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【關(guān)鍵詞】探究性學(xué)習(xí) 教學(xué)方法 高中生物
中圖分類號:G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2014.03.125
如今,大部分高中生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容都對實(shí)驗(yàn)的器材、實(shí)驗(yàn)步驟或是實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開展的過程中無法有效進(jìn)一步激發(fā)自己的創(chuàng)造能力,因此,其探究熱情和創(chuàng)新能力受到很大的限制。比起教材上枯燥的理論知識,作為輔助教學(xué)重要組成部分的生物實(shí)驗(yàn)通常更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但是,由于教材內(nèi)容的限制和教師教學(xué)方法的束縛,部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中無法感受到驗(yàn)證科學(xué)理論的樂趣,甚至有些學(xué)生出現(xiàn)厭惡實(shí)驗(yàn)的情緒,認(rèn)為實(shí)驗(yàn)只是按照課本的步驟機(jī)械地進(jìn)行操作,是一種應(yīng)付性學(xué)習(xí),由此失去實(shí)驗(yàn)和探究的興趣。針對這種情況,教師應(yīng)該及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和組織能力設(shè)計(jì)成自我探究型實(shí)驗(yàn),以此激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作興趣。那么,教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何推進(jìn)“探究性學(xué)習(xí)”的有效開展呢?
一、教師自主設(shè)計(jì)“探究性”教學(xué)實(shí)驗(yàn)
高中生物教師在長期的教學(xué)實(shí)踐中對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)驗(yàn)操作中經(jīng)常出現(xiàn)的問題一般都會(huì)有著比較清晰的認(rèn)識。故在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和模式時(shí),教師可以結(jié)合學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的具體狀況,充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。比如說,針對教材中學(xué)生操作難度系數(shù)小的且往年學(xué)生操作起來基本無差錯(cuò)的實(shí)驗(yàn),教師就可以變換實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式,以此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“探究性”學(xué)習(xí)。當(dāng)然,教師自主制定的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與教材的實(shí)驗(yàn)是緊密聯(lián)系在一起的,其對學(xué)生知識的考查方向是一致的,只是知識內(nèi)容和形式發(fā)生了變化。此外,教師在日常的教學(xué)活動(dòng)中,針對學(xué)生掌握不扎實(shí)且又能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步幫助學(xué)生加深對知識理解的教學(xué)內(nèi)容,教師也可以發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,幫助學(xué)生設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,要求學(xué)生依據(jù)自己所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的補(bǔ)充,然后讓學(xué)生針對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證。這樣一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能更具針對性地對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行輔助教學(xué),充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功效。
新課改實(shí)施以后,新的教學(xué)理念特別強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中將教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位結(jié)合起來,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)的積極性。面對新的教學(xué)理念和教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo),高中教師在積極探索教學(xué)模式和教學(xué)方法中針對生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,具體體現(xiàn)在重視學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的自主選擇性。高中生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容除了教材中規(guī)定的部分,教師還應(yīng)該聽取學(xué)生的意見,關(guān)注學(xué)生比較感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,針對學(xué)生的提議適當(dāng)?shù)亟M織學(xué)生進(jìn)行探究。教師面對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求,可以要求學(xué)生首先制定自己的實(shí)驗(yàn)方案,然后教師對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評估,如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案具有可行性,那么,教師應(yīng)該積極給予相關(guān)指導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生教學(xué)參與度,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中收獲更多理論之外的知識。
二、完善“探究性學(xué)習(xí)”教學(xué)方法
高中生物教材中 “探究性學(xué)習(xí)”的內(nèi)容是對教材知識和教材實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充,因此,高中教師應(yīng)該重視教材“探究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)方法,并引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行其相關(guān)實(shí)驗(yàn)的探究和驗(yàn)證?!疤骄啃詫W(xué)習(xí)”內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)開展需要學(xué)生將理論知識掌握扎實(shí),將前部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行熟練操作,只有這樣,學(xué)生在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)才能夠得心應(yīng)手,取得較為理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,真正獲得實(shí)驗(yàn)鍛煉。由此要求高中生物教師加強(qiáng)對學(xué)生理論知識的教學(xué),幫助學(xué)生扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識,為實(shí)驗(yàn)探究奠定良好的知識基礎(chǔ)。此外,“探究性學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)的操作不同于教材中其他實(shí)驗(yàn)操作,其對實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)器材等沒有明確的說明,因此,需要學(xué)生按照教材所提供的生物實(shí)驗(yàn)主題,根據(jù)多種思路和方案自行設(shè)計(jì)、組織和展開實(shí)驗(yàn)。由此要求教師在平日的教學(xué)過程中注意對學(xué)生發(fā)散思維的訓(xùn)練。以往的實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)操作尋找理論依據(jù),其思維受到很大的限制,而教師在為“探究性”實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備的教學(xué)過程中就需要鼓勵(lì)學(xué)生打破教材的束縛,積極動(dòng)腦,尋求另外多種實(shí)驗(yàn)步驟,以此訓(xùn)練學(xué)生對知識的拓展遷移運(yùn)用能力,訓(xùn)練其思維的發(fā)散性,為以后探究學(xué)習(xí)奠定良好的思維和習(xí)慣基礎(chǔ)。那么,教師在學(xué)生已經(jīng)掌握了扎實(shí)的理論知識并具有發(fā)散性思維后如何進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)呢?
教師應(yīng)該積極指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。教學(xué)的過程中,教師對學(xué)生理論知識的傳授和對學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)已經(jīng)讓學(xué)生擁有了設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和能力,因此,鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識,大膽嘗試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在這一環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)該幫助學(xué)生從細(xì)小的研究方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)主題可以有多種實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì),因此,教師不應(yīng)該在課前指導(dǎo)中限制學(xué)生研究的內(nèi)容,在學(xué)生設(shè)計(jì)完實(shí)驗(yàn)方案后,教師應(yīng)該組織小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案可行性的討論,讓學(xué)生在溝通交流中首先認(rèn)識實(shí)驗(yàn)的可取之處以及應(yīng)該改進(jìn)的地方,這樣能進(jìn)一步提高學(xué)生的自我創(chuàng)新能力。小組交流之后教師可以對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)。教師在指導(dǎo)的過程中要善于采用啟發(fā)式教學(xué)模式,不能將學(xué)生實(shí)驗(yàn)存在的問題一一指出并給出解決方案,而是應(yīng)該通過詢問學(xué)生設(shè)計(jì)思路引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考,讓學(xué)生明白為什么設(shè)計(jì)的思路不可行或是哪些方面存在知識性的錯(cuò)誤,只有這樣,學(xué)生才能更深層次地調(diào)動(dòng)自己所學(xué)知識,充分將所學(xué)的知識運(yùn)用到探究性學(xué)習(xí)中,在探究中進(jìn)一步提高自己的綜合學(xué)習(xí)能力。
關(guān)鍵詞 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 探究 途徑
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
探究性學(xué)習(xí),是一種在好奇心驅(qū)使下;以問題為導(dǎo)向;學(xué)生有高度智力投入且內(nèi)容和形式都十分豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)。是根據(jù)青少年身心特點(diǎn)提出的學(xué)習(xí)方法;是培養(yǎng)現(xiàn)代公民和創(chuàng)新人才的需要;是數(shù)學(xué)教學(xué)改革和研究的重要課題;是探索性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的整合。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,課本每章的章首語都是實(shí)際問題的導(dǎo)入,要重視章首語材料的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的挖掘,要?jiǎng)?chuàng)造性地使用教材;還有每章后面的應(yīng)用舉例、穿插在章節(jié)其中的閱讀材料,往往與生活經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)。用《標(biāo)準(zhǔn)》中“問題情景――建立模型――解釋、應(yīng)用與拓展”的模式,讓學(xué)生經(jīng)歷其中親手實(shí)驗(yàn),體會(huì)前人創(chuàng)造數(shù)學(xué)的人生價(jià)值,激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣,從而自覺地關(guān)注和探究數(shù)學(xué)知識的形成和應(yīng)用過程。
例如,在二次函數(shù)的章首語中有這樣一個(gè)引入題:用長20M的籬笆,一面靠墻圍成一個(gè)長方形的園子,怎樣圍才能使園子的面積最大?最大面積是多少?
