重视科学探究的教学

构建科学探究的教学目标体系 全面培养学生能力 大庆市十九中学 成华峰 我国义务教育 化学课程标准 将 科学探究 列 入 课程目标 内容标准 和 实施建议 之中 科 学探究既是化学课程的目标 又是化学课程的重要 内容 本文首先简要说明在科学教育背景下科学探 究的涵义 详细分析了科学探究的过程 要求以及 对科学探究能力的评价 给出在化学教学进行科学 探究的策略 最后提几点在组织科学探究活动中应 注意的问题 一 科学探究的涵义 科学探究原是科学家们研究自然界的科学规律 时所进行的科学活动 进入 20 世纪 80 年代后 世 界各国的基础教育都将科学探究引入学生的学习过 程之中 把学生置于动态 开放 生动 多元的学 习环境中 使其在自主学习 自主探索中获得一种 新的学习体验 因此 科学探究是学生在化学课程和现实生活 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 的学习方法和学习过程 科学探究关注的目标是 让学生经历探究过程 获得理智和情感体验 积累 科学知识和方法 与传统的接受性学习和训练性学 习相比 探究性学习具有更强的问题性 实践性和 开放性 化学课程是一门重要的科学课程 将科学探究 列入化学课程的内容标准之中 让学生动脑动手 引导学生改进学习的策略和学习方法 通过学生自 主的进行科学探究 学习化学的基本概念和基本规 律 掌握进行科学探究的基本技能 包括观察 实 验 推理方面的技能 以及收集信息 处理信息 传递信息的技能 培养学生探索科学的兴趣和对化 学现象的好奇心 激发学生独立思考 勇于实践 敢于创新的科学精神 逐步形成科学态度和科学价 值观 应该注意的是 科学探究并不是学生学习化 学的唯一方法 也并不是要求学生在学习所有化学 知识时 都要参与探究的全过程 学生也可以只参 与其中某一部分的活动 二 科学探究的过程和要求 标准 中根据科学探究的一般要求 结合初 高中化学课程的特点和学生的认知水平 将科学探 究分为 7 个要素 并对每一要素提出了探究能力的 要求 在科学探究过程中 要给每个学生创造机会 明确他们所承担的任务 鼓励学生发现问题 提出 问题 出主意 想办法 要让每个学生在探究活动 中发挥积极主动的作用 同时 科学探究又是一种 集体性的协作活动 对于比较简单的问题可以由学 生个人来进行 对于比较复杂的问题 则应通过小 组活动 甚至全班性的活动进行 1 提出问题 紧密结合标准对知识和技能的要求 从学生的化 学学习和生活实践中 选取他们感兴趣进行探究 要让每个学生都能搞清楚探究的问题 让他们去调 查 研究 探索 培养学生从日常生活和自然现象 中找出研究课题的能力 应用科学的思想和方法 用已有的化学知识来确定研究课题 通过科学探究 对课题进行描述 生活 社会和科学技术中的问题 往往很复杂 限于学生的年龄特点和科学知识的局 限 不是所有的问题都可以让学生通过探究来解决 的 教师应根据学生提出的探究课题 结合学生的 实际进行筛选和梳理 选择那些对学生发展有意义 而学生又有能力进行探究的课题 2 猜想与假设 要让学生根据已有的化学知识和实践经验 对 确定探究的问题进行猜想和假设 例如 推测探究 可能出现什么结果 应该怎样进行探究过程和方向 的设计 根据已有的知识和经验 能够对探究的问 题作哪些解释 哪些必须通过探究后才能作解释 3 制定计划和设计实验 根据确定的探究课题 设计科学的探究计划和 方案 探究计划应包括探究的课题 实验器材和资 料的准备 探究的程序和过程 包括观察 实验 信息和数据的收集和处理 通过怎样的分析整理得 出探究的结论 以及怎样对探究过程进行评估和反 思等 对少数学生可以让他们去设计一些既有一定 创新意识 又符合学生认知特点的探究方案 4 进行实验和收集证据 学生在教师的指导下 根据探究方案 利用观察 实验和其他的方法和技术 收集数据 资料和信息 特别提倡用计算机来收集 存储 处理和显示各种 证据 要让学生对已有的数据和信息进行科学地分 析和解释 找出这些证据和探究的课题之间的关系 进行科学地归纳和总结 如果涉及到两个或多个变 量 学生应该能进行科学的分析和解释 学生在课 堂内外进行的探究活动是多样化的 可以是观察现 象 进行实验 收集数据 分析现象 讨论交流 发表见解 也可以是从各种信息源 例如图书 期 刊 学校的数据库和因特网上收集和获取信息 要 在科学探究的过程中 指导与帮助学生不断改进探 究的方法 例如 在学生进行观察和实验时 要让 学生设计多种可靠易行的实验方案 