科学探究的教学反思
一、 什么是科学探究
科学探究原意是指科学工作者用科学的方法探求事物本质和规律的科研活动。《新课标》中的科学探究指的是学生探究式学习活动而非科学工作者的科学探究。因此学生的科学探究是指:指导学生运用科学方法探究式学习的教学活动。即学生在物理学习中以获取科学知识,理解科学思想理念,领悟科学工作者研究自然所用的方法和发展科学探究能力而进行的教学活动
二、进行科学探究的意义
科学探究在《全日制义务教育物理课程标准》(简称《新课标》)中明确指出:科学探究既是学生的目标,又是重要的教学方式之一。俗话说:“授之以鱼,不若授之以渔”。随着现代社会知识更新的速度加快,仅仅教学生掌握知识很显然已经不够,学生必须要有学习知识的方法和能力。在过去的教育体制下,基础教育主要是应试教育。它体现在:教学只为高级中学选拔人才服务:只注意知识的传授;只注重知识的学习;只注重评价学生的统考成绩;只注重议论学生的过去等等。社会经济的迅速发展,劳动者的素质已不能适应现代社会发展要求,传统的基础教育带来的弊端日渐显露。而现在的《新课标》要求重视学生的持续全面发展和学习素质的形成,要求发展学生的能力。因此,为了能够真正把素质教育落到实处,我们在教学中应突出学生的科学探究,重视培养学生的科学探究能力。我们必须在基础教育阶段突出学生的科学探究活动,使科学探究成为学生学习科学知识的主要途径;使学生成为学习的主人;使学生在获取知识的同时体验和领悟科学的思维方式和过程,全面提高科学素养;使学生的创新能力和实践能力得到培养和加强,为学生的以后发展奠定基础。
三、变革中的师生角色
传统的教学活动中,教师是知识的占有者,学生是知识的被动接受者,以致于教师的话成为真理,即使是错误的。使学生的创新能力、实践能力被扼杀,不利于人的全面发展。在这场变革中,我们教师应适时转换自己的角色,由传统的知识传授者转变为新课程下的知识传授者;教师成为学生的引导者、促进者,学生是教师的服务对象,学生是课堂的主人;由单纯的知识传授者转变为研究者。成为这一伟大变革的实施者,还给学生一片科学的天空,让学生成为探究活动的主体。教师只能是一个引导着、组织者、与学生一起探索的合作者,不能越俎代疱。探究教学应紧紧围绕假设的提出和检验来展开。由于学生的知识经验各异,认知水平有别,他们对同一现象或问题会形成不同的看法,提出不同的假设。对此,教师不仅不应当加以限制,反而应当大力提倡和倍加尊重。只有这样,探究教学才有可能处在学生的最近发展区并走在发展的前面,学生才有可能开展丰富多彩而又切合实际的探究学习,经历曲折的探究过程,并由此获得各方面的最佳发展。如果教师因种种原因不给学生提供充分发表自己看法的机会,为走捷径,帮学生安排好探究的路线,把学生直接引向所要获得的学习结果,那么学生所经历的就不是真正的探究,其想像力和创新能力的培养也就无从谈起,从而也就失去了开展探究教学的意义。
四、如何开展科学探究活动
物理教学和学生的科学探究活动之间并不矛盾,它们之间是相互包容的。在课堂教学中采用学生的科学探究活动,可以激发学生的学习兴趣,提高学生的科学素质,掌握科学探究的方法,增强学生的口头表达能力,有初步的信息交流能力。综观按《新课标》编制的各种版本新教材,不难发现,规律结论不再直接给出,而是要学生通过科学探究得到。教材既有“小探究”,又有“大探究”,而且占有较大的比例。这就要求教师应把科学探究式的学习活动作为主要的教学手段。科学探究的形式是多种多样的,其要素有:提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行试验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等七个环节,在实际的教学活动中如何实施这七个环节?下面是我们的一些看法,与大家共同探讨。
1、提出问题
