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一、问题的提出
1.在初中科学实验中存在排斥现象
初中实验,由于受中考升学率的考核影响,呈现的大多是验证性的实验,对于多数学生的学习情绪调动不充分,课堂气氛凝固;由于实验结果没有悬念,所以也就缺乏创新,学生的探究精神被抹杀。再加上教师受传统的课堂实验的影响,教师实验的探究需求往往是面向成绩比较优秀的学生,成绩不是很好的学生往往只有靠边观察的份,初中科学实验存在着对差生排斥的现象。
2.在初中科学实验中存在歧视现象
由于教育理念和“应试”惯性,教师在实验的过程中时不时地流露出“恨铁不成钢”的情绪,例如在全体同学面前展示学习不好学生的实验或成绩,用歧视的语言和动作对待学习不好的学生;主要的实验操作总是叫成绩比较优秀的学生表演。诸此之类的行为是对成绩不理想的学生的一种歧视。
3.在初中科学实验中存在分类现象
现在的初中科学实验中,确实存在着许多的分类现象,例如男女生的分类、优差生的分类、亲近与疏远生的分类等等。笔者认为在科学实验教学改革中,教师首先要更新教学观念,以“全纳教育”思想洞悉新课程的核心价值,注重全体学生探究新知的经历和对获得新知的体验,实现结果和过程并重,使探究性实验面向全体学生,使每个学生都能参与实验、学会科学探究方法,培养科学素养。
二、主要概念的内涵
1.探究性实验
探究,就是探索研究。而探究性实验是在假设的指引下,探究科学结论形成和发展的过程,是学生作为知识的探索者和发现者,实现自主研究的过程。
现代建构主义理论认为:教学是教师的价值引导与学生自主建构的辨证统一过程。这意味着从为掌握知识而教,转变为长远发展而学:在教师引导下学生在交往互动中进行主动探索和自主建构,也意味着教师角色的转换——从知识的提供者变成学生学习活动的协作者、组织者、促进者、引导者。而探究式学习正是新课程倡导的主要学习方式,所以,教师如何进行有效地探究性实验教学成了必须研究的课题。
2.全纳教育理念
全纳教育是1994年6月10日在西班牙召开的“世界特殊需要教育大会”上通过的一项宣言中提出的一种新的教育理念和教育过程。它的主要观点就是我们的学校教育要“容纳所有学生,反对歧视排斥,促进积极参与,注重集体合作,满足不同需求,是一种没有排斥、没有歧视、没有分类的教育”。
尽管“全纳教育”是针对“残疾人的教育”而提出的观点,但是现在已经有人这样评价:“21世纪的教育是全纳教育思想指导下的教育。”我国正在进行素质教育和课程教学改革,素质教育的目的与全纳教育的目的实际上是一致的。素质教育要改变过去那种以考试分数为唯一指标的应试教育。这种应试教育就是一种排斥人、歧视人、筛选人的教育,这也是与全纳教育观点背道而驰的。因此,我们实施的素质教育无疑也为全纳教育提供了一种很好的条件。反过来,全纳教育的开展也会促进素质教育的进一步深入。
三、“全纳教育”思想指导下的探究性实验教学策略
科学探究是有意义又富有挑战性的。根据“全纳教育”的理念,我们在初中科学实验探究的设计和实施过程中,应该确定哪些作为探究内容,如何捕捉时机切入探究,如何引导学生设计探究方案,等等都值得每位教师思考。
(一)凸现“人权观”理念,形成问题情境、因势切入,使人人产生实验探究的欲望
根据“全纳教育”的思想,我们的初中科学实验教学中应该创造出一种“全纳”的氛围,在这种氛围中,每个人参与实验的权利都得到充分的保障,班级和同学要欢迎每一个人,每一个人都属于集体的一员。尤其是教师,要牢固树立接纳所有学生的思想,逐步创造条件,满足学生的各种不同的探究欲望。
1.设计问题情境,使学生人人参与探究,解决认知疑惑
“教育时机论”研究表明,学习中如果能有效地捕捉住探究契机,就能提高探究的有效度,从而获得最大教学效益。科学探究必须抓住学生的疑惑作为切入点,在立足教材中探究素材的基础上,尽量捕捉课堂上的生成资源,因势切入科学探究。
【案例1】 《浮力》的教学
在定量实验并记录如下表格中的数据后,让学生猜想影响浮力大小的物理量有哪些?
