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科学探究之所以成为新课程物理的一大亮点,其原因在于它集中体现了新课程的理念。。新课程强调知识与技能、过程和方法、情感、态度与价值观的统一,其中特别强调了过程的重要性。科学探究正是以学生的主体活动为基石,让学生经历过程,使学生自主地、能动地、创造性地学习,在学习中张扬个性,发挥潜能。
其实,科学探究并非新生事物。首先,科学探究作为一种科学研究方法,它符合人们的认识心理和认知规律,它不仅是科学研究的常用方法,也是人们发现和解决问题的常用方法;其次,科学探究作为一种能力,它是人人生来就具备的一种潜能,这种潜能在不断探究中得以发挥和提高。科学探究走进教学,是对传统教学的种种弊端、特别是漠视学生的学习心理和学生的个性的否定,意味着学习者学习自主权根本意义的回归。
全面培养全体学生的科学素质是新课程物理的总体目标。在总体目标的实施中,科学探究教学应运而生,它与传统的注入式教学是根本对立的,成为新课程挑战传统教学观念的一个突破口。但是,在新课程实施中,由于传统教学观念的根深蒂固和对新课程理念的一些模糊认识,使科学探究教学步入种种误区,澄清认识、走出误区乃当务之急。
科学探究教学的三大误区
1.教条的科学探究
教师把科学探究的步骤和方法作为教条向学生传授。在探究活动中,教师主宰活动过程和探究思路,教学中机械地强调探究的步骤和方法,探究过程则浮光掠影,似乎在向学生介绍某个结论是怎样得来的,试图让学生明白得到结论的方法。在这种教学中,科学探究徒有其形,成为教师作为“演员”的一件外衣;在这里,科学探究成为死板的教条,这是重结论轻过程的表现,未免落入注入式教学的窠臼。
让学生知道科学探究是怎样的一种研究问题的方法,这是轻而易举的,在教学之初向学生系统介绍这种方法也是无可厚非的,但是,明白这种方法绝非科学探究教学的终结,而是科学探究教学的开端。科学探究步入教学是自主学习、研究性学习和合作学习的呼唤,当我们审视学生的学习过程,以科学探究构建学生自主学习的舞台时,展现在我们眼前的将是一个意想不到的局面,你会看到学生鲜活的个性,惊叹他们的奇思妙想,被他们焕发的热情所感动。这正是自主学习生命力的体现,它向我们显示,学习过程本身乃是一座无价的宝藏。所以,科学探究教学应真正还学生学习的自主权,其根本目的在于通过经历过程激发和培养学生的探究潜能,全面提升学生的科学素质。
事实上,科学探究方法不应游离于具体的探究活动之外,它不可能靠教条式的说教被真正掌握,它需靠学生在亲身的探究活动中领悟。领悟科学探究方法和培养科学探究能力是相辅相成的,它们是一个密不可分的有机体,统一于具体的探究活动过程;每一次科学探究绝非探究方法的机械重演,而是科学素质的不断锤炼。
2.僵化的科学探究
发现并提出问题,做出猜想和假设,制定计划与设计实验,通过观察、实验等途径收集证据,评价证据是否能支持猜想和假设,得出结论或提出新的问题,交流和评价,这是科学探究过程的几个重要环节,但它们不是孤立的,而是发现解决问题中的一个不可分割的有机整体。在科学探究教学中,不少教师根据自己的思路,将所要探究的核心问题分解成一系列细枝末节问题,探究的过程成为师生共同分析解决琐碎问题的过程。由于教师过多的启发引导,学生的思路受到严重牵掣,这不仅封闭了学生个性化思维的空间,还束缚了学生想象的翅膀,剥夺了学生思考的自主权。在这样的教学中,科学探究的有机整体被肢解了,学生不能在自主探索中发挥潜能、领悟方法,科学探究只剩下一副没有生命的骨架,失去了其应有的血肉和灵魂;这在教师看来,探究似乎经历了其应有的过程,然而,学生却好像尾随教师走了一趟迷宫,其中的许多奥妙根本无法亲身领略。