這個(gè)問題中,首先,學(xué)生對“函數(shù)”的概念恐已遺忘,需要重新設(shè)計(jì)情景加深對概念的體驗(yàn)和理解,尤其要讓學(xué)生體驗(yàn)函數(shù)的形成和應(yīng)用過程;其次,在與學(xué)過的函數(shù)對比中抽象出“二次函數(shù)”的概念,是一個(gè)“強(qiáng)抽象”的過程,應(yīng)任其自然過渡(由學(xué)生命名);再次,由于知識缺乏等因素,在應(yīng)用結(jié)果(求最大值方法)的探究上留下了一點(diǎn)遺憾,激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步探究學(xué)次函數(shù)應(yīng)用過程和方法的欲望。
在教學(xué)本節(jié)課前筆者先設(shè)計(jì)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)如下:
(1)觀察和調(diào)查校園環(huán)境,利用已有環(huán)境的條件,設(shè)計(jì)如下方案:用長20M的籬笆圍成一個(gè)長方形的生物實(shí)驗(yàn)基地;
(2)畫出圖樣,并提供利用有關(guān)自然環(huán)境資源的說明,標(biāo)注圖樣尺寸和面積;
(3)盡可能設(shè)計(jì)多個(gè)方案,比較哪個(gè)恰當(dāng)?哪個(gè)方案的基地面積最大?(大致方案:一面靠墻、兩對面靠墻、一組鄰邊靠墻、四面都不靠墻)
(4)選擇利用一種自然環(huán)境資源的設(shè)計(jì)方案,寫出面積Y與長方形基地的一邊長X的函數(shù)關(guān)系式;
(5)對比已學(xué)過的函數(shù)形式,請你像科學(xué)家一樣命名這種函數(shù);
(6)用選取多個(gè)X值的方法 ,探究當(dāng)X為何值得時(shí),Y有最大值,并求出這個(gè)最大值;
(7)寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,課堂交流實(shí)驗(yàn)成果。
即便是抽象的數(shù)學(xué)都是與生活中的實(shí)例密切相關(guān),數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不能離開普遍見識。“數(shù)學(xué)甚至在最純的與最抽象的狀態(tài)下也不與生活分離,它恰恰是掌握生活問題的理想方式”。因此我們講解數(shù)學(xué)的抽象內(nèi)容時(shí)也不應(yīng)把數(shù)學(xué)與其來源割斷,“請嘗試做一下實(shí)驗(yàn),當(dāng)一回科學(xué)家”!數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)正是引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),在自主活動(dòng)中創(chuàng)造數(shù)學(xué),理解數(shù)學(xué)對象的實(shí)際意義?!皵?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)”是《標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于“問題情景――建立模型――解釋、應(yīng)用與拓展”的學(xué)習(xí)模式的應(yīng)用,使學(xué)生在探究能力上有了一定的培養(yǎng)和提高。
又如,在學(xué)習(xí)“統(tǒng)計(jì)和概率初步”前一周,布置實(shí)驗(yàn)課題:
實(shí)驗(yàn)課題:設(shè)計(jì)一個(gè)方案,調(diào)查本校(或本市)初二學(xué)生情況。
實(shí)驗(yàn)意圖:一周后,我們將學(xué)習(xí)“統(tǒng)計(jì)和概率初步”,請根據(jù)已有知識經(jīng)驗(yàn)或自學(xué)課文內(nèi)容,分實(shí)驗(yàn)小組,對本校(或本市)初二學(xué)生的某一種情況進(jìn)行調(diào)查。(調(diào)查內(nèi)容提示:如:身高、體重、視力……或數(shù)學(xué)、英語或其它學(xué)科成績、課外活動(dòng)或課外作業(yè)時(shí)間、每天看電視時(shí)間……)
實(shí)驗(yàn)要求:(1)發(fā)揮群體力量,提倡分工協(xié)作精神,根據(jù)實(shí)驗(yàn)小組通過的設(shè)計(jì)方案,搜集有關(guān)數(shù)據(jù)并整理,調(diào)查出初二學(xué)生的某一種情況。(2)每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組7天后上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,課堂匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果。
實(shí)驗(yàn)延續(xù):隨著本章學(xué)習(xí)的深入,各實(shí)驗(yàn)小組不斷完善調(diào)查設(shè)計(jì)方案,使調(diào)查更科學(xué),結(jié)論更可靠。并提出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指導(dǎo)意義,供學(xué)?;蛴嘘P(guān)部門參考。
實(shí)驗(yàn)意義:(1)倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)精神;(2)體會(huì)“統(tǒng)計(jì)學(xué)”的價(jià)值和統(tǒng)計(jì)知識學(xué)習(xí)的必要性;(3)把學(xué)習(xí)和知識探究、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合起來;(4)本章結(jié)束后正值暑假,請實(shí)驗(yàn)小組在暑假里自選課題完成一項(xiàng)社會(huì)調(diào)查,將知識回報(bào)社會(huì)。
面對這樣比較復(fù)雜的問題,一定要給學(xué)生足夠的時(shí)間和空間進(jìn)行充分地探索、交流和進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。在學(xué)習(xí)本章前,學(xué)生在設(shè)計(jì)方案時(shí)可能意見紛紜,實(shí)施調(diào)查的方式方法可能繁鎖或以偏概全,另外,數(shù)據(jù)處理也有一定難度,數(shù)據(jù)結(jié)果表示的意義不夠明確等等。經(jīng)過本章學(xué)習(xí),邊學(xué)習(xí)邊調(diào)整,從而掌握比較科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法,獲得比較科學(xué)的結(jié)論,也使本章的學(xué)習(xí)更有意義,否則教學(xué)會(huì)變得枯燥乏味,數(shù)學(xué)會(huì)變得不被學(xué)生喜歡。教師的手段就是把數(shù)學(xué)盡可能變得生動(dòng)有趣,盡可能拉近與生活經(jīng)驗(yàn)、自然常識和社會(huì)現(xiàn)象的距離,首先讓學(xué)生感到喜歡,然后化難學(xué)為易學(xué)。
在教學(xué)活動(dòng)中,教師應(yīng)發(fā)揚(yáng)民主,成為學(xué)生數(shù)學(xué)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者、合作者;要善于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新與實(shí)踐;要?jiǎng)?chuàng)造性使用教材,積極開發(fā)、利用各種資源,為學(xué)生提供豐富多彩的學(xué)習(xí)素材;要關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異,有效地實(shí)施有差異的教學(xué),使每個(gè)學(xué)生都得到充分的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容——《饅頭在口腔中的變化》是在學(xué)生已經(jīng)掌握了食物營養(yǎng)成分的種類和作用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究食物在口腔中的消化而安排的一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期生物課的學(xué)習(xí),學(xué)生對探究實(shí)驗(yàn)的基本方法與要點(diǎn)已經(jīng)有了一個(gè)初步的認(rèn)識和了解,因此本課可以讓學(xué)生在小組合作探究的過程中,通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析交流以及小組之間的比較中得出相應(yīng)的結(jié)論,從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力。根據(jù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的情況,筆者按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行課堂組織:
一、創(chuàng)設(shè)情景,導(dǎo)入教學(xué)
用課前準(zhǔn)備好的熱饅頭,讓一至兩個(gè)學(xué)生分別品嘗大小一樣的兩小塊饅頭,第一塊不要細(xì)嚼,放到嘴里很快咽下(注意饅頭的大小要以不仔細(xì)嚼也能咽下為宜),第二塊饅頭則通過慢慢嚼碎后再咽下,然后讓他們向全班同學(xué)說出這兩塊饅頭的不同味道。這時(shí)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問:“為什么同樣的兩塊饅頭放在嘴里,細(xì)細(xì)咀嚼的有甜味,不細(xì)咀嚼的就沒有甜味呢?”老師:“同學(xué)們都知道,饅頭的主要成分是淀粉,而淀粉是一種沒有甜味的糖類。人的口腔中有牙齒、舌頭、唾液等,我們吃食物時(shí)都要經(jīng)過口腔中牙齒的咀嚼、舌頭的攪拌以及唾液的混合。那么細(xì)細(xì)咀嚼的饅頭為什么能讓人感覺到有甜味呢?這與牙齒的咀嚼、舌頭的攪拌以及唾液的分泌都有關(guān)嗎?如果有關(guān),它們各起什么作用?饅頭變甜是否是淀粉發(fā)生了變化?”教師可以引導(dǎo)學(xué)生嘗試由此提出問題并作出假設(shè),并設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證饅頭在口腔中發(fā)生的變化以及與變化有關(guān)的因素?這樣,很自然引入下一個(gè)過程。
二、提供相關(guān)資料,組織設(shè)計(jì)方案
面對所提出的相對復(fù)雜的探究課題,讓學(xué)生直接設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生往往感到束手無策,此時(shí)教師可以充分發(fā)揮引導(dǎo)的作用,提出一些細(xì)化問題,引導(dǎo)學(xué)生思考的方向,通過小組內(nèi)討論交流的方式使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案逐步完善:
1.引導(dǎo)學(xué)生通過課本的提示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
2.強(qiáng)調(diào)對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與變量的控制。
3.參與一個(gè)小組設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
4.發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)解決。
5.鼓勵(lì)創(chuàng)新。
三、分析實(shí)驗(yàn)方案,全班交流完善
選派1-2個(gè)小組為代表在全班展示其所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案并小組間進(jìn)行互評。由于學(xué)生在小組討論中獲得了許多的知識和能力,這時(shí)都能提出一些自己的看法。在學(xué)生充分討論交流的基礎(chǔ)上,教師進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)評和引導(dǎo),各小組完善自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。小組討論完后,教師在全班總結(jié),重點(diǎn)解決以下問題:
1.怎樣保證一個(gè)變量?
2.饅頭的大小質(zhì)量是否應(yīng)該相同?
3.怎樣才能盡快地獲得較多的純凈的唾液?
4.實(shí)驗(yàn)裝置在37℃的水溫中保持多長的時(shí)間最適宜?
