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摘 要:“以观察和实验为基础”是科学的基本特征,毫无疑问,学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习科学无疑是最有效和最重要的学习方法之一。在实验中,学生通过实验来认识和研究科学,这为其掌握科学的基本概念和基本原理提供了大量的感性材料,从而促进了其从理性上更深刻地把握这些概念、原理的实质,强化对知识的理解和记忆。不仅如此,实验还给学生提供了在实践中掌握实验基本技能的平台,使他们初步学会科学的实验方法,这是在课堂上很难学到、在课本上很难找到的重要能力,对于学生进行探究性学习大有裨益。
关键词:实验 探究 功能 策略
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)02-0070-01
众所周知,《科学》是离不开实验的,《科学》本身就是以实验为基础对大量客观事实、现象进行科学探究和概括的一门学科。大力挖掘实验在探究性学习中的功能,有意识地通过实验来培养学生的创新精神和实践能力,就更加贴近科学的“本来面目”,必使教学效果事半功倍。笔者拟从实验在探究性学习中的重要功能和教学策略方面谈一谈自己的看法。
一 实验是探究性学习的重要途径
探究性学习是学生自主获取知识和技能、体验和了解简写探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学价值观的活动过程。而实验是激发学生学习科学能动的形式,它为学生创设了亲身参与实践的情境,具有“获知、激趣、求真、循理、育德”等教育功能。从这两个定义的比较就可以看出,两者在主体、对象、过程和目的上存在着许多共同特征甚至是吻合之处,这决定了实验必然是探究性学习的一种重要途径。
1.初中《科学》的学科特征决定了实验可以作为探究性学习的途径
“以观察和实验为基础”是科学的基本特征,毫无疑问,学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习科学无疑是最有效和最重要的学习方法之一。在实验中,学生通过实验来认识和研究科学,这为其掌握科学的基本概念基本原理提供了大量的感性材料,从而促进了其从理性上更深刻地把握这些概念、原理的实质,强化对知识的理解和记忆。不仅如此,实验还给学生提供了在实践中掌握实验基本技能的平台,使他们初步学会科学研究的实验方法,这是在课堂上很难学到、在课本上很难找到的重要能力,对于学生进行探究性学习大有裨益。
2.实验本身就是科学探究的过程
实验是人们认识和研究物理现象及规律的一种科学方法,是人们根据研究对象和研究目的,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性实践活动的过程。因此,实验过程本身就是一个进行创造性探究的过程。
学生在学习科学实验时,虽然绝大多数是对自然现象及其规律的再认识。但从本质上看,这一过程与等闲视之有进行的科学研究中的实验是一致的,当实验被用作探究性学习的途径时,实验的创造性和探究性便充分显示出来,学生在实验过程中积极地动脑动手,体验科学家科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以,在学生学习科学过程中,完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。
3.实验为探究性学习中验证假说提供了科学方法
与科学家进行的科学探究一样,探究性学习也有一个提出问题、收集信息、提出假设、实验验证和评价反馈的过程。学生在探究性学习中,针对发现的问题,在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上,做出大胆假设或猜想,并通过实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以,实验不仅是学生探究性学习验证假设或猜想的主要方法,也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。
二 实验作为探究性学习的教学策略
既然实验是进行探究性学习的重要途径,我们就要充分挖掘实验在探究性学习中的功能,更好地在科学实验中实施探究性学习,那么如何挖掘呢?
1.引导学生改进教学实验
传统的实验教学并不提倡学生对实验现象质疑,也不提倡提出与众不同的见解,更不鼓励“异想天开”。过去无论是课本上的演示实验还是学生实验,大部分是验证实验,只需模仿、不需研究,因而,学生的创新精神长期处于被束缚的境地,自然没有提问的习惯,也提不出什么问题来。为此,我们可以有意暴露教学实验中的矛盾,引导学生发现问题,教学实验尽管已经过专家们的挑选,但不是每一个都能在较短时间内顺利完成的,常常需要教师在课前摸条件、作改进,解决阻碍成功的问题。若将这些问题直接暴露在学生面前,可以促使他们去思考、去发现问题,从而引导学生去改进教学实验,去研究教学实验。如“观察水的沸腾”实验,存在着水的沸点,受气压的影响,实验时间较长,实验现象可能不明显等问题,这一实验就可引导学生从初级器材、实验方法步骤等进行改进和研究。
2.变部分验证性实验为探究性实验
以实验作为探究性学习的途径,就应该尽量谱“验证性实验”为“探究性实验”,恢复其探究性的本来面貌。为此,合理挖掘材料中的部分验证性实验,探求其中可轉化为探究性实验的内容,将其设计为探究性实验,激发学生的好奇心和求知欲,促使学生主动探究,让学生感受到知识产生和发展的过程,成为新知识的探究者和发现者。如研究“滑动摩擦力的大小和哪些因素有关?”“电流产生的热量跟哪些因素有关?”等实验量,让学生自己设计实验、设计表格、观察现象、记录数据,分组讨论后得出结论。
3.指导学生设计探究性实验
