培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.(顏海英)doc

在教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力重慶市石柱縣南賓鎮(zhèn)雙慶小學(xué)校 顏海英【內(nèi)容摘要】：隨著教育改革的進(jìn)一步深化，應(yīng)試教育的弊端越來(lái)越顯現(xiàn)出來(lái)，長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)生高分低能的狀況未能得到改變，多數(shù)學(xué)校重應(yīng)試訓(xùn)練，輕素質(zhì)培養(yǎng)，重教師講授，輕學(xué)生活動(dòng)；重理論，輕實(shí)踐；重知識(shí)記憶，輕創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)；素質(zhì)教育在很大程度上流于形式，現(xiàn)在實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)，大力開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)，必將對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)教育帶來(lái)勃勃生機(jī)，為了保證探究式學(xué)習(xí)的良好效果，教師應(yīng)給學(xué)生介紹科學(xué)研究和創(chuàng)新思維方法，如控制度量法、類(lèi)比法、模型法、等效替代法、放大法、間接推斷法等，將與實(shí)際生活、生產(chǎn)相關(guān)的一些知識(shí)及實(shí)例介紹給學(xué)生，重視學(xué)生廣泛查閱資料和課外閱讀活動(dòng)，創(chuàng)造條件讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，重視學(xué)生的集體討論，重視學(xué)生調(diào)研報(bào)告的書(shū)寫(xiě)評(píng)價(jià)，只有這樣才能真正有利于訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和開(kāi)放性思維能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)求知精神和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生實(shí)踐能力，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】：科學(xué)探究實(shí)踐創(chuàng)新探究未知的過(guò)程就是追尋美麗夢(mèng)想的過(guò)程，科學(xué)家和我們一樣，每天都會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，當(dāng)科學(xué)家遇到問(wèn)題時(shí)，他們會(huì)試圖通過(guò)盡可能多的途徑去尋找問(wèn)題的答案和解決問(wèn)題的方法。科學(xué)家總是有一種孩童的目光和好奇的心情，一種直覺(jué)，超人的毅志，不斷地探索未知的世界。學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中，通過(guò)經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。 一、觀察、思考并提出問(wèn)題科學(xué)家對(duì)周?chē)默F(xiàn)象和事物都十分留意，一切大的或小的，常見(jiàn)或不常見(jiàn)，他們平時(shí)像偵探一樣，為了揭示大自然的神秘，仔細(xì)觀察思考周?chē)氖挛?，他們不僅是觀察，更重要的是以懷疑的眼光審視所觀察的事物。因此平時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生從日常生活、學(xué)習(xí)中、自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)問(wèn)題，如：剪一薄紙條（長(zhǎng)約30cm，寬約為5cm），放在嘴邊，將紙條一端放在下嘴唇的下方，用嘴沿水平方向吹氣，注意觀察，發(fā)現(xiàn)原來(lái)自然下垂的紙條竟然飄然而上，達(dá)到接近水平位置并隨氣流抖動(dòng)。平放在桌面上的兩疊書(shū)之間相距78cm，書(shū)上放一張薄紙，如果你朝兩疊書(shū)之間用力吹氣，隨著氣流從紙面下方急速流過(guò)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)薄紙不僅不會(huì)隨氣流飄起，反而會(huì)常常凹陷下來(lái)，上述反常的現(xiàn)象表明，流體流速大小對(duì)流體壓強(qiáng)有怎樣的影響？要把發(fā)現(xiàn)問(wèn)題演變?yōu)橐粋€(gè)科學(xué)問(wèn)題需要對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步思維加工，信息整合，形成一個(gè)與物理學(xué)有關(guān)科學(xué)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題是科學(xué)探究前提，問(wèn)題是各個(gè)探究環(huán)節(jié)的核心。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和探究問(wèn)題是極具有創(chuàng)造性過(guò)程，這一過(guò)程需要通過(guò)學(xué)生自己體驗(yàn)，體驗(yàn)成功者的喜悅。 二、猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)就是嘗試將已有的科學(xué)知識(shí)與問(wèn)題相聯(lián)系，從而對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)和假設(shè)。