四、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案,預(yù)測實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象
各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在等待實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中,教師可以讓學(xué)生預(yù)測每組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的表格。如下表格:
五、觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析現(xiàn)象得出結(jié)論
各小組認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填寫在記錄表格中。聯(lián)系實(shí)驗(yàn)假設(shè),討論后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
如果有的小組得出的現(xiàn)象和結(jié)論不一樣,可引導(dǎo)其分析原因,并改進(jìn)。
六、總結(jié)提升,學(xué)以致用
通過本節(jié)探究,學(xué)生知道了口腔是食物消化的起始部位,食物在口腔中經(jīng)過牙齒的咀嚼、舌頭的攪拌以及與唾液的充分混合都有利于食物的消化。然后讓學(xué)生試著討論解決以下問題:吃飯時(shí)為什么要細(xì)嚼慢咽?經(jīng)常吃飯泡湯有什么不好?
關(guān)鍵詞: 探究 實(shí)施 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中的能動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)形式。在新教材中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的類型有演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)等。課堂教學(xué)中主要通過演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)介入探究性學(xué)習(xí),而把設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)、探究性課題作為課內(nèi)探究性學(xué)習(xí)的延續(xù),從而使探究性學(xué)習(xí)貫穿于課內(nèi)外學(xué)習(xí)的始終。那么,如何用探究性學(xué)習(xí)實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)?
一、探究以創(chuàng)設(shè)問題情境實(shí)施化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在發(fā)現(xiàn)“問題”的情境下產(chǎn)生的一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)。問題激發(fā)起學(xué)生探究的欲望,問題引發(fā)了學(xué)生的探究活動(dòng)。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,除學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題外,教師更要通過各種途徑創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中探究創(chuàng)設(shè)問題情境是最形象、生動(dòng)、直觀的方法之一。
1.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)問題情境,要特別注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生觀察和思維能力的培養(yǎng)。如進(jìn)行初中化學(xué)有關(guān)“金屬與酸反應(yīng)”的學(xué)習(xí)時(shí),組織學(xué)生完成“將鐵絲、銅絲、鎂條、鋁條、鋅條各一根放入稀硫酸中,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并與同學(xué)交流”的實(shí)驗(yàn),由于放置的位置問題,可能有些學(xué)生觀察到鐵絲、鎂條、鋁條、鋅條上產(chǎn)生氣泡,銅絲上沒有氣泡產(chǎn)生;有些學(xué)生觀察到都有氣泡產(chǎn)生。而從觀察到除銅絲外,其它金屬表面都有氣泡產(chǎn)生,到產(chǎn)生“為什么銅絲上沒有氣泡產(chǎn)生,并且其它金屬上產(chǎn)生氣體的速率不一樣的問題”,就需要敏銳的觀察和深刻的思維能力。
2.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)問題情境,要注意將與人類生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學(xué)生熟悉、感興趣的內(nèi)容開發(fā)成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。例如:在點(diǎn)燃?xì)錃夂脱鯕獾幕旌蠚怏w的實(shí)驗(yàn)中,很多學(xué)生在用火柴點(diǎn)燃時(shí)都有點(diǎn)緊張,一不小心就可能炸到手。為確保實(shí)驗(yàn)的安全性,教師可引導(dǎo)學(xué)生積極開動(dòng)腦筋,結(jié)合實(shí)際生活中的一些常識,改進(jìn)點(diǎn)火裝置。學(xué)生們提出了多種方案:(1)用鑷子夾住火柴,(2)利用生活中煤氣的點(diǎn)燃方式聯(lián)想到通過電子點(diǎn)火的方式來完成。這培養(yǎng)了學(xué)生積極探索,提出種種假設(shè),然后進(jìn)行驗(yàn)證的能力,因?yàn)閷W(xué)生在其感到熟悉和認(rèn)為有用的情境中,有發(fā)現(xiàn)問題和產(chǎn)生解決問題的迫切欲望。再如在進(jìn)行初中化學(xué)的關(guān)于“燃燒條件”的學(xué)習(xí)時(shí),教師可從實(shí)驗(yàn)室酒精燈的熄滅、燃燒木柴要把木柴架空、液化氣灶及煤爐都留有通風(fēng)口等學(xué)生非常熟悉的實(shí)驗(yàn)情景出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生思考,發(fā)現(xiàn)問題。
3.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)問題情境,要使化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的問題處于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),如改演示實(shí)驗(yàn)為邊講邊實(shí)驗(yàn),邊講邊實(shí)驗(yàn)可把動(dòng)手和動(dòng)腦、理論和實(shí)踐、觀察和操作有機(jī)地結(jié)合起來。例如:碳、鐵與氧氣的反應(yīng),高錳酸鉀的分解,鋅、鋁與酸的反應(yīng),大理石(或石灰石)與稀鹽酸的反應(yīng)等,通過教師指導(dǎo),學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn),既活躍了課堂氣氛,又加深了學(xué)生對概念的理解記憶,還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,收到了很好的效果。影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的因素很多,產(chǎn)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也錯(cuò)綜復(fù)雜。教學(xué)中要通過精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件等多種途徑,以最佳的實(shí)驗(yàn)方式呈現(xiàn)化學(xué)問題,使學(xué)生通過努力能夠順利地解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的問題。如可用濃鹽酸、濃氨水、酒精等的揮發(fā)實(shí)驗(yàn)來呈現(xiàn)構(gòu)成物質(zhì)的微粒是不停地運(yùn)動(dòng)的問題,用氯氣使潮濕的有色布條褪色的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)次氯酸的漂白作用的問題等,都能使學(xué)生順利地發(fā)現(xiàn)和解決問題。
二、探究以化學(xué)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假說或猜想
在探究性學(xué)習(xí)中,學(xué)生針對提出的問題,經(jīng)過多渠道的收集信息和深入的思考,將會(huì)提出有關(guān)問題解決的方案和問題答案的假設(shè)或猜想。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)對提出的猜想或假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證,是學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究性學(xué)習(xí)常用的方法。
1.以化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說或猜想,要面向全體學(xué)生,讓每個(gè)學(xué)生都有體驗(yàn)和經(jīng)歷用化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說和猜想的機(jī)會(huì)。例如,改教師演示為學(xué)生嘗試演示實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)教學(xué)中,教師的演示實(shí)驗(yàn)在一定程度上能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生的求知欲,但也暴露出其中的一些弱點(diǎn),不能讓學(xué)生冷靜地觀察、理智地思考,而嘗試課堂演示實(shí)驗(yàn)則往往能很好地解決這一問題。其設(shè)計(jì)要求如下:(1)簡述實(shí)驗(yàn)原理,(2)說明實(shí)驗(yàn)操作,(3)需用實(shí)驗(yàn)儀器、藥品,(4)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,(5)實(shí)驗(yàn)分析評價(jià)。如:在氯化亞鐵與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)前首先讓學(xué)生按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的前四個(gè)要求進(jìn)行思考,然后選出一個(gè)學(xué)生進(jìn)行回答,全班同學(xué)參與討論,再讓其中一個(gè)同學(xué)上臺演示,眾人參與評議。結(jié)果顯示這一嘗試實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式很好地解決了該實(shí)驗(yàn)中的一系列問題,如最易形成錯(cuò)誤的問題:膠頭滴管是垂直還是斜放,膠頭滴管能否伸入試管?膠頭滴管在該實(shí)驗(yàn)中為什么要伸入到試管底部?在實(shí)驗(yàn)中究竟能否看到白色沉淀這一現(xiàn)象?嘗試演示實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是突出了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑM瑫r(shí)教師要指導(dǎo)學(xué)生,特別是要幫助和指導(dǎo)那些有困難的學(xué)生完成設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如在初中化學(xué)中物質(zhì)構(gòu)成微粒知識學(xué)習(xí)時(shí),對“構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間是有空隙的”的假設(shè)的驗(yàn)證,學(xué)生在設(shè)計(jì)方案時(shí)可能產(chǎn)生一定的困難,這時(shí)教師就可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)“一定體積的水和酒精混合”的實(shí)驗(yàn)方案和“氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)的壓縮”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
