举例说明科学探究活动的各个环节及其特征

举例说明科学探究活动的各个环节及其特征 科学探究过程一般包括提出问题 猜想与假设 制定计划与设计实验 进 行实验与收集证据 分析与论证 评估 交流与合作 下面以一课堂实例加以 说明 小明在课堂上用实验的方法探究出了串联电池组总电压等于每节电池电压 之和后 他想 如果把几节干电池并联 总电压是多少呢 对这个问题 你能 帮他想个办法进行探究吗 写出你的探究过程 一 提出问题 并联电池组的电压与每节电池的电压的什么关系 这是 把题目中 如果把几节干电池并联 总电压是多少呢 这个问题具体化 二 猜想与假设 并联电池组的电压等于每节电池电压之和 并联电 池组的电压等于每节电池电压 并联电池组的电压等于各节电池中电压最高的 值 并联电池组的电压等于各节电池电压中最低的值 并联电池组的电压低于 各节电池电压中最高的值而高于各节电池电压中最低的值 猜想和假设仅 仅是一种猜想或假设 它有可能和事实不相符 但在猜想或假设中要有科学依 据 要合乎逻辑 以上括号内的猜想或假设都有科学依据也合乎逻辑 三 制定计划与设计实验 找 5 节电池 测出每节电池的电压 将它们并 联起来 测出 2 3 4 5 节并联电池组的电压 评估 找 5 节电池 而不 是买 5 节电池 这样电池的电压就不一定是相等的 测出 2 3 4 5 节并联 电池组的电压 各节电池应编号组合 用 5 节电池而不是只用 2 节电池并联 这样的设计才具有客观性 科学性和普遍性 四 进行实验与收集数据 按设计进行实验并如实记录在表格上 五 分析与论证 对记录的数据进行客观的分析 得出结论 实际结果 是 并联电池组的电压低于各节电池电压中最高的值而高于各节电池电压中最 低的值 这个值与电池的内阻有关 也能用全电路欧姆定律计算出来 六 交流与合作 在前几项探究环节前 中 后都与同学交流 交流贯 穿于整个探究活动之中 交流一定要有口头交流 不能只交流结论 要从问题 的提出开始 包括猜想 设计实验 同学之间互相比较一下 看看有什么不 同 想一想 我为什么与别人不同 要善于接受别人的思想 也要坚持自己 的观点 七 评估 探究过程中和得出结论后 都对自己的探究活动进行回顾 分 析 并思考在探究过程中 哪些问题真正弄懂了 问题还不清楚 实验设计有 没有不合理的地方 操作中有没有什么失误 测量结果是不是可靠 这些都要 加以总结和改进 其实 评估 是一切工作的重要环节 通过评估可以发现 不足 及时弥补 还可以总结经验 有利于的学习和工作 该案例体现了探究教学的自主性 探究性 实践性 科学性 综合性等基 本特征 探究教学作为现代教学的一种模式 在其处理理论与实践结构与功能 以及教学诸要素之间的关系方面 具有许多其他教学模式所不能显示的下述特 征 1 探究教学模式的能动性 探究是一种能动的过程 探究学习和教学模式是以学生为中心的 学生在 课堂上进行的科学探究活动 归根结底是让学生亲身体验和理解知识形成和发 展的过程 探究学习和教学模式强调学生主动学习和自主发展 强调学生通过 探究和发现过程达到预期教学目标 不再把课堂教学的重点放在教师传授知识 讲解科学概念或原理上 这与传统教学热衷于向学生灌输知识的教学模式有着 本质区别 传统性实验通常采用 告诉 验证 应用 的教学模式 学生们 用实验验证已学过的生物学知识 其模式是高度固化的 探究性实验是教师提 出问题 学生提出假说 引导学生朝着预先设计的方向提出实验程序 预测可 能的结果 学生进行实验 并获得实验数据 分析解释实验数据 得出结论 学生提出新的问题来检验已得出的结论 有时还需进 步做实验 这种模式是 已被教师构建好的 但允许学生在假说和数据解释的范围内去创造 教师的引 导并不刻意的引导出 个唯一的结果 而是让学生在探究过程中理解科学 获 得知识 2 探究教学模式的实践性 探究的实践性具体表现为它是一种有多侧面的活动 通俗地讲 探究是人 们用以追究探索未知事物以期达到 知其然 知其所以然 的多种不同途径和方 法 也是学生长知识 长见识 长才干的一种重要的学习模式 学生在课堂上 进行的科学探究包括一系列的活动 如他们需要观察研究对象 发现问题和提 出问题 