使用溫度計和做些記錄來形象地描述熱變冷(或冷變熱)的過程。通過反復驗證,最后得出正確的結論。這樣就使小學生在做這種驗證性實驗的同時,達到了求新而探究的目的。
二、在求疑中探究
朱熹說:“學貴有疑,小疑則小進,大疑則大進。”在科學實驗中要鼓勵小學生經常問:這樣做對嗎?這樣做好嗎?能否那樣做?如在鼓勵小學生做驗證種子萌發條件的實驗時,小學生質疑:完全淹沒在水中的種子不能萌發是被水淹的原因嗎?在得知了是因為缺少空氣的原因后,又問:能否用給魚用的加氧泵充氣使種子萌發?接著教師鼓勵小學生自行實驗探索釋疑。提出問題階段是當研究一個問題時,為了激發學生的求知欲望,引導學生探索并調動他們積極性的階段。教師可結合要研究的問題,用生動形象的語言恰如其分地提問,讓學生在觀察和思考中發現問題。
三、在實驗中培養探究能力
著名的華裔物理學家楊振寧博士在一次講話中指出,“科學的基礎是實驗”。實驗是科學家探索新事物、獲取科學真理和規律的重要方法,既然科學課就是讓學生像科學家那樣“真刀真槍”地搞科學,那么實驗在培養學生自主學習策略中的地位就可想而知了。在實驗中,要充分發揮學生的自主性,大膽放手,給學生一個寬松的實驗、思維空間。實踐證明:學生自主地進行實驗,不但能夠提高學生的學習興趣,而且還能夠培養學生們觀察能力、動手操作能力以及創新思維能力。
例如:在講“溶解”一課時,筆者為學生提供了一個廣闊的實驗空間,既有教師為學生準備的高錳酸鉀、鹽、食堿、砂、小蘇打、粉筆末、油,也有學生自己帶來的玉米渣、面粉、石子、食用油、醬油。在實驗前,先引導學生根據自己的喜好,對實驗材料進行分類,有的按顏色分,有的按狀態分,還有的按是否能吃來分,真是五花八門。實驗過程中,筆者沒有牽著學生一步一步地走,而是大膽地放手,讓學生隨意將物品放入水中,進行攪拌,很快學生就發現有的物品在水中“沒有了”,有的物品“浮在水面”,有的“浮在水中”,還有的“沉入水底”。接著筆者又引導他們將同種現象的物品歸在一起,通過對比,他們發現,像高錳酸鉀、鹽、食堿、小蘇打、醋、醬油這些物品在水中攪拌,靜置一會兒,都“不見”了;而面粉、食用油、砂、油、粉筆末有的浮在水面,有的沉入水底,但仍在水中。雖然他們不能用準確的科學用語來概括“溶解”的含義,但通過學生的表情和興奮勁兒,就知道他們對“溶解”的含義已經理解于心了。
四、在觀察中探究
自然課中的許多知識都要通過觀察實驗方能明白其原因和說明其道理。因此,教師必須要對學生進行積極引導,使學生逐步學會觀察,并認真地做好觀察的記錄,尤其是要善于引導學生多動腦筋,多問為什么。這樣學生對自然知識產生興趣,就會主動地、積極地、執著地去探究,而這時教師就應根據教材內容,通過形象直觀的實驗創設問題情境,帶領學生進入學習活動,激發學生求知探索的興趣。例如:教學“空氣的成分”(第十冊)一課,上課開始,教師不說什么,只是讓學生觀察下列實驗:教師在講臺上點燃一支蠟燭,然后用玻璃罩上。學生目不轉睛地看著,發現蠟燭慢慢熄滅。在這一問題境中,學生產生了一種強烈的好奇心,這種好奇心促進學生想盡快找到答案,這樣學生想探其究竟的興趣激發起來,教師也輕松自然地導入了新課,順利地實現了學生的感性認識。
總之,在科學教學中培養小學生探究能力的策略還很多,需要教師善于反思,認真總結,為今后的科學教學提供更寶貴的教學經驗。
參考文獻:
一、淡化知識目標