充分发挥实验的探究功能,要不断研究开发适合于探究性学生的实验,要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案。因为来源于生产、生活实际的实验能极大地调动学生探究的主动性,使学生产生强烈的探究欲望,并在探究过程中不断地发问题、提出问题、调整或重新设计实验方案,使探究过程不断趋向合理,从而使学生充分体验探究性实验的魅力。如在欧姆定律结论形成的探究实验中,可从情境的创设(如灯泡亮度变化)引出探究问题——电流跟电压、电阻是什么关系,接着引导学生猜想要探究的结论:电压是产生电流的原因,电压越高,电流可能越大,又由于电阻是表示导体对电流的阻碍作用、电阻越大,电流将越小。这种猜想出的结论究竟是实证或伪证,需要学生自己设计实验加以验证,而探究中的过程因素,如电路图的设计、控制变量法的采用、表格的设计、数据的记录和分析处理,都靠学生自主选择、把握,让学生经历观察物理现象的过程,激发他们对科学的探究兴趣。
4、开放实验室,让学生完成探究性实验
实验室是学生科学学习的最佳场所,在传统的实验教学中,学生自己动手做实验的机会很少,即使安排了有限的几个学生实验,学生也是在教师的“严格”控制下被动地、机械地进行,毫无自主性、探究性可言,这样的实验教学无法使学生进行探究性学习,也无法培养学生的创造性。因此,教师应当创造条件开放实验室,让学生在课外活动时间进实验室做自己想做的实验,为学生完成探究性实验提供可靠的物质保证。
5、改变实验教学评价方法
研究性学习特有的属性决定了它的教学评价应侧重于学生的认识过程,实验报告是体现学生在实验方面开展研究性学习的过程与收获的一种重要形式,改革科学实验教学评价方法需要从改革实验报告做起。应该摒弃原有实验报告“实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤(划有固定表格)”等这种千篇一律的固定模式,尽可能充分反映学生在学习过程中的设计思想、收获心得,对待科学的情感态度以及思维能力和实验技能等的提高。学生不仅是研究性学习的主人,也可以是评价自己学习情况的主人。为此,设计实验报告应包括“实验设计、实验过程、实验结果的研究和讨论、自我评价”等几部分,不必规定格式,为学生留有可自己撰写的足够空间。教师根据学生的书面报告以及对学生实际研究过程的了解做出评价,评价宜采用等第制,并注意对不同基础的学生做出恰当的评价,这有利于鼓励学生更好地投入到研究性学习之中。
实验是探究性学习的重要途径,但并非是惟一的途径,因此我们应该引导学生通过多种途径进行探究性学习,以提高学生的学习的兴趣和质量,从而提高教学质量。
关键词:实验 探究 功能 策略
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)02-0070-01
众所周知,《科学》是离不开实验的,《科学》本身就是以实验为基础对大量客观事实、现象进行科学探究和概括的一门学科。大力挖掘实验在探究性学习中的功能,有意识地通过实验来培养学生的创新精神和实践能力,就更加贴近科学的“本来面目”,必使教学效果事半功倍。笔者拟从实验在探究性学习中的重要功能和教学策略方面谈一谈自己的看法。
一 实验是探究性学习的重要途径
探究性学习是学生自主获取知识和技能、体验和了解简写探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学价值观的活动过程。而实验是激发学生学习科学能动的形式,它为学生创设了亲身参与实践的情境,具有“获知、激趣、求真、循理、育德”等教育功能。从这两个定义的比较就可以看出,两者在主体、对象、过程和目的上存在着许多共同特征甚至是吻合之处,这决定了实验必然是探究性学习的一种重要途径。
1.初中《科学》的学科特征决定了实验可以作为探究性学习的途径
“以观察和实验为基础”是科学的基本特征,毫无疑问,学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习科学无疑是最有效和最重要的学习方法之一。在实验中,学生通过实验来认识和研究科学,这为其掌握科学的基本概念基本原理提供了大量的感性材料,从而促进了其从理性上更深刻地把握这些概念、原理的实质,强化对知识的理解和记忆。不仅如此,实验还给学生提供了在实践中掌握实验基本技能的平台,使他们初步学会科学研究的实验方法,这是在课堂上很难学到、在课本上很难找到的重要能力,对于学生进行探究性学习大有裨益。
2.实验本身就是科学探究的过程
实验是人们认识和研究物理现象及规律的一种科学方法,是人们根据研究对象和研究目的,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性实践活动的过程。因此,实验过程本身就是一个进行创造性探究的过程。
学生在学习科学实验时,虽然绝大多数是对自然现象及其规律的再认识。但从本质上看,这一过程与等闲视之有进行的科学研究中的实验是一致的,当实验被用作探究性学习的途径时,实验的创造性和探究性便充分显示出来,学生在实验过程中积极地动脑动手,体验科学家科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以,在学生学习科学过程中,完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。
3.实验为探究性学习中验证假说提供了科学方法
与科学家进行的科学探究一样,探究性学习也有一个提出问题、收集信息、提出假设、实验验证和评价反馈的过程。学生在探究性学习中,针对发现的问题,在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上,做出大胆假设或猜想,并通过实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以,实验不仅是学生探究性学习验证假设或猜想的主要方法,也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。
二 实验作为探究性学习的教学策略
既然实验是进行探究性学习的重要途径,我们就要充分挖掘实验在探究性学习中的功能,更好地在科学实验中实施探究性学习,那么如何挖掘呢?