2.以化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說或猜想,要注重引導(dǎo)對異?,F(xiàn)象進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)探究。如演示實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生往往會(huì)觀察到異?,F(xiàn)象。此時(shí),教師不要忙于解釋,而是要抓住時(shí)機(jī),引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究,研究異常現(xiàn)象的原因。學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),不僅能探究異?,F(xiàn)象的原因,而且能培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力、操作能力、主動(dòng)獲取知識的能力,提高學(xué)習(xí)興趣。例:在高二學(xué)習(xí)《鐵的化合物》做演示實(shí)驗(yàn)時(shí),往往很難觀察到Fe(OH)2是白色膠狀沉淀這一現(xiàn)象,看到的是灰綠色的沉淀,且在溶液的上層為紅褐色液體。因此,我要求學(xué)生就灰綠色沉淀是什么、如何制取較純Fe(OH)2進(jìn)行探討并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以確證。
3.以化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說或猜想,要注重引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一些與假設(shè)或猜想“相違背”的實(shí)驗(yàn)方案和采用反證的實(shí)驗(yàn)方案,以培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合、抽象演繹的思維方法和好批判性思維能力。如學(xué)生在進(jìn)行質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)時(shí),可能會(huì)提出化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量會(huì)增大、不變或減少三種不同的假設(shè),并根據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在驗(yàn)證的過程中,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一些如“鎂條在空氣中燃燒質(zhì)量增加”、“木炭在空氣中燃燒質(zhì)量減少”等“反?!钡膶?shí)驗(yàn)方案,讓學(xué)生在探究中產(chǎn)生新的問題,以提高探究性學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果。
4.以化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說或猜想,實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件。探究性學(xué)習(xí)中驗(yàn)證假說或猜想的實(shí)驗(yàn)方案,在不同的條件下,可能會(huì)產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,要使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴脕眚?yàn)證假說或猜想,實(shí)驗(yàn)條件必須與題設(shè)條件相吻合,例如“碳在氧氣充足的條件下反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,在氧氣不充足的條件下反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳”。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程中對實(shí)驗(yàn)條件的控制和選擇,使學(xué)生在探究過程中了解到實(shí)驗(yàn)條件控制是實(shí)驗(yàn)的靈魂,從而有效地掌握科學(xué)研究的方法。
三、探究以“探究性實(shí)驗(yàn)”取代“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”
關(guān)鍵詞:探究性學(xué)習(xí);教學(xué)模式;教學(xué)體會(huì)
一、“探究性學(xué)習(xí)”教學(xué)的嘗試
1.探究性學(xué)習(xí)的一般組織形式
通常,小組合作學(xué)習(xí)是最常見的組織形式,它能促進(jìn)學(xué)生之間的溝通,體現(xiàn)“協(xié)作”。在小組合作學(xué)習(xí)中,學(xué)生既有合作又有分工,分別就某個(gè)問題做更多地鉆研,而后再匯總各方面的信息,運(yùn)用到當(dāng)前任務(wù)中。合作具有以下意義:首先,學(xué)生圍繞問題進(jìn)行討論可以激活學(xué)生有關(guān)的先前知識,在原有知識與當(dāng)前信息之間生成更多的聯(lián)系;其次,討論可以拓展學(xué)生的思維,學(xué)生會(huì)感受到觀點(diǎn)、方法的不同,從而可以更好地進(jìn)行反思和評判彼此的想法;另外,通過小組合作,可以把解決問題所帶來的“認(rèn)知負(fù)擔(dān)”分散到各個(gè)小組成員的身上,學(xué)生分別負(fù)責(zé)某個(gè)學(xué)習(xí)要點(diǎn),他可以變成某個(gè)主題上的“專家”,通過合作來解決單個(gè)學(xué)生無法解決的問題。
2.探究性學(xué)習(xí)的一般模式
(1)創(chuàng)設(shè)情境,提出問題
問題是思維的動(dòng)因,是探究的起點(diǎn),人們只有發(fā)現(xiàn)并提出問題,才會(huì)去認(rèn)真思考并解決問題。因此,教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際,創(chuàng)設(shè)問題產(chǎn)生的真實(shí)情境,讓學(xué)生在情境中與已有知識發(fā)生沖突,引導(dǎo)學(xué)生提出所要探究的問題,并從中篩選出與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān),具有探索性的問題,讓學(xué)生開展探究活動(dòng)。
(2)啟發(fā)猜想,做出假設(shè)
猜想和假設(shè)是科學(xué)探究的核心環(huán)節(jié),它能使探究者明確方
向,有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行研究。在這一環(huán)節(jié)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生觀察相關(guān)現(xiàn)象,鼓勵(lì)學(xué)生大膽的猜想,并在一定的科學(xué)事實(shí)基礎(chǔ)上提出假設(shè)。
(3)設(shè)計(jì)方案,合作探究
設(shè)計(jì)研究方案是科學(xué)探究活動(dòng)的重要環(huán)節(jié),它可以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、設(shè)計(jì)能力。此時(shí),可先讓學(xué)生個(gè)別思考,再進(jìn)行小組討論或全班討論,討論中可能出現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)方案,只要方案合理,就要肯定,不必強(qiáng)求與自己思路或課本思路相同。在學(xué)生自學(xué)和討論時(shí),教師要做好組織、協(xié)調(diào)、搜集信息的工作,可以作為一名普通成員參與小組活動(dòng),但不要輕易發(fā)表“標(biāo)準(zhǔn)答案”。
(4)交流成果,推廣應(yīng)用
各小組要將自己探究的過程、搜集的數(shù)據(jù)、得出的結(jié)論向全班報(bào)告,用語一般是“本小組認(rèn)為……”,其他小組學(xué)生認(rèn)真傾聽并對報(bào)告小組進(jìn)行質(zhì)疑,被質(zhì)疑的小組可以進(jìn)行辯論,并對結(jié)論進(jìn)行修改完善,最后形成共識性結(jié)論,再利用得出的結(jié)論解決新問題。這一環(huán)節(jié)教師要精心組織,教學(xué)重點(diǎn)放在讓學(xué)生學(xué)會(huì)與他人交流上,學(xué)生得出的結(jié)論只要不違背科學(xué)都要給予肯定,最后由教師規(guī)范性地表述出來。
3.探究性學(xué)習(xí)的一般評價(jià)方法
對學(xué)生探究過程和效果的評價(jià),必須做到評價(jià)主體、評價(jià)手段和評價(jià)方法的多樣性,采取學(xué)生自評、學(xué)生與教師互評相結(jié)合,對小組的評價(jià)與對小組里每個(gè)人的評價(jià)相結(jié)合,定性評價(jià)與定量評價(jià)相結(jié)合等方法。因此,要努力做到根據(jù)不同的探究類型和課題,設(shè)計(jì)不同的評價(jià)方案,包括不同的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)方法和評價(jià)結(jié)果。評價(jià)的內(nèi)容必須與學(xué)習(xí)的目標(biāo)一致,主要包括:(1)參與探究學(xué)習(xí)的態(tài)度;(2)在探究學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)和情感;(3)掌握科學(xué)研究的方法和技能;(4)合作學(xué)習(xí)和交往能力;(5)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的發(fā)展?fàn)顩r;(6)學(xué)習(xí)的效果,包括知識獲取與能力提高。
4.探究性學(xué)習(xí)的一則案例
在高中教材人教版必修第一冊第四章第一節(jié)《植物的激素調(diào)節(jié)》的教學(xué)中,教師多處采用探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法,收到了較好的教學(xué)效果。比如在探究胚芽鞘感受單側(cè)光刺激的部位中,首先,教師提出問題:在單側(cè)光照射下,胚芽鞘向光彎曲生長,顯示植物的向光性。那么,其感受單側(cè)光刺激的部位在何處呢?學(xué)生開始分組討論,最后得出可能性推測有:(1)在尖端;(2)在尖端下面的部分;(3)整個(gè)胚芽鞘。接下來請同學(xué)們進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),通過各小組的匯報(bào),由教師總結(jié)出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)過程,取四株長勢相同的胚芽鞘1、2、3、4分別作如下處理:(1)胚芽鞘1放在黑暗
環(huán)境中;(2)胚芽鞘2放在單側(cè)光照射下;(3)胚芽鞘3其尖端用不透光的錫箔小帽遮住,尖端下面的部分不遮光,單側(cè)光照射;
(4)胚芽鞘4其尖端下面的部分用錫箔紙包圍住,尖端不遮光,單側(cè)光照射。
二、“探究性學(xué)習(xí)”教學(xué)的體會(huì)
總之,我們要用辯證唯物主義的思想武裝我們的頭腦,指導(dǎo)我們的實(shí)踐活動(dòng),使各種關(guān)系達(dá)到和諧統(tǒng)一,這才是我們追求的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞: 教師素質(zhì) 數(shù)學(xué)探究性教學(xué) 知識結(jié)構(gòu) 教育思想 研究型教師
新一輪課程改革立足于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,強(qiáng)調(diào)在各科教學(xué)中開展探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。但在教學(xué)實(shí)踐中,探究性學(xué)多見于公開課的教學(xué)中,在平時(shí)教學(xué)中很難見到探究性學(xué)習(xí)的影子。數(shù)學(xué)探究性學(xué)習(xí)為什么難以得到推廣?原因之一是數(shù)學(xué)教師的素質(zhì)還不夠高,不能適應(yīng)探究性教學(xué)的要求?!按蜩F還需自身硬”,探究性教學(xué)要真正落到實(shí)處,關(guān)鍵在于教師素質(zhì)的提高。因此,構(gòu)建適應(yīng)探究性教學(xué)的數(shù)學(xué)教師素質(zhì)體系是當(dāng)務(wù)之急。探究性教學(xué)需要數(shù)學(xué)教師構(gòu)建怎樣的素質(zhì)體系呢?