为了展现科学探究的生命力,教师应充分调动学生的探究热情,为学生营造探究活动所需的物质条件和精神氛围,让学生主宰探究过程,教师在学生遇到困难时予以适当的点拨。在某种意义上,科学探究的学习过程与科学家的科学研究过程没有本质差别,只是目的不同,科学家的科学研究旨在揭示自然规律,科学探究教学旨在培养学生的科学素质;探究本身意味着需要经历山重水复的过程,最终抵达柳暗花明的胜境。所以,在科学探究教学中,教师要努力让学生自闯“迷宫”,使学生各尽其智、尽显其能,使科学探究在培养学生的科学素质中发挥其强有力的功效。
3.空洞的科学探究
在科学探究教学中,发现问题需要展现物理现象的真实情境,做出猜想需要向学生提供必要感性材料以引起学生的联想,通过实验收集证据更需要安排分组实验活动,这些都需要有充分的物质准备。由于客观条件的局限或教师怕课前准备麻烦,使科学探究教学缺少必备的器材,使学生的主体活动无法开展,以至于科学探究变成了纸上谈兵。学生实验技能的形成、探究潜能的发挥、探究方法的领悟、探究过程独特的心理体验等都无法与学生自主探究过程分开,皮之不存,毛将焉附?没有学生的自主探究过程,科学探究教学就会显得空洞而失却其本身的意义。
有的教师以简单的演示实验代替学生的自主探究活动,这是不可取的。在科学探究中,从发现问题到解决问题的思维是探究的主线,实验设计和实验活动是思维的需要,是科学探究的有机组成部分。思维的开放性决定了活动的灵活性。教师以演示实验代替学生的自主探究活动,将自己预设的探究思路凌驾于科学探究教学,近乎在向学生汇报老师的探究过程,这同样束缚了学生的思维,剥夺了学生活动的自主权。
科学探究尊重客观事实,与主观臆断是根本对立的;所以,科学探究教学离不开现实的问题情境,观察、实验、思索是探究的根本途径。在科学探究教学中,有的教师担心将自主权交给学生会引起教学思路的紊乱和教学目标的无法实现;其实,发现新问题,使教学滋生新的增长点是探究教学的客观必然,它并不意味着教师引导不当,它是学生获得学习自主权,探究活动进入一种意境的表现。
综上所述,科学探究教学进入种种误区的根本原因都在于教师对探究中学生的自主活动过程缺少足够的认识。学生活动过程的自主性包括思维的自主性和活动的自主性,这是科学探究教学的本质特征。自主探究过程是掌握知识、形成技能、领悟方法、发展能力、陶冶科学情怀的熔炉,是多元化协调发展的基础,是提高学生科学素质的有效途径。
所以,科学探究教学走出误区关键在于采取有效措施、引领学生开展自主探究活动。
“感悟”是科学探究教学的根本
如何引导学生开展自主探究活动?这是科学探究教学成败的关键。笔者认为,在感悟中探究契合科学探究教学的意旨,是通过科学探究培养和提高学生科学素质的可行有效途径。
“感”即“身临其境地感受”,它需要三个基本条件,一是学生的探究热情被充分调动,二是学生自主进行探究活动,三是具备学生进行分组活动的物质条件。“悟”即“建立在实验和观察基础上的思考与领会”它是感性认识走向理性认识的桥梁,是认识活动的升华,是思维能力培养的练兵场;其基本特征是学生的自主思维。“感悟”作为探究模式就是要有效地引领学生自主经历过程,在经历过程中领会科学探究方法、培养科学探究能力,实现多元化发展要求。
在感悟中探究体现了“经历过程”的要求,突出了学生思维的自主性和学生活动的自主性,它的目标指向是在领会和灵活运用科学探究方法的同时,发展学生的科学探究潜能,培养学生的科学素质,因而避免了科学探究教学的空洞和僵化,实现其由“形”向“实”的转化。