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。”你對此有什么看法?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
培養學生養成提問-預測-假設-驗證的研究方法和習慣,學生制定實驗方案,要明白應該有目的、有計劃、有步驟地研究,而不是盲目地玩。教師要適時有效地指導,從而使學生的自主探究不斷地“從漫無目的的發問到選擇性的提問”。如:在研究《空氣占據空間》時,該怎么證明空氣到底有沒有質量呢?我們放手讓學生分組討論證明的方法,實驗時應該注意什么?為什么?誰還有什么不同的方法可以來證明?然后交流實驗方法并做出假設后請學生演示、驗證。哪怕假設是錯誤的,老師也不在實驗前指出,而是讓他們自行研究后,用事實來發現自己的錯誤。從而對事物的認識深刻而雋永,因為他們親歷了、感悟了、體驗了,效果遠遠勝于老師的幫助。長此訓練后,學生遇到問題不再猶豫。在設計中,他們的實驗材料也由自己來選擇和利用,真正地體現了自主學習的含義,而不是在老師預先準備的實驗器材的暗示下進行實驗。
一、創造寬松和諧的環境,讓學生敢問
好問是孩子的天性,目前的科學學科課堂上,要求學生主動提問的情況比以前有所增多,但學生普遍存在著“三怕心理”。一怕在課堂上提問會影響教師的教學程序而挨教師的批評、指責,二怕提出的問題不成問題而成了同學的笑柄,三怕提出的問題毫無價值而讓同學看不起。究其原因,問題在于教師不能為學生創造主動提問的條件,不能正確對待學生的主動提問,成為阻礙學生提問能力發展的不利因素。因此,教學中,教師應該努力為學生創造寬松的心理環境。首先,我對于學生的每一個發問都給予極大的關注,以和悅的態度去傾聽、鼓勵學生能就某一個問題展開探討。其次,當學生提問不理想時,我也肯定其大膽、敢于質疑的精神,并啟發他用另一種方式思考。再次,學生在課堂上由于情緒緊張而說不清楚問題時,我請同學們幫助他整理問題;口頭表達能力差的學生,我讓他把問題寫成文字后再提問。這樣一來,學生就沒有精神束縛和心理負擔,上課自然會積極舉手踴躍提問。
二、創設引趣激疑情境,使學生愛問
初中生的形象思維仍占主導地位,而對那些與原知識和經驗相距較遠的抽象材料,則難以引起他們提問的興趣。這時,教師就需去創設引趣激疑的情境。創設引趣激疑的情境主要通過幻燈、掛圖、民間故事等具體生動的材料作為支柱,來調動學生的積極性,激發他們主動發現問題、提出問題。在《鳥類》這一節的教學中,我引入新課后,就播放鳥類生活錄像片段并配音:鳥類憑借飛行的本領,能輕易地克服高山、海洋、沙漠等地理障礙,分布到世界的每一個角落,占據各種各樣的生活環境,無論是熙熙攘攘的城市,白雪皚皚的高山,莽莽蒼蒼的叢林,還是煙波浩渺的海洋,荒蕪人煙的戈壁沙漠,天寒地凍的南北極,我們都能看見鳥類蹤影。鳥類的種類在脊椎動物中是僅次于魚類的大家族。全世界現存的鳥類共有9021種,而中國是世界上鳥類種類最多的國家之一,目前就已記錄到鳥類有1260種。看到這段背景材料后,學生積極性很高,提出很多很多的問題:鳥類為什么能分布那么廣?鳥類的種類為什么那么多?鳥類為什么那么能飛?……討論后確立探究的中心:鳥類如何與飛翔生活相適應?還有《平面鏡成像》一課中,教師先給學生講述一個愛迪生小時侯利用平面鏡幫助醫生給母親做手術的故事,學生同樣會非常感興趣的問:(1)平面鏡是怎樣反光的?(2)平面鏡為什么能反光?(3)愛迪生怎么會想到用平面鏡來反光?……