一、探究性教學(xué)需要教師具有多元的知識結(jié)構(gòu)
學(xué)科教育的整體化是21世紀(jì)教學(xué)工作的發(fā)展趨勢,探究性教學(xué)需要教師具有多元的知識結(jié)構(gòu)。既要求教師有扎實(shí)的數(shù)學(xué)專業(yè)知識,又要學(xué)習(xí)其他自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué),以及前沿的最新成果、最新知識等。這樣才能充分發(fā)揮教師的教育功能。
數(shù)學(xué)教師要樹立終身學(xué)習(xí)的觀念。新知識層出不窮,及時(shí)更新舊知,擴(kuò)大知識面,優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)成為教師的當(dāng)務(wù)之急。數(shù)學(xué)新教材中增加了許多社會(huì)化的內(nèi)容,這些新內(nèi)容對老教師來說,與學(xué)生一樣,無疑也是一種新知識,就需要我們樹立終身學(xué)習(xí)的觀念,不斷學(xué)習(xí),這樣才能在學(xué)生探究學(xué)習(xí)的過程中給予有效的幫助指導(dǎo)。
數(shù)學(xué)教師要努力成為復(fù)合型的教師。數(shù)學(xué)新教材強(qiáng)調(diào)使學(xué)生了解數(shù)學(xué)與社會(huì)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等的聯(lián)系,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度,訓(xùn)練科學(xué)方法,達(dá)到進(jìn)一步提高學(xué)生素質(zhì)的目的。數(shù)學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)時(shí),會(huì)涉及各個(gè)學(xué)科、各個(gè)領(lǐng)域的問題。數(shù)學(xué)教師除了應(yīng)具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)學(xué)科知識外,還要具備生物、地理、歷史、物理等其他學(xué)科的知識和技能,以及信息科學(xué)技術(shù)等工具性學(xué)科的嫻熟技能。因此,數(shù)學(xué)教師要努力成為復(fù)合型的教師,以已有的知識結(jié)構(gòu)為載體,將其他學(xué)科知識納入自己的知識結(jié)構(gòu)中,將基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識、教育科學(xué)知識三者有機(jī)整合,逐步提高自身的素質(zhì)和綜合能力。
二、探究性教學(xué)需要教師具有著眼于學(xué)生發(fā)展的教育思想
新教材以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,尊重和促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,幫助學(xué)生獲得未來發(fā)展所必需的數(shù)學(xué)知識、技能和方法,提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。因此,探究性教學(xué)需要教師具有著眼于學(xué)生發(fā)展的教育思想。
教師要把學(xué)生看成教學(xué)資源的重要構(gòu)成者和生成者。在過去相當(dāng)長的時(shí)間里,我們只關(guān)注課本、教師的課堂教學(xué)資源,忽視了學(xué)生這一主體,從而造成了學(xué)生被動(dòng)接受的狀態(tài)。其實(shí)學(xué)生不僅是學(xué)習(xí)者,而且是教育者,同時(shí)也是一種無比豐富的動(dòng)態(tài)教育資源。教學(xué)中教師要充分、大膽利用學(xué)生資源,創(chuàng)設(shè)情境挖掘?qū)W生的教學(xué)資源,讓學(xué)生在課堂教學(xué)中唱主角,充分體現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)的“自主性”和“探究性”,使學(xué)生的學(xué)習(xí)成為主動(dòng)的、富有個(gè)性的體驗(yàn)歷練的過程。
教師要樹立“綠色評價(jià)”的教育觀念。“綠色評價(jià)”是指以學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展為本,用發(fā)展的眼光評價(jià)學(xué)生,用賞識的方法激勵(lì)學(xué)生,用期待的方式鼓勵(lì)學(xué)生的一種新型的、人文的評價(jià)方式。探究性學(xué)習(xí)的綠色課堂評偷不僅要關(guān)注學(xué)生探究的結(jié)論,更要關(guān)注學(xué)生的探究過程,對于學(xué)生豐富多彩的答案,不能單純地追求表面的對與錯(cuò),更不能籠統(tǒng)地以一個(gè)“好”字“棒殺”學(xué)生或以一個(gè)“不”字“棒殺”學(xué)生。教學(xué)中要避免進(jìn)入一種誤區(qū),即只顧肯定學(xué)生的積極性而不顧其探究過程及其結(jié)論的科學(xué)性。教師可以通過鼓勵(lì)學(xué)生展示其思維過程,允許學(xué)生“自圓其說”,讓學(xué)生成為評價(jià)的主體,促使他們參與評價(jià)?!邦A(yù)設(shè)”是教學(xué)的基本要求,是教師對探究性學(xué)習(xí)的一種清晰、理性的思考和安排?!吧伞笔切抡n程倡導(dǎo)的一個(gè)重要的教學(xué)理念。不同于接受式學(xué)習(xí)的是,探究性學(xué)習(xí)不只是忠實(shí)地傳遞和接受知識的過程,而是師生交往,積極互動(dòng),共同發(fā)展的過程,是“預(yù)設(shè)”與“生成”的有機(jī)融合。
三、探究性教學(xué)需要教師科學(xué)地預(yù)設(shè)
學(xué)生的自主探究離不開教師引導(dǎo)。教師為學(xué)生的探究活動(dòng)精心設(shè)計(jì),能使學(xué)生的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)更有效。數(shù)學(xué)教師不僅要精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)方案,更需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)探究的認(rèn)知情景和情感氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和靈感。
教師在教學(xué)活動(dòng)中,可以設(shè)計(jì)適合各種層次學(xué)生的教學(xué)情景,也可以設(shè)計(jì)開放性的情景,還可以設(shè)計(jì)貼近生活的探究情景。通過設(shè)計(jì)學(xué)生的探究活動(dòng)和熟悉的生活情景,激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈的探究欲望。學(xué)生通過這一系列的探究活動(dòng),既解決了生活中的問題,又在自主探究學(xué)習(xí)過程中掌握了相關(guān)知識,提高了解決問題的能力。
探究性教學(xué)需要教師藝術(shù)地“生成”。學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)雖然是在教師的精心指導(dǎo)下進(jìn)行的,但畢竟不是按劇本排練的話劇,教室里發(fā)生的一切不可能都由教師所預(yù)設(shè),學(xué)生的思維常常迸發(fā)出令教師意想不到的智慧火花。在數(shù)學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生會(huì)提出各種各樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,也會(huì)有很多非常規(guī)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生。這就要求教師要有良好的心理素質(zhì)和應(yīng)變能力藝術(shù)地“生成”。
四、探究性教學(xué)需要教師成為研究型教師
【關(guān)鍵詞】探究性學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)方式;特點(diǎn)
一、探究性學(xué)習(xí)的含義
國內(nèi)學(xué)者認(rèn)為:所謂探究性學(xué)習(xí)即在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)研究的情境,通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題,獲得知識、技能、發(fā)展情感與態(tài)度的學(xué)習(xí)過程。國外學(xué)者認(rèn)為:探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生通過自主地參與知識的獲得過程,掌握研究自然所必須的探索能力。
從相關(guān)的論述中可以看出,國內(nèi)學(xué)者較強(qiáng)調(diào)教師在探究性學(xué)習(xí)中的指導(dǎo)作用,國外學(xué)者更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的獨(dú)立探究。由于實(shí)際的探究學(xué)習(xí)是復(fù)雜多樣的,所以我們對探究性學(xué)習(xí)有自己的看法是正常的,在教學(xué)中要靈活運(yùn)用。
二、探究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn)
(一)探究性
探究是一個(gè)人與生俱來的本能,小學(xué)生正處在身心急劇發(fā)展的時(shí)期,對感興趣的事物具有強(qiáng)烈的好奇心,作為教師,要特別愛護(hù)小學(xué)生在學(xué)習(xí)上的探究心里,培養(yǎng)學(xué)生的探究習(xí)慣,使小學(xué)生能夠主動(dòng)地獲得科學(xué)知識,掌握科學(xué)方法,提高研究能力。
(二)問題性
探究性學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)內(nèi)容是以問題的形式來呈現(xiàn)的,學(xué)習(xí)的過程就是學(xué)生解決一個(gè)又一個(gè)問題的過程,沒有問題就沒有探究學(xué)習(xí)。比如:一個(gè)具有良好的反審認(rèn)知能力的小學(xué)生,可能會(huì)經(jīng)常問自己:“我每天都在做什么?我是怎么做的?這樣做下去行不行?我目前的學(xué)習(xí)的狀態(tài)怎樣?下一步又該如何走?”等等。這個(gè)不斷地反審自己的學(xué)習(xí)過程既是積極控制自己的學(xué)習(xí)的過程。
(三)過程性
探究性學(xué)習(xí)重視結(jié)果,更重視知識的獲得過程。對教師來說,更主要的是引導(dǎo)學(xué)生去獲取知識,并在獲取知識的過程中學(xué)習(xí)探究的方法?,F(xiàn)代教學(xué)觀念認(rèn)為:教學(xué)并不是單一傳授與給予的過程,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生通過自主地參與獲取知識的過程,不斷地反審自己,探究成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn),從中鍛煉自己的抽象的思維能力。
(四)實(shí)踐性
學(xué)以致用是探究學(xué)習(xí)的又一基本特點(diǎn)。探究性學(xué)習(xí)的目的是發(fā)展運(yùn)用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,而不在于掌握知識的數(shù)量。因此,探究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中學(xué)習(xí),在實(shí)踐中鍛煉成長,發(fā)展學(xué)生各方面的應(yīng)用能力。
(五)參與性
探究性學(xué)習(xí)要求每個(gè)學(xué)生都要積極地參與探究活動(dòng),以提高自身的創(chuàng)造意識和能力。興趣能換起學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的熱情,教師要善于創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生探究的欲望,給思維以動(dòng)力。
例如:在教學(xué)“分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)”一課時(shí),一開始我便給學(xué)生講了這樣一個(gè)故事:在森林里住著一家猴子。有一天,猴子?jì)寢岊I(lǐng)著三個(gè)孩子下山收玉米,收了一袋玉米,她告訴孩子們要把這袋玉米分給他們吃,小猴子聽了都很高興,猴子?jì)寢屨f:“我要把這袋玉米分成四份,有一份大約是這袋玉米的2/8,還有一份大約是這袋玉米的3/12,剩下的兩份都是這袋玉米的1/4,想要哪一份你們自己選吧?!比绻悄?,你選擇哪一份呢?為什么?這四份玉米有多有少嗎?試著用一個(gè)辦法來加以說明,同學(xué)們踴躍發(fā)言,各抒己見。
(六)開放性
探究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)把封閉的課堂引向開放,開闊學(xué)生的眼界,拓寬學(xué)生的知識面,全方位的發(fā)展學(xué)生的各種能力,為學(xué)生的終身發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)關(guān)注的是教師如何教,而在新課改理念下的課堂教學(xué)關(guān)注的是學(xué)生如何學(xué)。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)波動(dòng)性大,不可預(yù)見性強(qiáng),教師的教學(xué)就更要具有彈性。學(xué)生在積極學(xué)習(xí)、認(rèn)真思考、熱烈討論中,思維常常會(huì)遇到障礙和矛盾,容易導(dǎo)致自主學(xué)習(xí)行為的擱淺。此時(shí),教師就要充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用,搭設(shè)學(xué)習(xí)跳板,幫助學(xué)生開拓思路,使學(xué)生能夠繼續(xù)自主探究學(xué)習(xí)。
(七)目的性
學(xué)生的探究不是盲目的,而是有意義、有目的。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者,在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,教師要有計(jì)劃、有步驟地把觀察、實(shí)驗(yàn)、猜想、驗(yàn)證、推理、交流等教學(xué)活動(dòng)積極地引進(jìn)課堂,當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí),教師應(yīng)通過適當(dāng)?shù)靥釂枂l(fā)學(xué)生思考,幫助其找到擺脫困境的辦法,當(dāng)學(xué)生取得獨(dú)立進(jìn)展時(shí),教師應(yīng)給予及時(shí)的評價(jià)。
如“統(tǒng)計(jì)初步知識”教學(xué)過程大致如下:
(1)如何又對又快地?cái)?shù)出今天認(rèn)真聽課學(xué)生的人數(shù)?數(shù)一數(shù)。
(2)匯報(bào)數(shù)的方法、數(shù)的結(jié)果,從而引出數(shù)據(jù)。
(3)平時(shí)你接觸過哪些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?
