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摘要:在探究实验活动中引用“试误",获得从正常教学中所不能获得的一些重要的科学素养,实现“倡导探究学习、培养科学素养”的课标基本理念。
关键词:探究实验;试误;试误学习;科学素养
实验和探究活动是有目的、有计划地在控制操纵条件下,对所研究的对象进行捕获和解释,使学生获得基本知识、探究实验技能、智能和体验。这就要求在探究实验活动中,要持一丝不苟的认真态度,对变量和各种常量控制的掌握做到胸有成竹,保证探究实验一次获得成功。
探究实验务必要顺利完成,固然这样,但有时探究实验中出现了谬误或失败,未必就是坏事,关键在于面对失败所采取的思维方式和态度。爱迪生等许多科学家无不是在经历了无数次的失败后才获得最后成功,这无不与其超常的非智力素质和智力素质分不开的。因此,有意改变变量或某个常量使实验产生谬误或失败,让学生分析原因,从中吸取教训,并找出正确的解决方法,从而训练思维品质,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时进行承受挫折的意志训练,培养学生锲而不舍的精神,这正是从正常教学中所不能获得的一些重要的科学素养,这也正是遵循了“倡导探究学习、培养科学素养”的课标基本理念。
1 “试误”引用操作规程
1.1制造谬误:有意调整控制探究实验变量或某个常量,使实验出现差错、失败,导致学生无法一步达标。
1.2分析寻因:学生通过上一步的“试误”自我反省,或在老师的引导下分析,寻找失败的原因。
1.3决策修正:学生根据自己的发现,或通过讨论、争议,最后制定修正方案。.
1.4验证达标:教师鼓励学生不怕困难、不厌其烦地重新操作实验,以验证自己的修正案,最后达标。
1.5归纳总结:师生共同总结经验,吸取教训,接受教育。
1.6拓宽探索:在吸取教训,获得成果后,运用激励,延伸实验,拓宽思维,扩充知识。
2 “试误”运用机制和落实课标理念
2.1发挥个性机制和为了每位学生全面、和谐发展的基本理念:在素质教育和实施新课标中既要面向全体学生,又要发挥个体思维、各种能力的差异性,因材施教,使每个学生达到各自最佳的全面、和谐的发展水平。
2.2推行自能机制和提倡自主、合作、探究的学习方式的基本理念:打破传统的“按照规程操作达标”思想,实施“自主探究达标”,在达标前让学生充分发挥个性,独立自主探索,培养自主分析、自主发现、自主决策、自主评价和合作互助的意识、精神和能力。
2.3应用激励机制和注重情感、体验、价值观的基本理念:失败了勉励学生败而不馁,锲而不舍继续努力以磨练意志;取得成就激励学生胜而不骄,继续面对新的挑战展开新的探索。同时让学生在从失败走向成功的过程中获得成功的喜悦的情感体验。
3 “试误”引用案例
例一、《探究馒头在口腔中的变化》(1)制造谬误:在学生分组实施计划时,先不提示恒温的温度或暂不提供温度计。同时教师操作实验的恒温温度在约50℃以上的时候,即滴入唾液,造成两支试管加碘液都显蓝色或在以“馒头切不切碎”为变量的一组对照实验中增加一个变量,如搅拌与不搅拌,使一组对照实验有两个变量。(2)分析寻因:引导学生认真阅读教材,或讨论分析该实验的成败关键可能与哪些因素有关,或给予提示如“唾液的量”、“温度高低”、变量几个等。(3)决策修正:学生找到失败的原因后,自行或通过讨论制定新的方案。如控制恒温的温度、配温度计、调整变量等。(4)验证达标:鼓励学生不要气馁,继续操作验证自己的修正案。(5)归纳总结:教师在分析总结本实验之后,首先应肯定学生的活动过程予以激励。接着应指出刚才实验过程中出现的失误。