淺談新課程下的探究式小學科學課實驗教學

為了適應時代的發(fā)展,新研制的《全日制義務教育科學課程標準》期望使每一個學生通過學習科學,能夠對科學學知識有更深入的理解,能夠使他們對今后的職業(yè)選擇和學習方向有更多的思考;能夠在探究能力、學習能力和解決問題能力方面有更好的發(fā)展;能夠在責任感、合作精神和創(chuàng)新意識等方面得到提高。

科學是以實驗為基礎的學科,離開實驗,科學結論好比無源之水,無本之木,但現實教學中,許多小學老師由于學校條件有限、經費不足,加之自己存在惰性等因素,從而導致實驗課嚴重縮水,學生也表現為敷衍了事,一節(jié)課下來是食而不知其味。因此要真正認識到實驗教學的意義和重要性,根據新課程的要求,在教學中積極創(chuàng)造條件改進科學實驗教學,進行探究式科學實驗教學。

一、多設置認知沖突情景，引導學生發(fā)現并提出問題

在講人類基因遺傳這一節(jié)引入中，我講一小故事進行這樣教學設計：我們學校一位男教師是色盲患者，其愛人視力正常，有一次，他愛人讓他到菜地里去摘一些西紅柿，這位教師到菜地里后，把西紅柿紅色的與綠色的全部摘掉，拿回到家中，受到妻的批評，這種現象在生活中比較多。教師可進一步設計，這位男教師對于紅綠色盲分不清，但是兒子、女兒的眼睛視力均正常。中國有句熟話：有其父必有其子，種瓜得瓜，種豆得豆，而色盲形狀的遺傳并沒有在子女身上出現，那么、學生想到的事和原有認知發(fā)生矛盾，學生在分析這一矛盾時，提出人類某些性狀的遺傳是否與父代無關？

我們來看學生發(fā)現問題的過程，第一、學生也聽說見過學校吳老師在摘西紅柿時，對于紅綠色分不清；第二，吳老師的兒子和姑娘的視力都正常，色盲性狀的遺傳沒有在他們身上發(fā)生，這些事實好像不符合遺傳規(guī)律。只有事實和原有認知發(fā)生矛盾后才會產生問題。探究問題的提出應有兩個環(huán)節(jié)：發(fā)現現象和對現象質疑。教學中要發(fā)揮學生提出問題的能力，應從兩個方面入手：一是養(yǎng)成仔細觀察的習慣，善于捕捉新現象；二是不斷地把新現象和自己的認知聯(lián)系起來，增強質疑的意識。

學生的學習是在原有認識基礎上，通過他們不斷與新信息進行交流和思維撞擊，在彼此的相互作用中，逐漸生長出新知識，在學生的頭腦中，建構新的認知模式，在這一過程中，學生原有認識在探究過程中經過沖突和挑戰(zhàn)，在生物知識的構建中起關鍵作用。設置認知沖突情景，讓學生在前后矛盾中產生強烈沖突由“無疑”到“生疑”。

二、用建構主義思想優(yōu)化實驗教學過程

傳統(tǒng)的科學實驗,其目的是讓學生學會相關的知識和訓練實驗技能,至于科學學科中的科學方法,沒能引起師生的足夠重視。實驗多為教師演示,學生只關注實驗結果,即便是在學生分組實驗課上,教師也是要求學生嚴格按照課本上的實驗過程或方法步驟去操作,造成了學生只會“照方抓藥”,在實驗中往往過分注重“按部就班”、過分依賴書本、機械而被動地操作。這種教法,會使學生成為機械的操作者、知識的“容器”,既不明白實驗原理、目的,也不知道怎樣去觀察。學生對實驗得出的結論無從分析、歸納、推斷,更不知如何去設計實驗,即便實驗結果與書本有異,也要牽強附會地填寫實驗報告。實驗內容缺乏思維性、探索性、創(chuàng)造性,學生對實驗理論背景或實驗設計方案不加思索。這種只重結果而忽視過程、只重接受而忽視思維能力培養(yǎng)的教學活動,不利于學生科學素質的提高。

因此,教師必須認真設計好教學過程,重視教學方法的研究,用建構主義思想優(yōu)化教學過程,重視教學方法的研究,用建構主義的思想優(yōu)化師生教學活動結構。教學方法要因人而宜,教學有法、教要得法、教無定法、法無定式。教學方法的選擇及教學手段和教育技術的應用都要服從和服務于教學目的,要有利于發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用,促進教學相長。

三、在實驗教學中以學生為主體

培養(yǎng)學生自主學習,合作學習

學生不是“無心”、“無情”的學習機器,而是富有個性的學習主體。教學中,要使學生由被動的、靜態(tài)的學習轉變?yōu)橹鲃拥?、動態(tài)的學習,把學習的主動權交給學生,激發(fā)學生的主體意識,使學生由“學會”轉變?yōu)椤皶W”,挖掘學生的學習潛能。著力營造積極、主動探索知識的氛圍,鼓勵并引導學生獨立思考、自主學習、合作學習,探究性學習。

