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初中科学中的无实验载体探究及教学运用

更新时间:2014-9-14:  来源:毕业论文

初中科学中的无实验载体探究及教学运用
摘  要:无实验载体探究是科学探究的一种重要形式,是实验探究的重要补充。初中科学教材提供了大量的素材,这些无实验载体探究在教学中发挥着规范探究程序、激发学生参与探究、培养学生多种能力等独特作用。
关键词:初中科学  无实验载体探究  教学运用
新课程倡导学生主动参与、探究发现、交流合作的学习方式。以浙教版《科学》教材(朱清时主编)为例,科学探究贯穿始终。然而,科学探究并不等同于实验。王祖浩认为:探究以实验为主,但不仅仅是实验。根据探究的途径、方法即探究要素来分,还可以是问题分析,讨论、方案设计,数据处理,观察现象,调查访谈。
教学实践表明,并非所有的科学探究都可以或都需要建立在实验的基础上,许多科学知识无法直接通过学生的实验探究来获得。有的受时空跨度、实验条件、学生的学习时间等因素的制约而无法开展实验探究。比如,原子结构理论、植物生长素的发现等科学概念或理论是逐渐完善的过程,而人体内部结构、细胞分裂等则限于条件也无法开展。实验在探究活动中对培养学生探究能力也不是万能的,一些问题的解决需要学生迁移已有实验经验和知识,有时需要学生抽象思维去思辨。比如,历史上治疗天花的探究、牛顿第一定律的探究。
教材不仅提供了大量的以实验为载体的科学探究,也配发了大量的无实验载体的科学探究的素材。这些素材呈现形式多样,有的作为教材必学内容,有的作为阅读材料;有的在活动、探究等栏目中为学生开展科学探究提供素材,有的以研究性学习课题形式供学生选择。现以教材中出现的无实验载体探究素材为例,谈谈在教学中的运用。
一、让无实验载体探究在规范学生探究的一般程序中发挥样板作用
对于初学科学探究的学生来说,选择一个具有科学性、趣味性俱佳,科学探究思路清晰,基本环节完整的科学探究史实作为学习样板是最合适不过了。
初中科学第一册第一章的第7节“科学探究”中,教材就图文并茂地再现18世纪英国医生琴纳探究预防天花的过程:第一步,发现问题:当时天花是一种死亡率很高的传染病,但没有治疗天花的有效方法,琴纳知道中国人曾经发明过的预防天花的方法,但不安全,他希望能攻克这一难关。第二步,提出问题:哪些人能抵御天花。琴纳开展广泛地调查,发现有两类人不会患天花,一类是已经得过天花的人,另一类是养牛场的挤奶女工。在调查中,他学习到未知知识即牛也会患天花,患病时在牛的皮肤上会出现一些小脓疱,叫牛痘,挤奶女工给患牛痘的牛挤奶,也会被感染而起小脓疱,但很快就痊愈了,以后她们就不会再得天花了。第三步,琴纳做出科学猜想:或许得过一次天花,人体就会对天花产生免疫力。第四步,对这一猜想进行理论分析:挤奶女工得了一次轻微的天花,就有了对天花的免疫力;得过天花的人也是因此而获得对天花的免疫力,所以他们都不会再感染天花。第五步,做出假设:从牛身上采集牛痘脓浆,接种到人们身上,使他们也像挤奶女工那样得轻微的天花,以产生对天花的免疫力。第六步,进行科学实验:琴纳从一位挤奶女工的手上取出微量的牛痘脓浆,接种到一个男孩的胳臂上,一个月后,这位男孩具有抵抗天花的免疫力。琴纳的假设被证实,从此获得了抵御天花的有效办法——种牛痘。
虽然当时的琴纳是建立在实验基础上进行探究,但我们在教学中无法再次以实验为载体进行重现。教材例举这一经典的科学探究,以感人的故事情节形象地说明科学家所进行的探究活动通常比较复杂,但其基本过程相近,即发现和提出问题——针对所提出的问题,依据自己已有的科学知识和经验,通过思考,建立猜测和假设——依据探究的目的和条件制订探究计划,通过观察、实验等途径获取事实与证据——对假设进行检验,对探究过程和结论进行评价。

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