应教育学生必持有认真严谨的科学态度和一丝不苟的精神,认真分析哪怕是微小的每个相关因素,对该因素要有深刻的认识,做到胸有成竹,以免在实际工作中少走弯路,避免产生失误甚至重大的损失。同时又要勉励学生如若面对失误、失败也不必气馁,记住一句格言“失败是成功之母”,重要的是应在失败中懂得吸取教训和经验来完善自己的思想和能力,只有这样我们才会不断进步,人类就在不断进步中走向完美。(6)拓宽探索:在肯定了学生学习精神和学习成果之后,提出新的思考:该实验恒温温度为什么要37℃低于37℃行吗?有兴趣的同学可再来做一次低温条件下的实验。
例二:《用显微镜观察植物细胞》(1)制造谬误:在盖盖玻片时,教师不刻意提醒使有意产生气泡,以及不加碘液染色,造成观察困难等。(2)将错就错,错为正用:既然产生了气泡,就让学生仔细观察气泡与细胞结构的区别,有比较才有鉴别。之后务必纠错从正。其他步骤同例一。
例三:《探究光对鼠妇生活的影响》制造谬误:让玻璃片盖的面积大于纸板盖的面积,并让盖玻璃片的一端朝向光源,结果使爬向光暗两边的鼠妇几近相等。其他步骤同例一。有时个别组也会出现爬向光暗两边的鼠妇几近相等的情况,这正是得来全不费工夫的培养科学素养的好机会。
4 效果评价
4.1训练意志与抗挫折能力:大部分学生能败而不馁、锲而不舍地克服困难重新操作,最终达标。
4.2学会吸取教训、总结经验:大部分学生能通过认真阅读探究实验教材或讨论分析,捕捉实验步骤之关键点,并注上着重号,以示告诫,使今后探究少出差错。能分析寻找出失误的原因。
4.3提高思维品质:个个积极讨论、争议,勇跃发言。提出各种诸如:温度过高、恒温过短、怎样让光暗悬殊等等想法。
4.4形成探索精神:小部分同学还提出:温度为什么会影响馒头变色,有的还乐于做低温条件下的实验,振动是否影响鼠妇的生活等探究实验。
4.5扩充知识:消化酶的活性与温度有关;气泡与细胞结构的区别等等。
5心理学依据
5.1承受挫折的意志训练:心理学表明,意志是人下决心,制定计划,克服困难等的内部心理活动。意志过程是人为了达到有意识地提出来的目的而克服其前进道路上的障碍所作的一种特殊的努力。意志可以而且需要增强,以便培养自己的意向,排除万难,达到既定的合理目的[1]。人在经受困难挫折的情景信息的强化刺激在心理上的积累,便产生克服困难挫折、努力达到成功的积极的意向,即增强了意志。体验遭受失败后经不懈努力而最终获取成功、成就的愉悦同样也能增强意志。因此通过“试误”的挫折磨炼,使学生不断积累忍受挫折,战胜困难的心理意志,磨炼了不畏艰难、败而不馁的顽强意志和坚忍不拔的精神,从而使将来面对种种困难挫折有着充分的心理准备。
5.2学会从失败中吸取教训:人不怕犯错误,不怕失败,但最怕的是不能从错误失败中清醒和吸取教训。斯金纳箱中的白鼠逃离(消极的)电击而免于处罚[2],人比白鼠聪明,但人在最初的失败中未必就懂得总结经验和吸取教训,以及选择免于处罚的正确、积极的方法。因此在实验的谬误中让学生自我反省、分析,找出谬误的所在,教师再加以提醒、告诫、引导,这样在心理上有了经验和教训的积累,有了选择免于处罚的正确、积极的方法和能力,从而使学生获得防范于未然的意识和能力,提高了预见性和洞察力,以及当面临谬误、失败时应具有的总结经验和吸取教训的意识和能力。