■
根据表格数据,多数学生认为浮力大小与物块浸入液体的体积以及液体的密度有关。到此是否意味着就可以归纳出阿基米德定律了呢?答案为“不是”。因为物体的形状、质量、密度、浸入液体深度等因素都会干扰结果的得出,学生心中还有很多困惑。教师可利用“困惑”设置矛盾冲突,引导学生进一步进行实验探究。
①通过对比分析表格中1、2的数据,排除“物体体积”这一个因素
②通过对比分析表格中2、3的数据,排除“深度”这一个因素
③换用等体积的金属铜柱进行实验,对比实验2中的数据,排除“质量”因素
④用橡皮泥形变前后对比实验,从获取的数据中分析排除“形状”这一个因素
科学现象往往是错综复杂的,一个科学现象涉及多种因素,这些因素中既有与问题的本质相关联的量,也有无关联的量。以上案例就是利用学生认知上的疑惑,成为科学探究的良好切入点。
2.抓住意外问题及时生成,满足学生的探究需求
课堂是动态的课堂,科学实验的过程也是如此,教师要及时抓住在实验过程中的“意外问题”及时生成,在解决问题的同时以满足学生的探究欲望。
【案例2】 NaOH与H2SO4的中和反应
在学习“NaOH与H2SO4中和反应”时,需要滴加指示剂酚酞试液,学生都能理解酚酞试液的指示作用。可是有一位同学不经意提出“为什么要先向NaOH溶液内滴加酚酞试液,再滴加H2SO4溶液?可以将滴加酚酞试液与H2SO4溶液的顺序调换吗?”这个问题是一种意外。从知识角度看,只要能够说明NaOH能与H2SO4反应就可,是“次要”的问题,可以置之不理。可是笔者正是抓住了这个课堂意外切入探究,设置了问题“先滴加H2SO4溶液后滴加酚酞试液,酚酞试液不变色,是否能说明NaOH与H2SO4恰好完全反应?请设计实验加以说明。”学生根据酸、碱的通性设计了许多可行方案,真正体会了先加酚酞试液的意义。教学的追求是在最适合的时机,让学生们进入情境之中经历探究的乐趣。
(二)实践“教学观”理念,使人人掌握实验探究的方法
在我们初中科学实验教学中,教师应该根据“全纳教育”的教学观,精心设计实验,教给学生实验的方法。
1.挖掘问题实质,使学生在实验探究中学会变量的寻找和处理
“全纳教育”的课程教学观与我国课程改革的指导方针是一致的。课程教学改革的重点是更加关注从学生的经验出发,促进学生自己建构知识;课程是为了学生,而不是学生为课程而学习。所以初中科学实验教学首要考虑的是怎样使学生学会正确分析数据,掌握变量探究的思想和方法。
(1)通过学生的对话、交流,在实验探究过程中寻找变量。在学生的科学探究活动过程中,变量的寻找是一个非常重要的环节。对儿童心理认知的发展研究表明:儿童寻找变量的过程,一定是和他的生活经验相连接的。也就是说,当一个孩子或一个学生没有这部分生活经验的时候,他是没有办法去找寻出这些变量的。所以教师可以创设情景为学生“铺路搭桥”,学生透过情景,把沉淀在大脑深处的“已知”翻上来,实现生活与教材的对接。再与科学概念、科学知识的对接与融合中重新建构新的认知。
(2)通过教师的有效引导,在实验探究中正确处理变量。当学生找出了变量以后,就需要考虑分离变量,即排除无关变量,确立相关变量。实质上当学生分离的时候,需要有一个“筛子”来去伪存真。提供怎样的“筛子”,就是老师的教学策略和教学方法。当学生提出众多变量时,首要的任务是引导学生学会分类,这也是学生自主探究必不可缺的最重要的技能之一。分几类,怎么分,需要教师引导学生找出这些变量之间的相关性,即这些变量之间的内在联系,需要教师渗透探究策略和方法。比如选择正反两方面例子,有步骤地变化因素,选择反例,考虑不同的可能性,诱陷,推导错误结果等等。
2.鼓励人人参与,使学生学会选择实验装置和实验方法