(4)學(xué)生匯報(bào)數(shù)據(jù),教師再引導(dǎo)學(xué)生討論如何才能正確地?cái)?shù)?學(xué)生們討論―匯報(bào)―數(shù)―再匯報(bào)。從這個(gè)教學(xué)過程中讓學(xué)生體會(huì)到:①要想更好地解決問題得尋找方法,得與別人合作。②從活動(dòng)中與探究中領(lǐng)會(huì)到什么是“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)”的方法。
三、實(shí)施探究性學(xué)習(xí)的基本策略
(一)創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的興趣
興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力源泉。課堂教學(xué)中,色彩鮮艷的圖片,具體生動(dòng)的實(shí)物,活動(dòng)變化的模型,奇異罕見的現(xiàn)象,各種各樣的實(shí)驗(yàn)等,對于天真活潑、充滿好奇心的小學(xué)生來說都顯示著無窮的魅力,很容易引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和注意。所以必須充分利用掛圖、模型、錄像、實(shí)物等多種直觀教學(xué)手段,創(chuàng)設(shè)適宜學(xué)生積極思考的情境,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的興趣。
(二)引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力
在引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)方案時(shí),教師可根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識水平、能力大小和具體的環(huán)境進(jìn)行,教師的語言要具有啟發(fā)性和鼓勵(lì)性。可以先從驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)入手,再逐步放手讓學(xué)生進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),可采用以下幾種方法:
1.共同創(chuàng)想,選擇最佳方案
以小組為單位引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),可讓學(xué)生體驗(yàn)集體的智慧,感受到團(tuán)結(jié)協(xié)作的力量,增強(qiáng)學(xué)生的凝聚力。學(xué)生在組內(nèi)各抒己見,充分討論,最后選出公認(rèn)的最佳方案。
2.少數(shù)提議,集體通過
由于受認(rèn)知和思維水平的限制,有些學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)某些實(shí)驗(yàn)比較困難,教師在引導(dǎo)中可將難度降低,由幾個(gè)人想出辦法,相互補(bǔ)充,集體通過后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3.獨(dú)立設(shè)想,自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)
訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的主要措施。學(xué)生在獨(dú)立設(shè)想中可以無拘無束,不受限制,這樣便于開拓思路,訓(xùn)練能力。
(三)鼓勵(lì)學(xué)生自覺運(yùn)用所學(xué)知識,解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題
知識只有在運(yùn)用解決問題的過程中,才能顯示出強(qiáng)大的力量。因此,要把“學(xué)以致用”作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的根本,使學(xué)生能舉一反三、觸類旁通。
如學(xué)完《種子的萌發(fā)》后,讓學(xué)生親手發(fā)一盆豆芽,動(dòng)手之前讓學(xué)生先想想行動(dòng)方案:用什么樣的材料、什么用具、需要為大豆提供什么樣的環(huán)境、條件等等,使學(xué)生在親自動(dòng)手中找到解決問題的方法,體驗(yàn)到成功的喜悅,使知識得到升華。
四、由探究性學(xué)習(xí)引發(fā)的思考
(一)探究性學(xué)習(xí)與接受式學(xué)習(xí)的關(guān)系
探究性學(xué)習(xí)是相對接受學(xué)習(xí)提出的,二者并不是完全對立的。接受中有探索,探索中有接受。學(xué)生探究能力的形成是漸進(jìn)式的,需要教師恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。
(二)教師要充分利用教材中的教學(xué)資源
新教材中有很多的圖片資料、閱讀性資料、各種探究性活動(dòng)等內(nèi)容,為學(xué)生探究性學(xué)習(xí)提供了足夠的探究資源,教師要充分利用。
五、小結(jié)
轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是新課改的核心理念。要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,首先要轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式,這就要求教師除了已掌握的知識外,對其他學(xué)科也要有廣泛的興趣,不斷提高自己的學(xué)識水平和教學(xué)能力,為國家培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞: 光合作用科學(xué)史 探究性學(xué)習(xí) 提出問題 分析問題 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
生物科學(xué)是由眾多生物學(xué)事實(shí)和理論組成的知識體系,是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的,所以科學(xué)史本身蘊(yùn)涵著豐富的課程資源。將生物科學(xué)史融入生物課程,學(xué)生通過學(xué)習(xí),能沿著科學(xué)家探索生物世界的道路,理解科學(xué)的本質(zhì)及其研究方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神,而且對培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)有重要意義。
《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。在探究性學(xué)習(xí)中,實(shí)驗(yàn)探究是一個(gè)重要手段,生物教材中有關(guān)光合作用的科學(xué)史內(nèi)容,是以實(shí)驗(yàn)介紹的形式呈現(xiàn)的。在實(shí)際教學(xué)中,可以把科學(xué)家們的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探究性的課題,學(xué)生沿著科學(xué)家的探索思路,領(lǐng)悟科學(xué)家的思維過程,領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的一般方法,培養(yǎng)探究能力。
現(xiàn)結(jié)合光合作用的科學(xué)史和探究性學(xué)習(xí)的基本過程,我將想法總結(jié)如下。
一、提出問題
科學(xué)的任何發(fā)展和進(jìn)步,為我們解決問題的同時(shí),都會(huì)引發(fā)新的問題。在教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師可以適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,并提出問題。如比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特柳樹稱重的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了植物的生長不是僅依賴土壤,那么,影響植物生長的還有什么?英國科學(xué)家普利斯特利證明植物可以更新空氣,為什么有人重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí),卻得到了相反的結(jié)論?在科學(xué)證實(shí)植物的光合作用需要光以后,我們不禁要問:光能哪里去了?在清楚了光合作用的原料有水和二氧化碳,產(chǎn)物中有氧氣后,我們是否想弄清楚產(chǎn)物氧氣中的氧到底來自二氧化碳還是水?等等。我們可以在科學(xué)發(fā)展中發(fā)現(xiàn)很多問題。在問題的驅(qū)動(dòng)下,才有探究的動(dòng)力。
二、作出假設(shè)
提出問題以后,同學(xué)們基本上都能根據(jù)自己對光合作用的了解作出正確的回答。這時(shí)要提醒學(xué)生,在科學(xué)發(fā)展史上,發(fā)現(xiàn)這些問題的當(dāng)時(shí),人們并不知道正確的答案,他們可能會(huì)誤入歧途,也可能會(huì)有正確的回答,但即使他們回答正確,在當(dāng)時(shí)能判斷正確與否嗎?充其量只是推測、假說而已,它的正確性還需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)答案很重要。
三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),教師要引導(dǎo)學(xué)生從多方面完善實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案。首先,實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊欢ㄒ鞔_,然后要清楚實(shí)驗(yàn)自變量和因變量的關(guān)系,能找到在當(dāng)時(shí)條件下可行的觀察或測量變量的方法,能列出實(shí)驗(yàn)的重要步驟,選擇合適的材料用具等。
1.材料用具的選擇
實(shí)驗(yàn)的成功與否,能否恰當(dāng)?shù)剡x擇實(shí)驗(yàn)材料用具很關(guān)鍵。如恩格爾曼的實(shí)驗(yàn),在眾多可進(jìn)行光合作用的植物中,他為什么偏偏選擇了水綿這種低等植物?為什么又選用了好氧細(xì)菌?它有什么作用?在教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生分析原因的同時(shí),體會(huì)實(shí)驗(yàn)材料用具恰當(dāng)選擇的重要性。
2.方法步驟的設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)的方法步驟需要精心設(shè)計(jì),可行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案有利于得出正確結(jié)論,促進(jìn)科學(xué)的不斷發(fā)展。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程能反映出學(xué)生分析能力和解決問題能力,同時(shí)在討論制訂方案及學(xué)習(xí)分析科學(xué)家們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的過程中,學(xué)生的探究能力會(huì)得到進(jìn)一步提高。