5.3提高思维品质:思维科学表明,完备齐全的现成信息会使思维成为多余的东西[3]。人类在探究学习中遇到障碍,将会有意识地调整思维方向重新开始。同样,在败而不馁的意志前提下,失败可以调动思维的积极性和打破思维定势,变换思维方式和变换角度看待问题,去寻找新的正确的方法和途径,通过搜罗、分析、讨论、争议、批判、取舍、归纳等获得多种方法、多种途径,取得多种结论。在正常的实验教学中学生沿着已制定完好的规程进行达标操作,这样学生墨守成规,缺乏打破思维定势发挥个性独创能力的机会和意识。因此引用“试误”教学使学生思维的积极性、灵敏性、批判性、深刻性、广泛性、逻辑性等品质得到训练提高,从而提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养了个性和创新能力。
5.4培养锲而不舍勇于探索科学的精神:青少年都有强烈的好奇心,同时,在发现问题,体验成就之后能产生积极、愉悦的向往、迷恋、追求、探究等心理情绪,这种心理情绪又可转化为新的求知欲望,在求知欲望驱使下发出使命感,从而激发出对科学探索的热情和不折不挠、锲而不舍的探索精神。
5.5与动物“试误学习”和传统实验教学的比较
桑代克的联结主义学习理论的依据一“饿猫打开迷箱”实验[4],阐述了动物的“学习”过程是经过盲目、错误、无绪、经历的过程,“学习”的结果是偶然性捡得的结果。人类是有思维的动物,人类的实验性、探索性的学习过程是运用思维经计划规程的试误、分析、修正、验证、探索的过程,学习的结果既有必然性又有偶然性猎得的结果。人类的这种“计划试误学习”比动物的“盲目试误学习”有着强烈思想性和鲜明的先进性,比传统的制定目标、操作实验、分析归纳、达标的被动学习过程更具主动性、探索性、创新性,更需付出意志努力和思维运作的代价,从而成就获得更多的完美。
6 注意事项
6.1本教学法不可经常运用,多用滥用则使学生丧失学习、探究实验的信心。
6.2不要让每个学生都试误,要因势利导,因材施教。
6.3某些环节可增司可减,灵活应用。
实验和探究活动是生物学科教学也是推行素质教育和课标的重要手段之一,引用“试误”的探究实验教学为学生创造了一个从正常教学活动所不能获得一些重要科学素养的一个良机,从而达到推动素质教育和实施课标的目的,因此本教学法是值得探索的。
参考文献:
[1] K·普拉托诺夫(苏)《趣味心理学》科学普及出版社1984年6月第1 版279.
[2][4] 编《现代教育技术》北京师范大学出版社1998.11第1版17—18.
[3] 王维镛《语言与思维》福建教育出版社1990年7月第1版68.
关键词:探究实验;试误;试误学习;科学素养
实验和探究活动是有目的、有计划地在控制操纵条件下,对所研究的对象进行捕获和解释,使学生获得基本知识、探究实验技能、智能和体验。这就要求在探究实验活动中,要持一丝不苟的认真态度,对变量和各种常量控制的掌握做到胸有成竹,保证探究实验一次获得成功。
探究实验务必要顺利完成,固然这样,但有时探究实验中出现了谬误或失败,未必就是坏事,关键在于面对失败所采取的思维方式和态度。爱迪生等许多科学家无不是在经历了无数次的失败后才获得最后成功,这无不与其超常的非智力素质和智力素质分不开的。因此,有意改变变量或某个常量使实验产生谬误或失败,让学生分析原因,从中吸取教训,并找出正确的解决方法,从而训练思维品质,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时进行承受挫折的意志训练,培养学生锲而不舍的精神,这正是从正常教学中所不能获得的一些重要的科学素养,这也正是遵循了“倡导探究学习、培养科学素养”的课标基本理念。
1 “试误”引用操作规程
1.1制造谬误:有意调整控制探究实验变量或某个常量,使实验出现差错、失败,导致学生无法一步达标。
1.2分析寻因:学生通过上一步的“试误”自我反省,或在老师的引导下分析,寻找失败的原因。
1.3决策修正:学生根据自己的发现,或通过讨论、争议,最后制定修正方案。.