实验能力是一种综合能力,其中实验设计的能力(其中实验装置和实验方法、步骤的选择是实验设计中的一个重要环节)是实验能力的核心,是知识与能力的桥梁。一个实验的设计是否科学、合理,是决定这个实验能否确保班级学生人人参与的关键。全纳教育主张在学校中要创造一种关注每一个人、加强合作、反对排斥和歧视人的氛围,并按照学生的不同个性和需求来进行教学,促进所有学生的参与,发挥学生的主动性和创造性,因此实验的设计尤为重要。当探究思路确定后,应当选择适当的实验材料、仪器和装置。教师应结合质疑、对比、实践等方法引导学生选择实验材料、仪器、装置的方法和依据。
(三)根据“价值观”理念,开放合作,使人人体验成功的乐趣
“全纳教育”主导的价值观之一是倡导集体合作观。通常,在我们的学校班级中,如果有学生在学习上产生了困难、往往被认为是学生个体的事,属于个人的问题,解决的办法也仅仅是关注他的个人问题。而“全纳教育”认为,在学校班级里,学生的学习或活动有困难或有问题,这不仅仅是他个人的问题,也是班级集体的问题,因此需要开展合作学习,以增加每个学生探究实验的成就感。由于每位学生都参与了实验设计和操作过程,在展示成果时神采飞扬,在评价别人方案时,说得头头是道。说明通过这样的方法,将“全纳教育”的理念运用于学生的探究实验教学,效果明显。
科学探究能力的形成不是一朝一夕之功,它贯穿于整个教学过程。教材的许多内容都是以探究方式呈现的,但这些题材仅仅是探究教学的“冰山一角”,我们需要拓展探究时空,开展课外探究,引领学生在真实生活中探究。
总之,“全纳教育”反对任何学生被排斥在教学过程以及学校生活之外,主张学校要努力促进所有学生积极参与。所以实验教学中要注意探究实验的切入点选择,要选择学生有兴趣的题材进行探究,力求所选实验“新”“奇”“趣”。其次,重视实验设计能力的培养,注重实验方法指导,重视实验器材的认识和积累。从真正意义上提高学生的探究能力。
1.在初中科学实验中存在排斥现象
初中实验,由于受中考升学率的考核影响,呈现的大多是验证性的实验,对于多数学生的学习情绪调动不充分,课堂气氛凝固;由于实验结果没有悬念,所以也就缺乏创新,学生的探究精神被抹杀。再加上教师受传统的课堂实验的影响,教师实验的探究需求往往是面向成绩比较优秀的学生,成绩不是很好的学生往往只有靠边观察的份,初中科学实验存在着对差生排斥的现象。
2.在初中科学实验中存在歧视现象
由于教育理念和“应试”惯性,教师在实验的过程中时不时地流露出“恨铁不成钢”的情绪,例如在全体同学面前展示学习不好学生的实验或成绩,用歧视的语言和动作对待学习不好的学生;主要的实验操作总是叫成绩比较优秀的学生表演。诸此之类的行为是对成绩不理想的学生的一种歧视。
3.在初中科学实验中存在分类现象
现在的初中科学实验中,确实存在着许多的分类现象,例如男女生的分类、优差生的分类、亲近与疏远生的分类等等。笔者认为在科学实验教学改革中,教师首先要更新教学观念,以“全纳教育”思想洞悉新课程的核心价值,注重全体学生探究新知的经历和对获得新知的体验,实现结果和过程并重,使探究性实验面向全体学生,使每个学生都能参与实验、学会科学探究方法,培养科学素养。
二、主要概念的内涵
1.探究性实验
探究,就是探索研究。而探究性实验是在假设的指引下,探究科学结论形成和发展的过程,是学生作为知识的探索者和发现者,实现自主研究的过程。
现代建构主义理论认为:教学是教师的价值引导与学生自主建构的辨证统一过程。这意味着从为掌握知识而教,转变为长远发展而学:在教师引导下学生在交往互动中进行主动探索和自主建构,也意味着教师角色的转换——从知识的提供者变成学生学习活动的协作者、组织者、促进者、引导者。而探究式学习正是新课程倡导的主要学习方式,所以,教师如何进行有效地探究性实验教学成了必须研究的课题。
2.全纳教育理念
