試論如何培養(yǎng)學生科學探究能力
試論如何培養(yǎng)學生科學探究能力
所謂科學探究,是指一種對自然界有理論指導的探究,探究的操作活動包括觀察、提問,猜想、實驗、比較、推理、概括,表達運用及其他活動。新課程倡導科學探究,在全國各地,尤其是在課改區(qū)的中考中科學探究題所占比重越來越大。這就要求教師注重探究教學,將科學探究既作為一種主要的教學方式,又作為學生的學習目標。通過學習讓學生既能掌握科學的基礎知識和原理,樹立良好的思維品質(zhì),提高探究試題的解題能力,又能讓學生在學習中了解科學研究的方法,形成科學探究的習慣,培養(yǎng)學生科學探究的能力,達到真正意義的教學目的。
一、在教學方式上多采用探究式,培養(yǎng)學生質(zhì)疑思維,形成科學探究的習慣
1. 素質(zhì)教育的要求需要探究式教學
探究式教學是以探究為基本特征的一種教學形式。學生是教學的主體,把促進學生創(chuàng)新精神和實踐能力的發(fā)展作為重點,以學生的自主探究學習為核心。將教學與學生的實際緊密聯(lián)系起來,形成主動的、活躍的、和諧氣氛的學習過程,通過交流與實踐,探索中發(fā)現(xiàn)新知,應用新知。探究式教學是“以人為本”的教學??梢娝刭|(zhì)教育的要求需要多采用探究式教學。
2. 科學新課程順應探究式教學
浙教版《科學》內(nèi)容的選擇,教材知識的結(jié)構(gòu)等順應探究式教學。探究是從問題開始,發(fā)現(xiàn)和提出問題是探究性學習的開始。而科學問題的情境包含在日常生活、自然現(xiàn)象和實驗現(xiàn)象之中,我們教師可以從學生熟悉的現(xiàn)象中入手,也可以以光盤、實驗、多媒體影視中大量的現(xiàn)象為素材,努力創(chuàng)設問題情境,將新知識置于問題情境中,讓學生發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,誘發(fā)學生的探究動機,讓學生通過探究解決分析問題,獲得新知識。
例如,在“浮力”內(nèi)容教學中,先出示浮在水面上的小木塊,多媒體展示海面上的輪船等,再出示沉在水中的物體(鋁塊、鐵塊等),引入影響浮力大小因素的探究等。教學中教師完全可以根據(jù)教材目標,以探究性視角去挖掘教材知識的問題情境,多采用探究式教學。
二、注重科學探究的過程教學,使學生掌握科學探究的方法,逐步樹立科學探究的精神,提高科學探究的能力
1. 教學中注重科學探究過程的引導
一個相對完整的探究活動包括提出問題,猜想與假設,制定計劃,進行實驗、收集證據(jù),分析與評價五個環(huán)節(jié):
(1)提出問題是科學探究的前提,如果沒有發(fā)現(xiàn)問題,不能提出問題,科學探究便無從談起。在探究教學中要求培養(yǎng)學生洞察問題的能力,自主發(fā)現(xiàn)并提出問題的能力。
(2)猜想與假設是科學探究的先導,它能幫助探究者明確探究的內(nèi)容和方向,為制定探究計劃,設計實驗方案奠定必要的基礎。
(3)實驗與收集證據(jù)是進行科學分析的依據(jù)。
(4)分析與評價:收集的實驗數(shù)據(jù)并不等于探究的結(jié)論,實驗數(shù)據(jù)是對實驗事實的客觀記錄,探究的結(jié)論是在數(shù)據(jù)的基礎上通過分析論證所得出的具有普遍意義的規(guī)律。
(5)在科學探究中,分析與評價是不可缺少的兩個環(huán)節(jié),分析與評價有利于學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,有利于發(fā)展學生的批判性思維。在探究活動中強調(diào)學生的自主性,但也離不開教師的引導作用。
例題 在探究電流、電壓、電阻的關(guān)系時,學生在制定計劃、設計實驗方案環(huán)節(jié),學生會有各種實驗方案,電路設計如下圖:
教師應引導學生分析存在的缺陷,使學生選擇最合理的或設計更合理的方案,否則探究活動難以進行。因此,教師應注重科學探究過程的指導,洞察學生在探究過程中存在的問題,使學生探究活動順利進行。在一次次的探究活動中,使學生逐步熟悉科學探究的全過程。
2. 在探究過程中,要注意科學方法的滲透和體驗
思維方式是科學方法的精髓??茖W方法的掌握和內(nèi)化有助于學生發(fā)展智力。培養(yǎng)學生收集和處理信息能力,獲得新知識的能力,分析和解決問題的能力,創(chuàng)新能力。進行科學方法的教育,有助于學生對科學過程的了解,形成愛科學、學科學、用科學的習慣,提高科學素養(yǎng)。因此在探究過程中要重視科學方法的滲透和體驗。
例如,在“探究電流與電阻、電壓的關(guān)系”內(nèi)容時,應讓學生充分體會科學探究活動的重要方法——控制變量法。控制變量法是在研究和解決問題的過程中對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為的控制,使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不變化,最終解決所研究的問題。①在探究電流與電壓的關(guān)系時,保持導體的阻值不變而通過調(diào)節(jié)變阻器來控制導體兩端的電壓發(fā)生變化,探究電流隨電壓變化的規(guī)律。②在探究電流與電阻的關(guān)系時,通過更換電路中不同阻值的導體和通過調(diào)節(jié)變阻器來控制導體兩端的電壓不變來控制變量,探究電流隨電阻的變化規(guī)律。
綜上所述,注重學生科學探究過程,根據(jù)不同的教學內(nèi)容,開展不同的探究活動,讓學生在探究過程中增強探究的科學性、嚴謹性,體會科學探究的方法,養(yǎng)成良好的思維品質(zhì),提高科學探究的能力。