對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)和假設(shè)，如：“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”問(wèn)題時(shí)，同學(xué)們會(huì)猜想可能與物體質(zhì)量、物體重力、物體對(duì)斜面壓力，接觸面粗糙程度，接觸面面積大小有關(guān)，和猜想一樣，推測(cè)和假設(shè)的結(jié)論是探究者自己的經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)以及所探究問(wèn)題的科學(xué)事實(shí)。推測(cè)和假設(shè)的結(jié)論必須是可檢驗(yàn)的，檢驗(yàn)結(jié)果有兩種可能：一是支持假設(shè)，即證實(shí)；二是否定假設(shè)，即證偽。一個(gè)無(wú)法檢驗(yàn)的陳述是沒(méi)有探究?jī)r(jià)值的，因而也就不是一個(gè)科學(xué)假設(shè)。猜想與假設(shè)在科學(xué)探究中的重要作用首先在于它是科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)，如果猜想與假設(shè)一旦能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持，它就可能發(fā)展為科學(xué)理論。因此猜想與假設(shè)能幫助探究者明確探究?jī)?nèi)容和方向，指導(dǎo)探究沿著預(yù)定目標(biāo)展開(kāi)，避免探究的盲目性，而且對(duì)解決問(wèn)題作了一定預(yù)見(jiàn)性思考，為收集信息，分析和處理信息提供了一個(gè)框架。為制定探究計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案奠定了必要基礎(chǔ)。 要使學(xué)生獲得對(duì)猜想與假設(shè)的正確認(rèn)識(shí)，應(yīng)該使學(xué)生經(jīng)歷猜想與假設(shè)的過(guò)程，并據(jù)此制定探究計(jì)劃或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完成探究活動(dòng)，使學(xué)生體會(huì)猜想與假設(shè)是科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)，體驗(yàn)猜想與假設(shè)在整個(gè)探究活動(dòng)中所起的引導(dǎo)性作用。 三、制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究不能盲目進(jìn)行，應(yīng)該選擇取得證據(jù)的途徑和方法，決定收集證據(jù)的范圍與要求，以及所需要的材料、儀器和技術(shù)等，并擬定相應(yīng)的計(jì)劃，在制定探究計(jì)劃或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前，必須明確探究的目的和已知條件，制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，就是從操作角度地探究猜想與假設(shè)具體化、程序化。如：設(shè)計(jì)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)思考推理得出電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與電壓、電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)系，得到這樣假設(shè)后，分析出實(shí)驗(yàn)需解決問(wèn)題（控制度量法）：如何知道電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少；如何改變電壓、電流、電阻、通電時(shí)間。這時(shí)可以發(fā)動(dòng)學(xué)生討論并解決問(wèn)題的方法，嘗試使用觀察、實(shí)驗(yàn)、資料查詢、調(diào)查訪問(wèn)等方法進(jìn)行科學(xué)探究，在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，應(yīng)提倡選用日常生活中常見(jiàn)的器具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。嘗試考慮影響問(wèn)題主要因素，有控制變量法的初步意識(shí)。如研究影響動(dòng)能大小因素時(shí)，可以分別控制速度一定及質(zhì)量一定，具體得出動(dòng)能與質(zhì)量及速度之間關(guān)系。因此探究計(jì)劃使探究步驟更加有序，探究過(guò)程更加科學(xué)如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)方案，則科學(xué)探究操作就失去了根據(jù)。 四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù) 科學(xué)家不只是提出問(wèn)題，還會(huì)努力找出問(wèn)題的答案，他們會(huì)借助查閱資料，觀察和實(shí)驗(yàn)等方法來(lái)收集有關(guān)信息及證據(jù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藱z驗(yàn)假設(shè)是否成立，檢驗(yàn)結(jié)果可能被證實(shí)，如果最初的假設(shè)遭到否定則須修訂或做出新的假設(shè)，然后繼續(xù)檢驗(yàn)，直至新的假設(shè)通過(guò)所有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為目。 能通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)。如丹麥奧斯特在一次做報(bào)告偶爾捕捉到通電導(dǎo)線周?chē)男〈裴槹l(fā)生了偏轉(zhuǎn)，最終成為世上第一個(gè)揭示電和磁有聯(lián)系的人。能通過(guò)公共信息資源收集資料。嘗試評(píng)估有關(guān)信息科學(xué)性。