需要利用已有的知识 经过深思熟虑对问题做出猜想或预言 提出自 己的假设 需要查阅各种信息资料 对假设的逻辑含义进行推断 需要设计调 研或实验方案 找出和控制可变因素对其进行实验 需要收集 分析和解释数 据 运用逻辑和证据做出答案或解释 需要利用各种图表交流得出的科学结论 并对不同的观点或批评意见做出反应 等等 总之 科学探究是一种多侧面的 活动 值得提出的是 虽然探究是以活动为载体或渠道的 但探究与活动之间又 有所区别 从上述的科学探究活动看出 科学探究源于发现和提出问题 学生 的问题则是从其动机和好奇心中产生的 这样 学生在课堂上的探究行为就包 含有 疑惑 自主意识 方法论和反思等多种要素 活动是指学习者对学习对 象的内部操作 其含义是 对这些对象所采取的行动 而不是这些对象本身 在 课堂教学过程中 不是全部教学活动都包含有探究要素的 即使是设计的教学 程序中有问题 假设等环节 如果学生面对的问题是教师提出的 或者教师代 替学生做出假设 或者出现重视探究结论而轻视探究过程的倾向 那么这些活 动就不再属于探究的范畴 3 探究教学模式的科学性 探究旨在获取知识和认识世界 科学教育的宗旨在于使学生正确的认识和 理解自然 之所以把探究作为科学和科学学习的核心 就是因为探究是学生获 取科学知识 获得科学认识 掌握科学本领的一种重要途径和方法 科学教育 的目标首先在于使学生获得科学知识 这是因为知识的单元是科学概念 科学 概念促进人们的思维 学习和思想交流 是人们 正确认识自然和理解自然的 基础 学生要增长知识就必须习得科学概念 科学概念通常从初级概念开始 直至抽象概念为止 构成了 个完整的概念体系 中学生的思维发展过程 正 处于从形象思维向抽象思维转变的阶段 他们主要是通过概念形成和概念同化 的途径学习概念 学得的概念再通过应用过程得到巩固和扩展 教学实践表明 探究学习过程强调学生将习得的概念应用到一个新的问题情境中去 在已知概 念的基础上通过概念形成的途径掌握新概念 因此说 探究学习符合学生的学 习和思维活动规律 是学生获得科学概念的一种最有效的学习方式 尤其是学 习比较复杂和抽象的教材内容 这样才能够获得较好的学习效果 4 探究教学模式的引导性 探究要求师生都以学习者的身份参与教学过程 在探究教学过程中学生是 主体 他们是否具有积极的探究态度和保持旺盛的探究热情 是否主动地参与 探究求知事物或现象的学习活动 直接关系到能否达到预期教学目标 然而 教师是教育的核心 在探究教学过程中教师始终处于主导地位 一个 称职的 科学教师应该营造一种环境 使教师和学生都能以学习者的身份积极地学习 以期教学相长 在探究教学过程中教师的主导作用是多方面的 首先 教师在制定学科教 学计划时 要根据教学目标 内容和材料尽可能增加学生探究活动和实验在课 程中所占的比例 要根据单元教学课题的需要创造良好的教学环境 为学生进 行科学探究提供必要的时间 空间和资源 在确定单元课题的具体探究内容和 教学活动时 要使之适合学生的兴趣 知识水平 领悟能力和他们的经历 尤 其对从学生所经历的事物中产生的一些实际问题进行探究 是科学教学所要采 取的主要做法 学生在课堂上的科学探究常常是小组规模的协作性活动 为了 使全体学生都有参与探究活动的机会 进行课堂教学设计时要考虑到为个人活 动 组内讨论和小组交流提供充分的时间保证 课堂上学生从事的一个完整的探究过程大致分为 问题 假设 推断 检 验 结论 交流和评价等阶段 在探究过程的各个阶段上 教师的工作都是指 导 激发和鼓励他们学习 推动科学探究活动 5 探究教学模式的开放性 即探究教学应是一个开放的活动系统 需在与其他教学的相互作用中得到 不断改进 探究教学的这种要求源于探究的本质即反省思维 它要求教师对探 究教学本身不断反省 以便其更加符合目的性和规律性 如此 才会建立与学 生不同能力水平 不同学习内容等相适应的探究教学变式 而不至于把探究教 学或其某一模式教条化 理想化 探究教学的开放性要求我们正确看待探究教 学与其他教学的关系 诸如创造性教学 掌握学习 合作学习 启发式教学等 这些先进的教学形式都是在反对传统教学过分注重灌输知识的背景下产生的 实质上也含有 探究