如在恩格爾曼證明光合作用的場所是葉綠體的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以討論恩格爾曼為什么把臨時(shí)裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中?為什么選擇極細(xì)的光束照射水綿?如何設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)?在薩克斯證明光合作用的產(chǎn)物中有淀粉的實(shí)驗(yàn)中,為什么要把綠葉先在暗處放置幾小時(shí)?這個(gè)實(shí)驗(yàn)有沒有遵循實(shí)驗(yàn)的對照原則?實(shí)驗(yàn)組和對照組分別進(jìn)行了怎樣的處理?在探究光合作用釋放的氧氣是來自二氧化碳還是水的探究課題中,如何區(qū)分二氧化碳中的氧和水中的氧?如何設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)?如何收集植物釋放的氧氣并檢驗(yàn)?等等。
學(xué)生在學(xué)習(xí)和討論中領(lǐng)悟科學(xué)家們的思維過程,再發(fā)現(xiàn)再創(chuàng)作,領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的一般方法,培養(yǎng)探究能力。
四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
當(dāng)然,科學(xué)史中涉及的實(shí)驗(yàn),大多無法重復(fù),但這并不意味著全部無法重復(fù)。比如普利斯特利的實(shí)驗(yàn),薩克斯的實(shí)驗(yàn)就具有可操作性,雖然實(shí)驗(yàn)的結(jié)果已知,但說實(shí)驗(yàn)和做實(shí)驗(yàn)是兩回事。在實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施過程中,不僅能鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,而且將促進(jìn)良好的科學(xué)品質(zhì)的形成,認(rèn)真操作,仔細(xì)觀察,實(shí)事求是地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。所以教師應(yīng)當(dāng)積極鼓勵(lì)和幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)可以交給生物興趣小組同學(xué)在課外完成。
上面列舉了生物科學(xué)史對學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)可能產(chǎn)生的影響。不僅光合作用的發(fā)現(xiàn)史如此,教材中有關(guān)科學(xué)史的素材還有很多。當(dāng)然,科學(xué)史的教育價(jià)值遠(yuǎn)不止這些。科學(xué)史本身是豐富的教育教學(xué)資源,在教學(xué)中,教師要善于帶領(lǐng)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、去挖掘,正確、恰當(dāng)?shù)靥幚砜茖W(xué)史,使靜態(tài)教條式的歷史活起來。學(xué)生從科學(xué)史中不僅了解歷史,更重要的是領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的一般方法,培養(yǎng)探究能力。
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關(guān)鍵詞: 探究性物理學(xué)習(xí) 適用范圍 基本環(huán)節(jié) 問題和效果
傳統(tǒng)的灌輸接受式教學(xué)方式,學(xué)生不了解科學(xué)知識的來源,不知道知識的形成過程,感受不到學(xué)習(xí)探索的樂趣,難以產(chǎn)生持久的學(xué)習(xí)興趣,甚至有些學(xué)生進(jìn)入大學(xué)或參加工作后,學(xué)習(xí)上帶有明顯的被動(dòng)性,難以適應(yīng)新的學(xué)習(xí)要求。高中物理新課標(biāo)明確提出了知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀的三維培養(yǎng)目標(biāo),意在使學(xué)生學(xué)習(xí)到終生發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識和技能;掌握科學(xué)探究的基本方法,發(fā)展自主能力,培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣;發(fā)展好奇心和科學(xué)探究的興趣,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和關(guān)心生活、關(guān)心社會(huì)的責(zé)任感。而探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)則能夠讓學(xué)生獨(dú)立、自主地發(fā)現(xiàn)問題,通過查閱資料、實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、信息搜索與處理、表達(dá)與交流等活動(dòng),達(dá)到經(jīng)歷探究過程、獲得知識與能力、掌握問題解決的方法、獲得情感體驗(yàn)的目的。因此探究性學(xué)習(xí)是高中物理課程改革提倡的一種重要的學(xué)習(xí)方式,需要我們在日常物理教學(xué)中積極實(shí)施。
一、探究性物理學(xué)習(xí)的適用范圍
并不是所有的學(xué)習(xí)內(nèi)容都適合學(xué)生做探究性學(xué)習(xí),因此物理教學(xué)并不排斥接受式學(xué)習(xí),物理學(xué)習(xí)需要多種學(xué)習(xí)方式的結(jié)合。比如歐姆定律,有人設(shè)計(jì)這樣的探究性實(shí)驗(yàn):保持電阻不變,改變導(dǎo)體兩端電壓,從而改變電路中的電流,用電壓表和電流表測出一組數(shù)值,從數(shù)值中歸納出電流與電壓成正比的結(jié)論。這個(gè)設(shè)計(jì)粗看是讓學(xué)生探索歐姆定律規(guī)律,但實(shí)際上存在邏輯問題,因?yàn)殡娏鞅砗碗妷罕矶际且罁?jù)歐姆定律為原理工作的,使用這個(gè)表來測量,就意味著已經(jīng)承認(rèn)了歐姆定律,再去用它找規(guī)律,就犯了循環(huán)論證的錯(cuò)誤。從歷史上看,歐姆定律的得來是非常不容易的,那個(gè)時(shí)候還沒有發(fā)明出電流表和電壓表。歐姆用磁針的偏轉(zhuǎn)方向來表示電流的大小,因?yàn)榇裴樖艿降卮艌龊碗娏鞔艌龅墓餐饔?,N極沿合磁場方向,通過不同的電流,指針的偏轉(zhuǎn)方向就不同,又用溫差電偶的溫度差來表示電源的特征,用不同長度的銅絲來反映導(dǎo)線的特征,這些都是當(dāng)時(shí)很巧妙的方法,很具有創(chuàng)造性??茖W(xué)探究過程要體驗(yàn),但是不能把問題無理地簡化,設(shè)計(jì)出一種簡單的探究過程而違背科學(xué)原理,這樣不僅不能向?qū)W生展現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程,反而會(huì)引起誤解,使學(xué)生認(rèn)為科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)很簡單、很輕松的事情,失去科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身的巨大魅力。根據(jù)我的實(shí)踐,探究性物理學(xué)習(xí)在以下四方面將大有作為。
(一)進(jìn)行基本物理量的測量活動(dòng)。
中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的很多物理量都沒有給出測量方法,但測量方法包含很多重要的物理思想和研究方法,可以作為探究活動(dòng)的一個(gè)內(nèi)容。比如:多種方法測磁體和電流周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度、測聲波的頻率、測日光燈的頻閃頻率、極大和極小電阻的測量、用示波器測黑箱內(nèi)的電學(xué)元件等。
(二)探究物理規(guī)律。
以物理規(guī)律為主的探究活動(dòng)的基本過程是:通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,或應(yīng)用已知規(guī)律、理論對某一現(xiàn)象進(jìn)行邏輯推理,找出一些問題,然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納,最終得到規(guī)律性的結(jié)論。我們組織學(xué)生研究過的課題有:探究摩擦力的變化規(guī)律、探究求合力的方法、探究單擺的周期與哪些因素有關(guān)、探究碰撞中的能量問題、光在界面發(fā)生折射時(shí)遵循什么規(guī)律、如何查找電路故障、氣墊上彈簧振子的周期與質(zhì)量、振幅的關(guān)系等。
(三)尋找儀器、生活用品的基本原理。
學(xué)生在日常生活中經(jīng)常觀察到一些有趣的現(xiàn)象或有意思的用品、儀器,學(xué)生對這些現(xiàn)象或用品的基本原理產(chǎn)生興趣,提出問題后,教師帶領(lǐng)學(xué)生通過查閱資料,拆裝儀器、用品,或是將儀器、用品拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測量,從而探究其基本原理。比如自行車磨電燈的工作原理、廁所馬桶沖水器的工作原理、汽車測速儀的工作原理、乒乓球落在案子上后為什么能向后運(yùn)動(dòng)、家用節(jié)水器的原理及利弊分析等。
(四)開展實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手制作活動(dòng)。
我們可以在課外活動(dòng)中設(shè)計(jì)一些趣味實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有些移植于課外書,有些是從各種活動(dòng)中學(xué)來的,還有些是學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識自己設(shè)計(jì)的。比如:如何用地磁場獲得感應(yīng)電流、組裝簡易望遠(yuǎn)鏡、用鉛筆芯自制活動(dòng)變阻器、體驗(yàn)向心力的大小、估測手拋物體做的功等。
二、例析探究性物理學(xué)習(xí)的基本環(huán)節(jié)
探究性物理學(xué)習(xí)活動(dòng)有許多環(huán)節(jié),下面以探究“簡諧運(yùn)動(dòng)及其圖像”為例,探討探究性學(xué)習(xí)的幾個(gè)基本環(huán)節(jié)和基本要求。
(一)充分做好探究準(zhǔn)備工作。
1.明確探究目的
(1)知識與技能目標(biāo):振動(dòng)圖像的物理含義;簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條正弦或余弦函數(shù)曲線;根據(jù)圖像知道振動(dòng)的振幅、周期和頻率。
(2)過程與方法目標(biāo):以學(xué)生為中心的探究性教學(xué)過程:發(fā)現(xiàn)問題―設(shè)計(jì)方案―進(jìn)行實(shí)驗(yàn)―再發(fā)現(xiàn)問題―解決問題―得出結(jié)論。采用的方法:討論法、演繹法、歸納法。