三、給定足夠時間空間,使學生能問
問題能提出,主要跟以下幾方面有關,一是要有思考的余地;二是要有提出問題的時間和空間;三是捕捉靈感,及時提出;四是教師及時肯定,多加鼓勵。因此在教學過程中教師盡量在課內外給予學生足夠的時間和空間:1.在備課時,從學生學的角度出發,安排更多的時間讓學生自主探究、動手操作,在活動中產生問題從而提出問題;2.課堂上,利用合作學習、小組討論、動手操作等方法,在較為寬松的環境中自主思考,讓學生提出問題;3.減輕學生的課業負擔,使學生有更多的時間在課后參加實踐,在實踐活動中結合所學知識聯系生活實際提出問題;4.設立問題集,讓學生把預習及學習的整個過程中產生的問題都寫在問題集上,而教師課前收集問題,進行綜合、歸類,在課堂中有針對性地組織學生展開討論,讓學生自己探索或在教師的指導下找到解決問題的方法。這樣的話,可以讓學生有獨立思考的空間,可以讓學生彌補課堂時間的不足,可以讓一些性格內向,不愿在大庭廣眾之下提問題的學生也有提問題的機會,從中得到鍛煉,從而提高學生提問題的能力。
四、教給學生提問的方法,使學生善問
學生有了提問題的勇氣,教師也給了學生提問的時間和空間,并不等于學生就能提出問題了,因為,有些學生想向教師提問,但卻不知道如何提出問題。因此,教師還要教給學生提出問題的方法和途徑。例如《鳥類》一課教師可以教給學生三種提問的方法。
1.引導學生從“課題”中提問題
課題是教材重要資源,同時也是許多問題的隱藏之處。讓學生從課題中提出一些簡單的問題,不僅能培養學生提出問題的勇氣和能力,還能養成愛提問題的良好習慣,成為激發學生學習的內驅力,變“要我學”為“我要學”。如《鳥類》一課中,我出示課題,讓學生說說想了解鳥類的哪些問題。學生提出了很多問題:鳥類的外形是怎樣的?鳥類的外部結構是怎樣的?鳥類是如何繁殖的?鳥類為什么能飛?由于問題來源于學生的需要,符合他們的認知水平,因此,學生在學習過程中會更為積極主動地探索,為教學目標的完成奠定了很深的基礎。
2.引導學生從新舊知識聯系中提問
自然科學知識前后聯系緊密,許多新知識是舊知識的延伸與發展。在新舊知識的聯系中,只要認真思考就能產生許多問題。在學習鳥類的循環系統時,我讓學生將鳥類與兩棲類、魚類的血液、體溫特征進行比較,比較后不難得出鳥類的這些特征更能適應環境,這些問題的探究既溫習了舊知識,又加深了學生對新課的理解記憶。
3.引導學生從日常生活現象中提問
自然科學知識來源于生活,在我們的身邊處處有科學問題,關鍵在于我們能否發現問題、提出問題,所以積極引導學生觀察身邊的事和物,就能提出問題。大自然的現象豐富多采,奧妙無窮,日常生活和生產中的問題比比皆是,他們是培養學生問題意識的“源頭活水”。《鳥類》一課可以引導學生聯系生活中的鳥類探究問題,在生活情境中學習和建構知識。
結束語:“讓學生提出問題”和“教師提問,學生回答”似乎只有幾字之差,可產生的結果卻截然不同。前者充分體現了學生的主體性,后者卻被局限在一問一答中;前者是探究式的,后者卻是驗證式的。而想富有成效的培養學生的提問能力,教師就必須從實際出發,因地制宜,因人而異,改革教學方法,采取科學的手段促使學生敢于提問、喜愛提問、有機會問、善于提問。
參考文獻
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