1.4验证达标:教师鼓励学生不怕困难、不厌其烦地重新操作实验,以验证自己的修正案,最后达标。
1.5归纳总结:师生共同总结经验,吸取教训,接受教育。
1.6拓宽探索:在吸取教训,获得成果后,运用激励,延伸实验,拓宽思维,扩充知识。
2 “试误”运用机制和落实课标理念
2.1发挥个性机制和为了每位学生全面、和谐发展的基本理念:在素质教育和实施新课标中既要面向全体学生,又要发挥个体思维、各种能力的差异性,因材施教,使每个学生达到各自最佳的全面、和谐的发展水平。
2.2推行自能机制和提倡自主、合作、探究的学习方式的基本理念:打破传统的“按照规程操作达标”思想,实施“自主探究达标”,在达标前让学生充分发挥个性,独立自主探索,培养自主分析、自主发现、自主决策、自主评价和合作互助的意识、精神和能力。
2.3应用激励机制和注重情感、体验、价值观的基本理念:失败了勉励学生败而不馁,锲而不舍继续努力以磨练意志;取得成就激励学生胜而不骄,继续面对新的挑战展开新的探索。同时让学生在从失败走向成功的过程中获得成功的喜悦的情感体验。
3 “试误”引用案例
例一、《探究馒头在口腔中的变化》(1)制造谬误:在学生分组实施计划时,先不提示恒温的温度或暂不提供温度计。同时教师操作实验的恒温温度在约50℃以上的时候,即滴入唾液,造成两支试管加碘液都显蓝色或在以“馒头切不切碎”为变量的一组对照实验中增加一个变量,如搅拌与不搅拌,使一组对照实验有两个变量。(2)分析寻因:引导学生认真阅读教材,或讨论分析该实验的成败关键可能与哪些因素有关,或给予提示如“唾液的量”、“温度高低”、变量几个等。(3)决策修正:学生找到失败的原因后,自行或通过讨论制定新的方案。如控制恒温的温度、配温度计、调整变量等。(4)验证达标:鼓励学生不要气馁,继续操作验证自己的修正案。(5)归纳总结:教师在分析总结本实验之后,首先应肯定学生的活动过程予以激励。接着应指出刚才实验过程中出现的失误。应教育学生必持有认真严谨的科学态度和一丝不苟的精神,认真分析哪怕是微小的每个相关因素,对该因素要有深刻的认识,做到胸有成竹,以免在实际工作中少走弯路,避免产生失误甚至重大的损失。同时又要勉励学生如若面对失误、失败也不必气馁,记住一句格言“失败是成功之母”,重要的是应在失败中懂得吸取教训和经验来完善自己的思想和能力,只有这样我们才会不断进步,人类就在不断进步中走向完美。(6)拓宽探索:在肯定了学生学习精神和学习成果之后,提出新的思考:该实验恒温温度为什么要37℃低于37℃行吗?有兴趣的同学可再来做一次低温条件下的实验。
例二:《用显微镜观察植物细胞》(1)制造谬误:在盖盖玻片时,教师不刻意提醒使有意产生气泡,以及不加碘液染色,造成观察困难等。(2)将错就错,错为正用:既然产生了气泡,就让学生仔细观察气泡与细胞结构的区别,有比较才有鉴别。之后务必纠错从正。其他步骤同例一。
例三:《探究光对鼠妇生活的影响》制造谬误:让玻璃片盖的面积大于纸板盖的面积,并让盖玻璃片的一端朝向光源,结果使爬向光暗两边的鼠妇几近相等。其他步骤同例一。有时个别组也会出现爬向光暗两边的鼠妇几近相等的情况,这正是得来全不费工夫的培养科学素养的好机会。
4 效果评价
4.1训练意志与抗挫折能力:大部分学生能败而不馁、锲而不舍地克服困难重新操作,最终达标。
4.2学会吸取教训、总结经验:大部分学生能通过认真阅读探究实验教材或讨论分析,捕捉实验步骤之关键点,并注上着重号,以示告诫,使今后探究少出差错。能分析寻找出失误的原因。
4.3提高思维品质:个个积极讨论、争议,勇跃发言。提出各种诸如:温度过高、恒温过短、怎样让光暗悬殊等等想法。
4.4形成探索精神:小部分同学还提出:温度为什么会影响馒头变色,有的还乐于做低温条件下的实验,振动是否影响鼠妇的生活等探究实验。
4.5扩充知识:消化酶的活性与温度有关;气泡与细胞结构的区别等等。
5心理学依据