教师选择适当教学内容,并根据学生实际,创设新颖别致或联系实际的情景,吸引学生的注意,激发学生的兴趣,引导学生发现新的物理情景与已有知识的冲突,启发学生自己去发现和提出问题。问题是思维的动因,是探究的起点,人们只有发现和提出了问题,才会积极认真的思考,努力寻求解决问题的途径和方法。此过程中教师仅仅只是一个引导者,尽可能鼓励或启发学生自己发现和提出问题,然后再从学生提出的问题中筛选出与学生必学的科学概念相联系,具有吸引力和探究性,能让学生跳一跳尝到果子的问题展开探究活动。若教学内容与学生所学有一定差距,学生还不能提出与内容贴切的问题时,教师可以直接提出问题,但应尽可能地展示发现问题的思路,渗透发现问题的方法,使学生逐步学会从身边熟视无睹的物理现象中发现和提出问题的方法。
2、猜想与假设
猜想与假设是科学探究的核心环节。牛顿说:“没有大胆的推测,就没有伟大的发现。”这一环节应鼓励学生大胆地进行猜想。对于体现学生日常概念或理解的各种假设,无论多么幼稚可笑,教师都不要轻易作出否定或肯定性的结论,对学生进行压服。但猜想和假设不是毫无根据的胡乱猜测,教师可引导学生回忆与问题有关的事实,或观察有关的实验现象,然后再由学生做出猜测与假设。只要猜测符合逻辑,都应予以肯定。这就要求在教学中,渗透科学的思维方法。
3、制定计划和设计实验
制定计划和设计实验是科学探究活动的重要环节。教师决不可代替完成,或照课本“照方抓药”,这样就会失去培养学生独立思考,培养设计、计划能力的好机会。可在教师的指导下,由各小组在讨论中取长补短、集思广益完成这一环节。当然各个小组会出现不同的方案,切忌一棍子打死,即使有小组的方案是错误的,可以先让学生去做,使学生品尝失败,然后再去探求错误的根源。从而使学生在失败中掌握本领。
4、进行实验和收集数据
由于学生的日常概念能成功解释他们的经历,并与其他有关观念紧密联系在一起,因而相当顽固,很难发生转变。事实上,科学学习心理学研究表明,无论是使学生的错误观念发生转变,还是在其日常观念的基础上进一步形成科学概念,都非易事,需要有大量事实或证据作支撑。这要求探究教学时,不能对学生进行压服,而要让学生通过多种途径收集证据来验证,从而促使学生在理解或领悟的基础上主动转变观念。如此,学生才有可能养成尊重事实、敢于批判和实事求是的科学态度。学生分小组依计划进行实验、收集数据的过程中,各个成员要有明确的分工,每个成员都参与其中,团结协作,共同分享失败的酸涩与成功的喜悦。决不能只是少数人包办,多数人观望。
5、分析与论证
这一环节首先应引导学生把注意力放在对猜测与假设的求证上,既证实,也证伪。否则就会失去科学的本意。小组成员内部进行讨论、分析、比较,得出自己的结论。只要结论合情合理就予以鼓励。当然学生在分析已得数据和现象的过程中会遇到困难,甚至不知道如何分析,或根据自己日常生活经历和经验,得到与该证据无关的结论、与事实相违背的结论。这就要求:一方面学生加强与其他学生的交流,学习他人的科学思维方法;另一方面教师在教学中要渗透分析证据的科学思维方式,进行科学分析方法的训练。
6、评估
评估是探究活动的不能缺少的环节。此时问题的结论已经得出,因此往往被学生忽视。评估是从严密的角度对探究行为和获取信息的可靠性、科学性重新审视的反思过程。评估是对探究过程和探究结果进行总结、分析假设与探究结果间的差异,找出差异的原因,通过评估,使学生注意到探究活动中未解决的矛盾,发现新的问题,吸取经验教训,改进探究方案,这样可以完善探究活动,使其更深入。因此,教师在引导学生对探究过程和结果养成良好的评估习惯,在取得成功的喜悦的同时,培养学生分析问题,发现不足,纠正错误的科学态度。
7、交流与合作
我们的科学探究活动都是以小组方式进行的,要求同学之间要进行合作与交流。交流与合作不仅仅是在探究活动的最后环节,我们将它贯穿于整个探究活动中,使学生养成良好的学习习惯,有将自己的见解公开并与他人交流的愿望,认识交流与合作的重要性,有主动与他人合作的团队精神,敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点。因此,教师在科学探究教学中,我们尽量为学生创设交流与合作的环境,要考虑别人的意见,改进自己的探究方案,扬长避短,共同进步。在实际操作中,各小组将自己的探究过程、证据及结论,向全班报告,由听众进行质疑,被质疑小组答辩,通过集体讨论分析,对探究的过程、制定的计划、操作的步骤、收集的证据、分析和论证的过程进行修改和完善,取得共识。此环节教师主要负责好组织工作,适时予以点拨。