會(huì)閱讀簡(jiǎn)單儀器說(shuō)明書(shū)，能按書(shū)面說(shuō)明操作。會(huì)使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，能正確的記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。具有安全操作意識(shí)。科學(xué)事實(shí)是檢驗(yàn)科學(xué)結(jié)論的唯一標(biāo)準(zhǔn)，證據(jù)是進(jìn)行科學(xué)分析的根據(jù)，如不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不收集科學(xué)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)探究將無(wú)法地進(jìn)行下去，所探究問(wèn)題的結(jié)論也就不可能形成。 五、分析與論證科學(xué)家會(huì)對(duì)所收集到的有關(guān)信息及證據(jù)進(jìn)行分析，并和猜想與假設(shè)進(jìn)行比較，力圖得出符合證據(jù)的解釋?zhuān)⒆⒁馀c預(yù)想結(jié)果不一致現(xiàn)象，他們還會(huì)設(shè)法收集更多證據(jù)支持，能初步描寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)信息，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描述需客觀、真實(shí)準(zhǔn)確，能對(duì)收集信息進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。 例如晶體、非晶體熔化前后溫度的變化情況，液體沸騰前后溫度變化情況進(jìn)一步分析、歸納、概括，就有可能得出科學(xué)結(jié)論，能進(jìn)行簡(jiǎn)單因果推理，能通過(guò)物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律。例如：凸透鏡成像規(guī)律、串并聯(lián)電路電阻關(guān)系，影響壓力作用效果因素，杠桿的平衡條件等，要?dú)w納科學(xué)規(guī)律，要關(guān)注物理?xiàng)l件改變與物理現(xiàn)象變化之間的聯(lián)系，同時(shí)能對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不等于探究結(jié)論，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的客觀記錄，探究結(jié)論是在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過(guò)分析論證所得出具有普遍意義的規(guī)律。 六、評(píng)估 在評(píng)估過(guò)程中首先應(yīng)具有評(píng)估探究過(guò)程和探究結(jié)果的意識(shí)，能注意假設(shè)與探究結(jié)果間差異，能注重探究過(guò)程中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，嘗試改進(jìn)探究方案，同時(shí)也應(yīng)具有從評(píng)估中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的意識(shí)，通過(guò)評(píng)估能優(yōu)化探究方案，可能引出新的發(fā)現(xiàn)，有利使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，評(píng)估是對(duì)探究反思過(guò)程，評(píng)估有利于發(fā)展學(xué)生的批判性思維。 七、交流與合作通過(guò)交流與合作能寫(xiě)出簡(jiǎn)單的探究報(bào)告：包括探究問(wèn)題、探究過(guò)程和探究結(jié)論，有準(zhǔn)確表述自己觀點(diǎn)的意識(shí)，在交流與合作中既堅(jiān)持原則又尊重他人，能思考別人意見(jiàn)，改進(jìn)自己探究方案，合作精神應(yīng)貫穿在科學(xué)探究各個(gè)環(huán)節(jié)中，在科學(xué)探究過(guò)程中既有分工又有合作，講究團(tuán)隊(duì)精神，運(yùn)用集體智慧來(lái)完成探究過(guò)程?？傊?，隨著教育改革的進(jìn)一步深化，應(yīng)試教育的弊端越來(lái)越顯現(xiàn)出來(lái)，長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)生高分低能的狀況未能得到改變，多數(shù)學(xué)校重應(yīng)試訓(xùn)練，輕素質(zhì)培養(yǎng)，重教師講授，輕學(xué)生活動(dòng)；重理論，輕實(shí)踐；重知識(shí)記憶，輕創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)；素質(zhì)教育在很大程度上流于形式，現(xiàn)在實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)，大力開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)，必將對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)教育帶來(lái)勃勃生機(jī)，為了保證探究式學(xué)習(xí)的良好效果，教師應(yīng)給學(xué)生介紹科學(xué)研究和創(chuàng)新思維方法，如控制度量法、類(lèi)比法、模型法、等效替代法、放大法、間接推斷法等，將與實(shí)際生活、生產(chǎn)相關(guān)的一些知識(shí)及實(shí)例介紹給學(xué)生，重視學(xué)生廣泛查閱資料和課外閱讀活動(dòng)，創(chuàng)造條件讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，重視學(xué)生的集體討論，重視學(xué)生調(diào)研報(bào)告