(3)情感目標(biāo)(情感、態(tài)度和價(jià)值現(xiàn)):學(xué)生通過自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與實(shí)驗(yàn)操作能力,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法和應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力;通過分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作的精神,體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果獲得的成就感。
2.把握探究的重點(diǎn)與難點(diǎn)
(1)探究重點(diǎn):知道簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的物理意義。
(2)探究難點(diǎn):簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的得出。即知道圖像表達(dá)的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化關(guān)系。
3.備好探究用具
鐵架臺(兩臺)、小鐵球(系有細(xì)線)、注射器及塑料細(xì)管、注射針、透明膠布、細(xì)線、鉤碼、白紙、紅墨水(一瓶)、長木板。
4.設(shè)計(jì)探究實(shí)施過程的流程
(1)將學(xué)生分為七大組(7―8人/組,圍成一圈,便于小組實(shí)驗(yàn)與組內(nèi)交流、合作);(2)設(shè)計(jì)情景,提出問題;(3)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)探究,尋求規(guī)律;(4)各小組交換意見;(5)肯定好方案并實(shí)驗(yàn)得出圖線;(6)引導(dǎo)學(xué)生完善圖線;(7)得出結(jié)論;(8)總結(jié)鞏固。
(二)設(shè)計(jì)情景,提出問題。
設(shè)計(jì)情景、提出問題至關(guān)重要。從熟悉的知識中提出問題,引導(dǎo)思維的撞擊,既有利于激發(fā)學(xué)生提出解決問題的動(dòng)機(jī),又可以讓學(xué)生主動(dòng)地思考,并提出質(zhì)疑。面對學(xué)生的疑問,教師不必過早解釋,只要綜合學(xué)生的提問,提出一兩個(gè)重點(diǎn)問題組織學(xué)生合作探究即可。
例如:從學(xué)生熟悉的單擺模型中引導(dǎo)學(xué)生用現(xiàn)有的材料想辦法組建一個(gè)簡單的擺,再給出這樣的練習(xí):假設(shè)你手中的擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為1.8s(如圖1),振幅為2cm,其中擺球從0點(diǎn)向右第一次到C點(diǎn)所需時(shí)間為0.3s,則:
①從cBc所需時(shí)間為多少?
②以振子從0點(diǎn)出發(fā)向右運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),第二次到達(dá)C點(diǎn)是什么時(shí)刻?第三次?第四次?
(學(xué)生在上節(jié)課的基礎(chǔ)上大多能完成,教師將所得的答案如圖2排列,在黑板上劃出來。)
(教師引導(dǎo)學(xué)生回憶:在研究勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)使用表格來記錄,但它有缺陷,后來用圖像法來描述使問題更形象直觀。)
根據(jù)上面的引導(dǎo)向?qū)W生提出如何描述簡諧運(yùn)動(dòng)的問題。教師在學(xué)生提出的方案中選取比較好的方案組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
(三)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)探究,尋求規(guī)律。
教師應(yīng)該大膽放手讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,展開討論,完善實(shí)驗(yàn),深化思維;教師可作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。對個(gè)別有困難的小組,進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。盡可能讓每位學(xué)生都參加小組設(shè)計(jì),讓他們得到一種科學(xué)探究的體驗(yàn),感受探究的艱難,同時(shí)也嘗到成功的喜悅。
在設(shè)計(jì)簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的實(shí)驗(yàn)方案時(shí),教師讓學(xué)生自主設(shè)計(jì),并作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),以讓學(xué)生在民主和諧氣氛中體會(huì)科學(xué)的探究方法,尋求解答問題的規(guī)律性。
(四)分析實(shí)驗(yàn)記錄,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
這一階段教師既要對學(xué)生積極主動(dòng)參與探究給予充分肯定,又要得出實(shí)驗(yàn)記錄的分析結(jié)果。
在簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的實(shí)驗(yàn)探究中,學(xué)生根據(jù)本小組的情況,挑選一個(gè)好的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并列圖分析,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果:教師將其中較好的圖線畫到黑板上,將所有的C點(diǎn)用一條直線連起來,并在各個(gè)不同的C點(diǎn)下方注上時(shí)刻,見圖4。
(五)完善實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出普遍適用的結(jié)論。
教師根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條正弦、余弦函數(shù)圖線的普遍適用結(jié)論,并對圖像的物理意義進(jìn)行分析。
三、存在問題和效果分析
(一)盡量減少實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差與人為誤差。
存在的問題主要是實(shí)驗(yàn)誤差大。首先,由于實(shí)驗(yàn)材料本身的原因,實(shí)驗(yàn)條件難以符合簡諧運(yùn)動(dòng)的條件而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差;其次,學(xué)生拉木板時(shí)不能使木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。結(jié)果使實(shí)驗(yàn)圖像與課本圖像產(chǎn)生很大誤差。
我們可以把本實(shí)驗(yàn)注射器改成塑料果凍外殼,在實(shí)驗(yàn)中把紅墨水放入塑料果凍外殼中,然后用縫衣針在果凍外殼下打個(gè)小洞,這樣就避免了把注射針粘在鉤碼下端在運(yùn)動(dòng)過程中由于注射細(xì)管過大帶來的摩擦引起的誤差,實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖7。
(二)效果分析。
1.比較充分地發(fā)揮了學(xué)生的主體作用
建構(gòu)主義理論的核心思想是:知識不是被動(dòng)地接受,而是認(rèn)知主體積極建構(gòu)的。探究性教學(xué)活動(dòng),教師的作用是指導(dǎo)和參謀,從知識的傳授者轉(zhuǎn)為學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者。有人說在這里教師從“主角”轉(zhuǎn)換為“平等中的首席”,學(xué)生自己決定研究什么,怎么研究,研究的結(jié)果也由學(xué)生自己歸納總結(jié),最后還要在全班同學(xué)面前做展示演講,遇到困難時(shí)再找老師尋求幫助,這種方式符合建構(gòu)主義理論。比如本次探究,大部分學(xué)生理解圖像的物理含義,知道簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條正弦或余弦函數(shù)曲線,能夠根據(jù)圖像得到振動(dòng)的振幅、周期和頻率,提高應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力。
2.促進(jìn)了學(xué)生的科學(xué)感悟和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)
探究性活動(dòng)使學(xué)生回歸到物理概念和規(guī)律的提煉過程和應(yīng)用過程,引發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)證調(diào)查,通過收集和利用數(shù)據(jù)形成對科學(xué)現(xiàn)象的解釋,使得學(xué)生在思考物理問題時(shí),在深度和廣度上比一般的課堂教學(xué)有所加強(qiáng),有利于加深對物理理論的認(rèn)識,有利于將物理理論與實(shí)際進(jìn)行結(jié)合,有利于學(xué)生對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生持久的興趣。記得有一位上了大學(xué)的畢業(yè)生在給我的信中寫道:我進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)主要收獲有:(1)了解了自然科學(xué)的一般研究方法;(2)物理實(shí)驗(yàn)提高了動(dòng)手能力;(3)培養(yǎng)了對自然的熱愛和在生活中運(yùn)用科學(xué)、勤于思考的習(xí)慣。
3.提高了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識和交往能力
從選題開始到設(shè)計(jì)研究方案,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,查閱研究資料,做調(diào)查問卷,寫研究報(bào)告,最后在班里匯報(bào),從始至終都是以小組形式來完成的。小組內(nèi)有分工,有合作,有討論,有交流,每個(gè)成員要承擔(dān)分給自己的任務(wù),彼此之間要進(jìn)行溝通,要將每個(gè)人的研究整合到整體中去,要形成組內(nèi)成員間的相互信任,如果組內(nèi)出現(xiàn)了沖突,就要想辦法解決沖突。在這一過程中,學(xué)生充分地體驗(yàn)挫折與成功,感受平等與公正。通過幾年的跟蹤觀察,我們發(fā)現(xiàn),學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識和交往能力大大提高了,大多數(shù)在高一入學(xué)不久就建立了探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)小組,在三年里一直保持良好的合作關(guān)系。
總之,探究性物理學(xué)習(xí)是從學(xué)科領(lǐng)域或社會(huì)生活中選擇主題,創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)(或?qū)W科)研究的情景,通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)行試驗(yàn)、操作、調(diào)查搜集與處理信息、表達(dá)、交流等活動(dòng),這種學(xué)習(xí)方式具有非常突出的優(yōu)點(diǎn),需要我們繼續(xù)深入實(shí)踐與探索,以取得更大的成效。
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