心理學研究表明:只從聽覺獲得的信息能記住約為15％,只從視覺獲得的信息能記住約為25％,而通過學生動手、動腦參與實驗能記住85％以上。所以在實驗教學中,教師不應將實驗講得過細、過透,要留給學生一定的思維空間,讓學生帶著問題去實驗。整個實驗過程中,使學生始終處于開動腦筋、獨立思考的積極狀態(tài),這樣,方可培養(yǎng)和鍛煉學生發(fā)現問題、探索真理的創(chuàng)新意識和能力。并可將現行課本中的部分演示實驗改為學生實驗。例如:演示實驗“水分和無機鹽的運輸”可改為學生自做實驗,要求學生認真觀察、做好記錄。從研究步驟的確定、實驗過程的記錄、結果的分析到結論的得出,整個過程均由學生自主完成。學生實際操作時,有的用紅墨水、有的用藍墨水、還有的用彩色水筆的各種顏色的墨水,但都能在木質部中觀察到應該出現的結果,這樣,教師不用多費口舌,學生便可得出水分和無機鹽由導管向上運輸的結論。通過實驗,不僅使學生的手腦得到鍛煉,而且還使學生在參與中更好地領會和體驗科學,培養(yǎng)學生的實驗能力、嚴謹的科學態(tài)度和互相合作的精神。

四、創(chuàng)設問題情境,培養(yǎng)學生探究精神

古人曾說:“讀書無疑,須教有疑,有疑者無疑,至此方是長進?！睂W生因疑而學,則會促進其去探索。例如在學習“骨的成分”這一內容時,可先行實驗后講解課本內容。教師先讓學生觀察:一根長骨不易折斷也不易敲碎,一根肋骨可以彎曲。這時設疑:骨由哪些成分構成?再讓學生親自動手實驗來探究此問題,實驗中要求學生認真觀察,做好實驗記錄,最后總結:骨是由硬脆的無機物和柔韌的有機物組成的,骨的成分決定了骨的物理特性。讓學生自行設計實驗、實際操作,并作認真記錄,最后根據實驗結果進行分析。最終使學生形成:提出課題——設計——探究——結果——分析、評價的探究式學習方法。這樣不僅加強了學生的實驗操作技能,同時也能促進學生領會實驗設計的思路,培養(yǎng)學生的思維能力和實驗能力。也可將一些驗證性實驗改為探索式學習方法。也可將一些驗證性實驗改為探索性實驗,讓學生在實驗中勤思考,多問幾個為什么?通過自己的辛勤勞動獲取知識。例如“探究種子的成分”實驗,教師先不告訴學生結果,讓學生在預計的基礎上利用實驗進行探究。學生通過主動獲取知識,既知道了種子的成分,又很好地解決了“有機物和無機物”這一教學難點。學生通過對實驗方案的設計、驗證和修改,自學能力、觀察能力、思維能力等均得到了提高,同時還學會了用科學的態(tài)度對待科學。為了進一步提高學生的探究能力,還可以讓學生運用實驗結論來解釋一些日常生活中的現象,例如:根為什么向地生長?生拌的黃瓜放鹽后為什么會出現很多汁水?學生在解決問題的過程中,不僅驗證了所學知識,而且加深了對知識的理解和記憶,提高了探索知識的能力。

五、讓學生所得結論與科學結論進行比較反思

在學習嫁接技術教學中，學生探究了黃瓜苗在南瓜根上嫁接實驗，要使這個實驗成功，必須使這兩種苗的形成層充分接觸，在操作過程中，對兩種苗莖進行斜切，不要切斷，然后用小夾把兩切口夾在一起，幾天以后，你觀察，如果兩種苗都長勢良好，那就去掉黃瓜苗的根和南瓜苗的葉；再過幾天后觀察，黃瓜苗葉是否活了，活了說明實驗成功。那么，如何來進行判斷黃瓜苗是否成活？一搬而言，可用手觸摸一下黃瓜苗葉就知道了，如果黃瓜苗葉一觸就掉下來，說明嫁接失??；反之，黃瓜苗已成活了。讓學生較完整構建嫁接這方面科學知識，并鼓勵學生利用星期天時間，上網查找有關植物嫁接方面的資料來加深對這部分知識的了解。通過讓學生所得結論與科學結論進行比較和反思，將學生個體或小團體的認識發(fā)展為一般的認識，從而達到在探究過程中發(fā)展科學思維和建構知識的統(tǒng)一。

科學知識教學都是科學探究過程與結果的統(tǒng)一，都是一個發(fā)現和提出問題直至問題解決的過程，在以前的教學中都忽略了作為過程的科學探究方面。常常將科學結論直接告訴學生，讓學生理解和應用。學生是被動的接受知識，對知識理解不透，使科學探究過程與結果分離開來。在探究過程中幫助學生建構知識的教學，要求教師創(chuàng)造一種探究學習的課堂氛圍，在充分了解學生的原有認識和思維方式的基礎上，從學生發(fā)展的角度引導學生提出而又能解決的問題，給學生提供研究所需儀器、數據或資料、場地，引導學生用科學的研究方法和思維方式來探究問題的答案。嘗試自己解決或通過合作學習解決這些問題。并把學生的發(fā)展與科學結論進行比較，讓學生主動尋求和建立知識間的聯(lián)系，自主建構對科學世界認識。