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实验探究教学法在科学教学中的实践与反思

更新时间:2011-6-9:  来源:毕业论文

实验探究教学法在科学教学中的实践与反思
曾令孝 (台州市椒江区第二中学318000)

提    要:探究是科学的核心,实验是科学研究的基本方法。 实验探究教学法是将探究和实验有机结合起来实施科学教学的一种教学方法。结合日常教学中对实验探究教学法的实践,本文从实施实验探究教学的必要性分析、实施的步骤、内容的选择及实践后的反思等几个方面,对这一教学方法作出了阐述。
关 键 词:实验探究  必要性  步骤  内容  反思

《科学课程标准》明确指出:科学的核心是探究。科学教学必须使学生积极体验科学探究的过程,增进对科学探究的理解并初步养成科学探究的习惯,从而培养其创新意识和实践能力,为学生的终身发展奠定基础,为社会的可持续发展提供支撑。基于此,作为科学教学重要手段之一的科学实验,理应由教师演示为主逐步向学生在教师的指导下进行实验探究的方向转化。

一、科学教学中实施实验探究教学的必要性分析
建构主义教学理论认为:以学生为中心,利用情景、协作、对话等学习环境要素,充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神,最终达到使学生通过有效的实验对所学知识的主动建构的目的。
认识心理学也告诉我们,思维产生于动作,智慧自动作开始。而且,科学实验是科学探究的前提,离开了实验,科学探究也将无法进行。因此,科学教师要把学生的实验活动看成是科学教学不可缺少的一个部分,并且要有目的、有计划地安排和指导好每一个实验活动,让学生通过实验探究活动,逐步形成和发展自己的认识结构。
在传统的科学课堂教学中,过分突出和强调学生对知识的接受和掌握程度,冷落和贬低了学生对知识的发现和探究,从而导致了对学生认知过程的极端处理,使学生学习书本知识变成仅仅是死记硬背式的直接接受,学生的学习纯粹成了被动接受、记忆的过程,“学生是知识的接受者”。这种教与学束缚了学生的思维和智力,对学生的长期发展是不利的,已不适应科学教育的发展。
近年来我国教育理论界已大力提倡学生主体性和以学生为中心的教育思想,鼓励学生积极参与教学过程,在此背景下,实验探究教学法的应用是一种有益的尝试。实验探究教学法从学生的认知规律出发,强调“以实验为基础”的理科教育观,以科学方法论为依据,把学生认识科学知识的活动组织成学生主动参与探究科学问题过程的一种教学模式。实践证明,实施该教学方法真正使学生成了知识的探究者,充分调动了学生的学习主动性,较好地培养了学生实验能力和科学态度,养成正确的科学探究习惯,提高了科学素养。