1.引导学生改进教学实验
传统的实验教学并不提倡学生对实验现象质疑,也不提倡提出与众不同的见解,更不鼓励“异想天开”。过去无论是课本上的演示实验还是学生实验,大部分是验证实验,只需模仿、不需研究,因而,学生的创新精神长期处于被束缚的境地,自然没有提问的习惯,也提不出什么问题来。为此,我们可以有意暴露教学实验中的矛盾,引导学生发现问题,教学实验尽管已经过专家们的挑选,但不是每一个都能在较短时间内顺利完成的,常常需要教师在课前摸条件、作改进,解决阻碍成功的问题。若将这些问题直接暴露在学生面前,可以促使他们去思考、去发现问题,从而引导学生去改进教学实验,去研究教学实验。如“观察水的沸腾”实验,存在着水的沸点,受气压的影响,实验时间较长,实验现象可能不明显等问题,这一实验就可引导学生从初级器材、实验方法步骤等进行改进和研究。
2.变部分验证性实验为探究性实验
以实验作为探究性学习的途径,就应该尽量谱“验证性实验”为“探究性实验”,恢复其探究性的本来面貌。为此,合理挖掘材料中的部分验证性实验,探求其中可轉化为探究性实验的内容,将其设计为探究性实验,激发学生的好奇心和求知欲,促使学生主动探究,让学生感受到知识产生和发展的过程,成为新知识的探究者和发现者。如研究“滑动摩擦力的大小和哪些因素有关?”“电流产生的热量跟哪些因素有关?”等实验量,让学生自己设计实验、设计表格、观察现象、记录数据,分组讨论后得出结论。
3.指导学生设计探究性实验
充分发挥实验的探究功能,要不断研究开发适合于探究性学生的实验,要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案。因为来源于生产、生活实际的实验能极大地调动学生探究的主动性,使学生产生强烈的探究欲望,并在探究过程中不断地发问题、提出问题、调整或重新设计实验方案,使探究过程不断趋向合理,从而使学生充分体验探究性实验的魅力。如在欧姆定律结论形成的探究实验中,可从情境的创设(如灯泡亮度变化)引出探究问题——电流跟电压、电阻是什么关系,接着引导学生猜想要探究的结论:电压是产生电流的原因,电压越高,电流可能越大,又由于电阻是表示导体对电流的阻碍作用、电阻越大,电流将越小。这种猜想出的结论究竟是实证或伪证,需要学生自己设计实验加以验证,而探究中的过程因素,如电路图的设计、控制变量法的采用、表格的设计、数据的记录和分析处理,都靠学生自主选择、把握,让学生经历观察物理现象的过程,激发他们对科学的探究兴趣。
4、开放实验室,让学生完成探究性实验
实验室是学生科学学习的最佳场所,在传统的实验教学中,学生自己动手做实验的机会很少,即使安排了有限的几个学生实验,学生也是在教师的“严格”控制下被动地、机械地进行,毫无自主性、探究性可言,这样的实验教学无法使学生进行探究性学习,也无法培养学生的创造性。因此,教师应当创造条件开放实验室,让学生在课外活动时间进实验室做自己想做的实验,为学生完成探究性实验提供可靠的物质保证。
5、改变实验教学评价方法
研究性学习特有的属性决定了它的教学评价应侧重于学生的认识过程,实验报告是体现学生在实验方面开展研究性学习的过程与收获的一种重要形式,改革科学实验教学评价方法需要从改革实验报告做起。应该摒弃原有实验报告“实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤(划有固定表格)”等这种千篇一律的固定模式,尽可能充分反映学生在学习过程中的设计思想、收获心得,对待科学的情感态度以及思维能力和实验技能等的提高。学生不仅是研究性学习的主人,也可以是评价自己学习情况的主人。为此,设计实验报告应包括“实验设计、实验过程、实验结果的研究和讨论、自我评价”等几部分,不必规定格式,为学生留有可自己撰写的足够空间。教师根据学生的书面报告以及对学生实际研究过程的了解做出评价,评价宜采用等第制,并注意对不同基础的学生做出恰当的评价,这有利于鼓励学生更好地投入到研究性学习之中。
实验是探究性学习的重要途径,但并非是惟一的途径,因此我们应该引导学生通过多种途径进行探究性学习,以提高学生的学习的兴趣和质量,从而提高教学质量。