五、实施探究活动注意的问题
1、科学探究让学生成为学习的真正主人。
科学探究是在教师的指导下,学生自主参与的学习活动,学习活动的成败关键在于学生的积极性和主动性是否得到充分的调动,学生是否真正成为课堂的主人。学生要真正成为课堂的主人,需要教师给予帮助,需要真正属于自己的活动时间和空间。
2、开展科学探究遵循从易到难,循序渐进的原则。
初中学生科学探究的能力比较薄弱,我们采用了循序渐进的方法,探究内容由简单到复杂;探究要求由低到高;探究的程序从不完整探究到完整探究;教师的指导由强到逐渐减弱。教师要充分发挥指导作用,起步时要领着走,扶一把,然后逐步放手。逐步提高学生的科学探究能力。
3、合理选择科学探究活动内容。
科学探究活动应能激发学生的兴趣,培养学生热爱自然、理解自然的情感和对科学的探索兴趣,因此要选择那些能激发和保持学生兴趣的探究活动;对于学生来说,探究活动的各个环节的难度是不一样的,适当安排突出不同环节的探究活动,对于学生熟悉科学探究的全过程,充分发挥它的教育作用十分必要。学生对于科学探究的学习和对于科学知识的学习一样,都应该由简单到复杂,循序渐进。因此,科学探究活动的选择以及活动的范围、层次都要考虑学生的年龄特点和本地条件;同时探究必须是适合学生探究的课题和教学中可能做到的,即可以和可能的有机结合。学生的学习不可能都是探究式的,这既不符合学生学习规律,也不可能有那么多的时间。在学习物理的最初阶段,应该选取较简单的探究活动,必要时可以在容易出现困难的环节给予提示;而后逐步深入,最终使学生对于科学探究有比较全面、比较深入的认识。整个探究活动中要体现教师的引导作用。
4、鼓励学生大胆参与科学探究。
科学探究是学生参与式的学习活动,要鼓励学生积极动手、动脑,通过自身的体验,领悟科学探究的过程和方法,掌握物理知识,获取创新能力、探究精神。学生是否积极大胆参与科学探究,成为探究活动成功与否的关键。因此在探究活动中鼓励学生大胆参与,需采取以下措施:第一,改革评价制度,不以统一或标准答案限制学生的思维,采用能反映学生真实表现与个性的评价方法;第二,消除权威对学生自信心的不良影响,改变唯上、唯书、唯师的传统文化氛围,创建重争鸣的校园文化;第三,营造融洽的课堂气氛,消除独断、专制的不良作风,鼓励学生敢于质疑,大胆表现,乐于标新立异,使学生在轻松愉快的课堂环境里养成勇于探索、勇于思考和勇于创新的习惯。
5、教师在探究活动中只能是组织者、激励者、引导者,而不能“越位”。
教师在活动中只能为学生提供必要的资源支持和信心支持,帮组其独立完成探究活动。而不能为了赶时间、赶进度,代替学生完成某些环节,使学生失去学习科学探究方法的机会,也就达不到科学探究的目的。
6、教师自身应加紧“充电”。
作为从事基础教育事业教育工作者,以前也没有搞过什么科学探究,缺乏科学探究的经验和理论。更要加紧学习科学探究的理论知识,并亲自操作一些探究性课题,积累丰富的经验和理论,才能更好的指导学生完成科学探究活动。
探究式学习方式是学习科学的一个强有力的工具,能在课堂上保持学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲。我们不能把学生当作盛装知识的容器,而是就教会学生学会学习和掌握科学研究的方法。科学探究永无止境,学习科学探究不但要学习科学方法,更重要的是学习科学精神和科学态度,这样能影响学生的一生。这就要求学生像科学家那样用科学研究的方法学习物理知识,经历感悟、经历探索、经历挫折、经历知识的形成过程,并成为知识的再发现者,从而养成科学精神和科学态度,提高科学探究的素养。真正发挥科学探究的意义和作用,从而实现科学探究与课程改革,科学探究与素质教育双赢的目的。
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