5.1承受挫折的意志训练:心理学表明,意志是人下决心,制定计划,克服困难等的内部心理活动。意志过程是人为了达到有意识地提出来的目的而克服其前进道路上的障碍所作的一种特殊的努力。意志可以而且需要增强,以便培养自己的意向,排除万难,达到既定的合理目的[1]。人在经受困难挫折的情景信息的强化刺激在心理上的积累,便产生克服困难挫折、努力达到成功的积极的意向,即增强了意志。体验遭受失败后经不懈努力而最终获取成功、成就的愉悦同样也能增强意志。因此通过“试误”的挫折磨炼,使学生不断积累忍受挫折,战胜困难的心理意志,磨炼了不畏艰难、败而不馁的顽强意志和坚忍不拔的精神,从而使将来面对种种困难挫折有着充分的心理准备。
5.2学会从失败中吸取教训:人不怕犯错误,不怕失败,但最怕的是不能从错误失败中清醒和吸取教训。斯金纳箱中的白鼠逃离(消极的)电击而免于处罚[2],人比白鼠聪明,但人在最初的失败中未必就懂得总结经验和吸取教训,以及选择免于处罚的正确、积极的方法。因此在实验的谬误中让学生自我反省、分析,找出谬误的所在,教师再加以提醒、告诫、引导,这样在心理上有了经验和教训的积累,有了选择免于处罚的正确、积极的方法和能力,从而使学生获得防范于未然的意识和能力,提高了预见性和洞察力,以及当面临谬误、失败时应具有的总结经验和吸取教训的意识和能力。
5.3提高思维品质:思维科学表明,完备齐全的现成信息会使思维成为多余的东西[3]。人类在探究学习中遇到障碍,将会有意识地调整思维方向重新开始。同样,在败而不馁的意志前提下,失败可以调动思维的积极性和打破思维定势,变换思维方式和变换角度看待问题,去寻找新的正确的方法和途径,通过搜罗、分析、讨论、争议、批判、取舍、归纳等获得多种方法、多种途径,取得多种结论。在正常的实验教学中学生沿着已制定完好的规程进行达标操作,这样学生墨守成规,缺乏打破思维定势发挥个性独创能力的机会和意识。因此引用“试误”教学使学生思维的积极性、灵敏性、批判性、深刻性、广泛性、逻辑性等品质得到训练提高,从而提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养了个性和创新能力。
5.4培养锲而不舍勇于探索科学的精神:青少年都有强烈的好奇心,同时,在发现问题,体验成就之后能产生积极、愉悦的向往、迷恋、追求、探究等心理情绪,这种心理情绪又可转化为新的求知欲望,在求知欲望驱使下发出使命感,从而激发出对科学探索的热情和不折不挠、锲而不舍的探索精神。
5.5与动物“试误学习”和传统实验教学的比较
桑代克的联结主义学习理论的依据一“饿猫打开迷箱”实验[4],阐述了动物的“学习”过程是经过盲目、错误、无绪、经历的过程,“学习”的结果是偶然性捡得的结果。人类是有思维的动物,人类的实验性、探索性的学习过程是运用思维经计划规程的试误、分析、修正、验证、探索的过程,学习的结果既有必然性又有偶然性猎得的结果。人类的这种“计划试误学习”比动物的“盲目试误学习”有着强烈思想性和鲜明的先进性,比传统的制定目标、操作实验、分析归纳、达标的被动学习过程更具主动性、探索性、创新性,更需付出意志努力和思维运作的代价,从而成就获得更多的完美。
6 注意事项
6.1本教学法不可经常运用,多用滥用则使学生丧失学习、探究实验的信心。
6.2不要让每个学生都试误,要因势利导,因材施教。
6.3某些环节可增司可减,灵活应用。
实验和探究活动是生物学科教学也是推行素质教育和课标的重要手段之一,引用“试误”的探究实验教学为学生创造了一个从正常教学活动所不能获得一些重要科学素养的一个良机,从而达到推动素质教育和实施课标的目的,因此本教学法是值得探索的。
参考文献:
[1] K·普拉托诺夫(苏)《趣味心理学》科学普及出版社1984年6月第1 版279.
[2][4] 编《现代教育技术》北京师范大学出版社1998.11第1版17—18.
[3] 王维镛《语言与思维》福建教育出版社1990年7月第1版68.