鼓励学生反复 收集和如实记录实验数据 5 分析和论证 教师要引导学生整理收集道德各种信息 实验 数据和证据 对信息 数据和各种证据进行分析 应用科学的思维和方法 通过分析和归纳 找出规 律 从而得出结论 6 评估 评估是探究过程的重要环节 过去的化学教学虽 然也组织过一些探究活动 但是 往往在得出结论 后就万事大吉了 学生通过探究究竟得到了那些启 示 为什么探究的结果与事先的预测不一样 探究 的设计和计划的进行过程是否有缺陷 还有哪些需 要改进的地方 这些都需要学生去反思 只有通过 这样的反思和评估 学生的科学探究能力才能逐步 提高 7 交流与合作 要让每个学生都有充分的语言表达机会 要循 序渐进地培养学生尽可能用已有的科学知识和较为 准确的语言表达自己的探究成果 要让学生编写科 学探究报告 设计表格 图象 包括应用计算机设 计 学生应该能够向其他同学科学地表达自己的研 究成果 包括研究的过程 方法和成果 教师要培 养学生注意倾听其他同学的研究报告 尊重别人的 探究成果 允许别人对自己的探究过程和成果提出 不同的意见和表示怀疑 并能认真思考别人的意见 改进自己的探究方案 要让学生尽可能把自己的探 究结果表达清楚 并且运用收集的信息和实验数据 作有说服力的解释 要让各种想法 观点进行充分 地交流和讨论 在此过程中 使学生体会到科学探 索和科学实践的过程和方法 三 对科学探究能力的评估 教师应及时对小组和学生的科学探究能力和在科 学探究中的表现进行评估 对学生的科学探究能力 评价的依据主要有 1 学生在集体和个人的探究活动中 能否发 现并提出值得研究的问题 2 能否制定出有效的 切实可行的探究计划 3 能否科学地进行观察 实验和信息的收集 分析和处理 4 能否对探究的结果进行积极的反思 并提 出改进的建议 5 能否写出有说服力的研究报告 6 能否积极参与讨论 尤其是对本小组探究 报告作科学的 有说服力的解释 7 能否对其他小组的报告提出科学的质疑 8 能否主动 积极地参与探究的全过程 9 学生进行独立工作的能力 10 学生在小组中与其他同学合作进行研究的 表现 11 学生在观察 实验 调查和收集信息过程 中所做的记录 12 学生在探究过程 撰写研究报告和交流讨 论中所表现出来的科学素养 四 进行科学探究的教学策略 1 创设激发好奇心的问题情境 首先 创设问题情境是为学生探究服务的 一 要使学生置身于情境中 以引发他们的好奇心和探 求问题的兴趣 二要能使他们积极主动地自行探索 自行解决问题 获得知识 好奇心是人们对事物由 于不了解而产生的一种积极的情感状态 能使人们 主动地接受未知事物 因此 教师在创设问题情景 时 应尽可能地通过实物 模型 演示实验或电教 媒体等来展示情景 以唤起学生注意 引起他们强 烈的好奇心 其次 创设情景是为学生提出问题服 务的 教师要围绕探究的主题进行精心设计 使探 究的问题步步深入 层层推进 直至获得新知 2 提供有结构的材料 培养学生自行探究和获得知识的能力 是要让 他们搜集事实 参加实践 亲自观察实验与操作 通过动手 动口 动脑去获得知识 教师要为他们 的实践活动创造条件 提供有结构的材料 有结构 材料是指在使用时能揭示自然现象间的某种关系 教师应根据学习内容的需要 研究材料的特点 选 择那些与揭示科学概念有关的 有吸引力的 使用 时有安全感并适合学生自行探索的材料 教师作为 有结构材料的提供者 必须了解学生的认识水平 心理特点 根据学生可能提出的问题去寻找材料 选择材料 适时适量提供材料 凡是学生可以自备 的材料 教师应让学生自备 因为学生身边的材料 能使他们觉得亲切而不陌生 使他们感到科学研究 并不是那么神秘 高不可攀 它其实就是研究自己 身边的事物 3 建立良好的学习氛围 良好的学习氛围是学生自行探究知识活动的需要 创设良好的氛围 一是要创造一个宽松和谐的人际 环境 二是要创设一个良好的学习氛围 教师是这 种学习环境的创设者和示范者 教师必须用自己的 语言去影响学生 认真倾听他们的意见 尤其是不 同的意见 使他们真实地感受到老师是他们的朋友 相互间可以讨论 甚至争论 而没有距离感 畏惧 感 五 学生探究过程中应注意的问题 化学课程标准关于科学探究的七个要素 是按探 究的一般过程来设计的 实际进行探究活动时 不 一定要按照这七个要素的排列顺序进行 可以交叉 进行 也可以将后面的要素提到前面进行 教师应 根据探究的要求灵活掌握 探究活动的组织和对学 生探究能力的要求 要循序渐进 由简单到复杂 由部分探究到经历较为完整的探究过程 例如 学 生开始接触化学