全纳教育是1994年6月10日在西班牙召开的“世界特殊需要教育大会”上通过的一项宣言中提出的一种新的教育理念和教育过程。它的主要观点就是我们的学校教育要“容纳所有学生,反对歧视排斥,促进积极参与,注重集体合作,满足不同需求,是一种没有排斥、没有歧视、没有分类的教育”。
尽管“全纳教育”是针对“残疾人的教育”而提出的观点,但是现在已经有人这样评价:“21世纪的教育是全纳教育思想指导下的教育。”我国正在进行素质教育和课程教学改革,素质教育的目的与全纳教育的目的实际上是一致的。素质教育要改变过去那种以考试分数为唯一指标的应试教育。这种应试教育就是一种排斥人、歧视人、筛选人的教育,这也是与全纳教育观点背道而驰的。因此,我们实施的素质教育无疑也为全纳教育提供了一种很好的条件。反过来,全纳教育的开展也会促进素质教育的进一步深入。
三、“全纳教育”思想指导下的探究性实验教学策略
科学探究是有意义又富有挑战性的。根据“全纳教育”的理念,我们在初中科学实验探究的设计和实施过程中,应该确定哪些作为探究内容,如何捕捉时机切入探究,如何引导学生设计探究方案,等等都值得每位教师思考。
(一)凸现“人权观”理念,形成问题情境、因势切入,使人人产生实验探究的欲望
根据“全纳教育”的思想,我们的初中科学实验教学中应该创造出一种“全纳”的氛围,在这种氛围中,每个人参与实验的权利都得到充分的保障,班级和同学要欢迎每一个人,每一个人都属于集体的一员。尤其是教师,要牢固树立接纳所有学生的思想,逐步创造条件,满足学生的各种不同的探究欲望。
1.设计问题情境,使学生人人参与探究,解决认知疑惑
“教育时机论”研究表明,学习中如果能有效地捕捉住探究契机,就能提高探究的有效度,从而获得最大教学效益。科学探究必须抓住学生的疑惑作为切入点,在立足教材中探究素材的基础上,尽量捕捉课堂上的生成资源,因势切入科学探究。
【案例1】 《浮力》的教学
在定量实验并记录如下表格中的数据后,让学生猜想影响浮力大小的物理量有哪些?
■
根据表格数据,多数学生认为浮力大小与物块浸入液体的体积以及液体的密度有关。到此是否意味着就可以归纳出阿基米德定律了呢?答案为“不是”。因为物体的形状、质量、密度、浸入液体深度等因素都会干扰结果的得出,学生心中还有很多困惑。教师可利用“困惑”设置矛盾冲突,引导学生进一步进行实验探究。
①通过对比分析表格中1、2的数据,排除“物体体积”这一个因素
②通过对比分析表格中2、3的数据,排除“深度”这一个因素
③换用等体积的金属铜柱进行实验,对比实验2中的数据,排除“质量”因素
④用橡皮泥形变前后对比实验,从获取的数据中分析排除“形状”这一个因素
科学现象往往是错综复杂的,一个科学现象涉及多种因素,这些因素中既有与问题的本质相关联的量,也有无关联的量。以上案例就是利用学生认知上的疑惑,成为科学探究的良好切入点。
2.抓住意外问题及时生成,满足学生的探究需求
课堂是动态的课堂,科学实验的过程也是如此,教师要及时抓住在实验过程中的“意外问题”及时生成,在解决问题的同时以满足学生的探究欲望。
【案例2】 NaOH与H2SO4的中和反应
在学习“NaOH与H2SO4中和反应”时,需要滴加指示剂酚酞试液,学生都能理解酚酞试液的指示作用。可是有一位同学不经意提出“为什么要先向NaOH溶液内滴加酚酞试液,再滴加H2SO4溶液?可以将滴加酚酞试液与H2SO4溶液的顺序调换吗?”这个问题是一种意外。从知识角度看,只要能够说明NaOH能与H2SO4反应就可,是“次要”的问题,可以置之不理。可是笔者正是抓住了这个课堂意外切入探究,设置了问题“先滴加H2SO4溶液后滴加酚酞试液,酚酞试液不变色,是否能说明NaOH与H2SO4恰好完全反应?请设计实验加以说明。”学生根据酸、碱的通性设计了许多可行方案,真正体会了先加酚酞试液的意义。教学的追求是在最适合的时机,让学生们进入情境之中经历探究的乐趣。