物理学是一门以实验为基础的自然科学,观察和实验是研究物理问题的基本方法,在感悟中探究符合物理学的特点,也符合学生的学习心理和认识规律。由感性认识上升到理性认识是辩证唯物主义认识论的基本观点,缺少感性基础的理论只能是空中楼阁。形象思维和抽象思维是两种基本的思维方式,根据初中生年龄阶段的心理特点,他们更擅长在形象思维中学习。
科学探究教学面临着两方面的客观现状。一方面,科学探究本身是开放性活动,活动的开放性决定了活动的自主性和过程性;另一方面,学生各具其智力强项和弱势,在长期的学习过程中形成了各异的学习风格,他们的理解能力和学习速度也存在着较大差异。在感悟中探究强调了学生活动的自主性,可以适应学生的个别差异,有利于发挥学生的个性潜能。学生的心理因素在传统教学中一向被忽略,但它却是科学素质的重要组成部分,在感悟中探究也为学生的心理发展提供了舞台。
在感悟中探究无疑符合新课程的理念,或许我们会困惑:探究活动中教师干什么?事实上,为学生感悟探究准备器材,通过问题情境营造探究气氛、引领探究深入,为小组活动排疑解难,组织学生交流合作和评价等都离不开教师的机智。学生能摆脱教师独立探究问题,这是科学探究教学的理想追求,但它需要一个循序渐进的过程。在科学探究教学之初,教师可通过具体事例让学生知道科学探究的一般步骤和方法,但发展学生的科学探究能力始终是科学探究教学的重要目标,由于课时等客观条件的局限,教师可以根据教学内容的特点,突出探究过程的部分环节,对诸如观察发现问题能力、联想能力、实验设计技能、综合分析能力等进行重点突破,随着学生对探究方法的领会和探究能力的提高,科学探究必将成为学生学习研究的重要途径和方式,最终能自主投入探究活动。
感悟探究的实践和体会
在苏科版初中物理九年级下册“电磁感应”教学中,教师一般通过演示实验归纳感应电流的产生条件,法拉第十年坚持不懈的探索发现在我们的课堂教学中几分钟就完成了,我总觉得这其中失却太多,电磁感应现象的发现中蕴藏着许多培养学生科学素质的契机,何不通过感悟让学生探究?于是,自己酝酿准备了几个教学的感悟活动。
第一个活动是通过现象感受发现问题。我让一个学生用大拇指和食指捏紧微型吊扇插头的两片插脚,然后转动扇叶,“触电”的感觉使全体学生愕然,不约而同想到一个问题:电流是怎样产生的?
第二个活动是通过分组实验探究感应电流的产生条件。我让学生观察微型吊扇的内部结构,用线圈、磁铁、电流表、导线、开关等分组实验器材设计实验探究电流的产生条件。活动交流中,绝大多数学生都亲身感受到感应电流的存在,这为理性认识奠定了坚实的感性基础;许多学生还在现象观察中发现了新问题,如由电流表指针左右偏摆想到感应电流方向与什么有关,由指针摆动幅度不同想到感应电流大小与什么有关,实验中为什么要用线圈代替导线等。我用演示实验验证了学生的发现,顺水推舟提出建议:还用桌上的器材探究你们提出的问题。
第三个活动是学生自主探究交流中发现和提出的问题。活动之后,我们又用演示实验验证了学生的探究结论,用flash动画激越学生的思维,促进认识的升华,学生表现积极,教学产生了良好的效果。下面内容的教学发挥了多媒体的功能,仍主要让学生在感悟中思考问题,发现规律。学生反应更强烈,教学效果比预料的还要好!
这节课的尝试我感慨和欣慰。我感慨学生确实具备一定的探究潜能,我欣慰自己找到了一条开展科学探究教学的恰当途径——在学生的自主活动中通过感悟探究问题。科学探究教学的根本目的在于开发学生的探究潜能,发展学生的科学素质,所以,科学探究教学思想可以迁移到常规内容的教学中,使课程改革在落实新课程理念中焕发生机。