二、实验探究教学的实施步骤
实验探究注重创设学习情景,提供学生自己动手、动脑、主动去探究自然的条件与机会,从而激发他们的好奇心和求知欲,使之在探究过程中体验学习科学的乐趣,促进了学生对科学的学习。
实验探究教学的过程是依据一定的教学目的,充分运用实验技术和手段,探究性地学习前人积累的科学基础知识、基本技能的过程,也是增长能力特别是创新精神和实践能力,形成科学方法、科学观念和态度、个性和谐发展的过程。
根据具体教学内容的特点,实验探究教学的模式主要有两类,可概括为“问题—实验事实—科学抽象—结论—应用型”和“问题—假设—实验探究—结论—应用型”。前一模式适用于基本概念等科学基础知识的探究学习。笔者认为实验探究教学可按以下主要步骤展开。
(一)创设情景,提出问题和假设
科学探究是从问题开始的,问题是指教师在对教学单元进行教学目标分析后,根据学生现有的知识经验,选定一定的教学内容,给学生一些有关自然现象的感性材料,让学生直接面临但又不能用已有知识经验直接加以处理的情景。爱因斯坦说过:提出一个问题比解决一个问题更重要。解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已,提出问题则是创造性思维的表现。对于中学生来说,能发现具有科学意义的好问题主要依赖于教学中教师对问题情景的创设。问题创设的基本方法有:
1、让学生面临要加以理解科学的现象和事实。
2、引导学生在完成实践性作业时产生问题情景。
3、布置旨在解释现象或寻找实际运用该现象的问题性作业。
4、激发学生分析生活中的矛盾。
5、激发学生比较和对照事实、现象、行为,由此引起问题情景等等。
    比如,在学习“浮力”这一节时,我将表面光滑的木块压入水槽里至完全浸没,再松手后学生发现它很快浮上水面,接下去我将同一木块压紧在平整的另一水槽底部,然后再往水槽里倒入水,直至水将木块浸没,松手后学生惊奇地发现木块不再浮起来,而是老实地呆在水槽的底部。一前一后两个完全不同的实验现象让他们自然而然地产生了“物体在什么情况下才会受到浮力?”这一疑问,并极大地激发了学生探究答案的兴趣。还是“浮力”这一节,我在课堂上将一个经“特殊处理”过的乒乓球放入到一个装了水的容器中,出乎意料地,乒乓球居然可以悬浮在水中,这与学生在看到这一事实前的猜想是绝然不同的,探究的动力随着这个“矛盾”的存在而自然产生。
当然创设问题情景的方法多种多样,但共同的一点是让学生感到问题的存在,让他们在头脑中能发现问题,在此基础上教师引导学生注意从多层面去观察、分析问题,认清问题的结构,对问题进行表征进而提出有价值的问题。然后教师可点拨学生根据已有资料和客观事实,对探讨的问题有根据地进行猜测、联想,提出一种或几种可能的答案或结论,即提出假设。
(二)实验探究
实验探究要重实证,使学生主动参与实验、实践和体验过程。提出假设后就要想方设法用实验去检验它,用实证材料去推翻或支持假设,这是实验探毕业论文http://www.lwfree.cn/ 究教学完成对所学知识建构的重要环节。
实验是理科学习中获取信息、培养创新思维和实践能力的主渠道,实验的目的不仅只是验证规律、训练实验技能,更要使学生通过实验在科学的学习和研究方法上获取感性体会。在这一环节里教师要运用一定的教学策略,创设条件使学生积极参与假设验证活动的设计,指导学生合理选择实验仪器和规范的操作,让学生相对独立地进行实验观察、控制条件、记录现象,同时适时引导学生间的相互协作与交流反思,增强情感体验,调控探究过程,培养学生求真务实的科学素养。比如在《生物与非生物》这一节里,学生对“蜗牛有哪些感觉?”这个问题就特别感兴趣,但由于受到他们的成长环境的限制,他们对蜗牛了解并不多,特别是之前并没有关注过“蜗牛的感觉”这一类的问题,感性经验显然不能为他们解答这个问题提供的帮助。在此情况下,他们以人的感觉为参照作出了类似蜗牛有视觉、有听觉、有嗅觉、有味觉、有触觉等假设。然后我指导他们通过查资料的方式了解蜗牛的生活习性,亲自去抓蜗牛,并按我指导的控制变量的实验方法来逐一验证他们的假设,终于对“蜗牛有哪些感觉?”这个问题有了准确的认识。而且在这个“由不知到知,由知之甚少到知之较多”的过程中,他们充分体验到了探究带来的成功感,也体验到了科学探究的一般方法和程序,可谓收获颇丰。
(三)归纳结论,应用提高
完成实验探究环节后,教师要引导学生借助比较、分析、综合、概括、推理等思维方法,对所获得的实验资料和事实、数据信息进行选择、判断、分析,作出科学的抽象和解释,用科学的语言、文字、图线、图表等形式加以系统化、简明化、概念化,把感性认识上升以理性认识,自己得出科学结论,使学生完成对知识的建构。
在探究“电流与电压、电阻的关系”时,学生按照教材提示的实验电路和控制变量的实验方法分别测出了在电压不变时,电流随着电阻的变化而变化的数据后,我就指导学生将在实验中测得的数据以函数图像的形式先画出来,然后根据函数图像的形状和他们在数学上已经掌握的相关函数知识,他们很快就得出了“电压一定时,电流与电阻成反比”的结论。根据同样的方法,学生也很快得出了“在电阻一定时,电流与电压成正比”的结论。通过这种数学分析的方法,学生很快就自主完成了“欧姆定律”的知识建构。
另外,学生通过探究学习,总结出了概念和规律等知识后,教师还应该再创设教学情景,启发学生整合知识,使新知识与已有的其它知识链接起来,将新知识纳入到已有的知识结构中去,培养学生的逻辑思维能力。在此基础上,教师再选择设计形式多样、难度适宜的练习,留给学生一定的思考时间,点拨解决问题的方法,使学生领悟运用知识的要点,在对知识迁移应用、练习巩固的过程中,完成对知识的完全建构。

三、实验探究教学内容的选择
很明显,并非所有的科学教学内容都适合于探究。实验探究教学内容的选择在遵循适度、引导兴趣、可操作性等原则的前提下,合理选择实验探究内容和素材,并付诸实践,是至关重要的。科学教学中可作为实验探究的内容相当丰富,粗略归纳起来有以下几个方面。1890

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