(二)实践“教学观”理念,使人人掌握实验探究的方法
在我们初中科学实验教学中,教师应该根据“全纳教育”的教学观,精心设计实验,教给学生实验的方法。
1.挖掘问题实质,使学生在实验探究中学会变量的寻找和处理
“全纳教育”的课程教学观与我国课程改革的指导方针是一致的。课程教学改革的重点是更加关注从学生的经验出发,促进学生自己建构知识;课程是为了学生,而不是学生为课程而学习。所以初中科学实验教学首要考虑的是怎样使学生学会正确分析数据,掌握变量探究的思想和方法。
(1)通过学生的对话、交流,在实验探究过程中寻找变量。在学生的科学探究活动过程中,变量的寻找是一个非常重要的环节。对儿童心理认知的发展研究表明:儿童寻找变量的过程,一定是和他的生活经验相连接的。也就是说,当一个孩子或一个学生没有这部分生活经验的时候,他是没有办法去找寻出这些变量的。所以教师可以创设情景为学生“铺路搭桥”,学生透过情景,把沉淀在大脑深处的“已知”翻上来,实现生活与教材的对接。再与科学概念、科学知识的对接与融合中重新建构新的认知。
(2)通过教师的有效引导,在实验探究中正确处理变量。当学生找出了变量以后,就需要考虑分离变量,即排除无关变量,确立相关变量。实质上当学生分离的时候,需要有一个“筛子”来去伪存真。提供怎样的“筛子”,就是老师的教学策略和教学方法。当学生提出众多变量时,首要的任务是引导学生学会分类,这也是学生自主探究必不可缺的最重要的技能之一。分几类,怎么分,需要教师引导学生找出这些变量之间的相关性,即这些变量之间的内在联系,需要教师渗透探究策略和方法。比如选择正反两方面例子,有步骤地变化因素,选择反例,考虑不同的可能性,诱陷,推导错误结果等等。
2.鼓励人人参与,使学生学会选择实验装置和实验方法
实验能力是一种综合能力,其中实验设计的能力(其中实验装置和实验方法、步骤的选择是实验设计中的一个重要环节)是实验能力的核心,是知识与能力的桥梁。一个实验的设计是否科学、合理,是决定这个实验能否确保班级学生人人参与的关键。全纳教育主张在学校中要创造一种关注每一个人、加强合作、反对排斥和歧视人的氛围,并按照学生的不同个性和需求来进行教学,促进所有学生的参与,发挥学生的主动性和创造性,因此实验的设计尤为重要。当探究思路确定后,应当选择适当的实验材料、仪器和装置。教师应结合质疑、对比、实践等方法引导学生选择实验材料、仪器、装置的方法和依据。
(三)根据“价值观”理念,开放合作,使人人体验成功的乐趣
“全纳教育”主导的价值观之一是倡导集体合作观。通常,在我们的学校班级中,如果有学生在学习上产生了困难、往往被认为是学生个体的事,属于个人的问题,解决的办法也仅仅是关注他的个人问题。而“全纳教育”认为,在学校班级里,学生的学习或活动有困难或有问题,这不仅仅是他个人的问题,也是班级集体的问题,因此需要开展合作学习,以增加每个学生探究实验的成就感。由于每位学生都参与了实验设计和操作过程,在展示成果时神采飞扬,在评价别人方案时,说得头头是道。说明通过这样的方法,将“全纳教育”的理念运用于学生的探究实验教学,效果明显。
科学探究能力的形成不是一朝一夕之功,它贯穿于整个教学过程。教材的许多内容都是以探究方式呈现的,但这些题材仅仅是探究教学的“冰山一角”,我们需要拓展探究时空,开展课外探究,引领学生在真实生活中探究。
总之,“全纳教育”反对任何学生被排斥在教学过程以及学校生活之外,主张学校要努力促进所有学生积极参与。所以实验教学中要注意探究实验的切入点选择,要选择学生有兴趣的题材进行探究,力求所选实验“新”“奇”“趣”。其次,重视实验设计能力的培养,注重实验方法指导,重视实验器材的认识和积累。从真正意义上提高学生的探究能力。