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科学课程要以科学探究为核心。科学探究成了衡量科学课质量好坏、效率高低的一杆标尺。课改以来的课堂,特别是公开课、观摩课、评优课,呈现的几乎以实验课型占主导,鲜见非实验课的类型。原因是不少教师自觉不自觉地把探究窄化为动手实验,即探究等于实验。由此便衍生出两个问题:第一,非实验课是不是就不可以进行探究?第二,非实验课该怎样进行探究?笔者将就这两方面谈谈自己的看法。
探究是一种多层面的活动,包括以下方面:进行观察,提出问题;通过浏览书籍和其他信息资源来了解什么是已经知道的知识;制定调查研究计划;根据实验方面的证据,评价已经知道的知识;用多种手段来搜集、分析和解释数据;提出解答、阐述和预测;交流结果。探究是从问题开始的,有了问题,探究就开始了。探究之前需要了解对所探究的问题有多少了解,即前概念认识;探究需要从多种不同的途径搜集证据、资料、信息(动手实验只是其中比较常见的一种而已),还要对所搜集的证据运用逻辑思维进行整理、分析;最后探究还要对整理、分析后的证据作出自己的解释,并互相进行交流,以此得出初步的结论,而这个结论有可能会被怀疑,从而提出新的问题。
因此,探究并不只是动手实验,它还牵涉到如何寻找证据来证实知识是怎么来的,如何学会思考,遇到问题该怎么去解决,还有对现有证据或结论所持有的质疑精神等等。探究不只发生在手上,更是发生在脑中。从这一层面来看,非实验课也具有探究的空间和深度。
非实验课如何进行探究呢?非实验课大体分为三大类:一是资料型,即在课外搜集资料信息就能知晓答案的课程,如动植物的繁殖、宇宙系列等,这一类型的课,对于知识面广的学生来说,不用教就能知道;二是暗箱型,即肉眼不能看到里面是什么样的课程,如人体的构造等;三是科学史型,即介绍人类如何获得科学知识的课程,如地球的形状等。大量课堂实践证明,这三类课型的课很容易变成资料的讲解和知识的传授,那怎样才能让其也具有浓浓的探究味道呢?
一、?资料型:搜集资料,学会分析交流的方法
教学《动物怎样繁殖后代》一课,教师为学生准备了大量的动物繁殖方式的图片和视频录像给学生观看,学生兴趣盎然,学到了什么是卵生,什么是胎生,以及一些特殊的繁殖方式,还有动物哺育后代的方法,至此似乎教学目标、任务都完成了。
细细反思,发现这样的课充其量就是知识讲解课,类似于科教片宣传,就是教师不教,学生多看一些课外书也能达到这样的水平,学生始终处于被动的接受地位,丝毫没有主动探究的迹象。因此,笔者以为课前应该布置学生搜集有关动物繁殖的资料,文字也行,图片亦可,视频更好,将这些搜集来的素材先在小组内进行讨论,统一出小组意见,然后再到大组进行交流,教师只是扮演一个穿针引线的角色,把更多的时间让给学生,教师和学生在这其中一起质疑问难:繁殖需要什么条件?怎样判断动物的雌雄? 是不是所有的动物都需要两性结合?一起提升概念:什么是胎生、什么是卵生、什么是卵胎生等等。此时的学习,是学生发自内心的学习,是主动性的学习,是创造性的学习。学生收获的不仅是知识,更重要的是他们经历了这样一个搜集、分析、交流、展示的过程,这和科学家的研究很相似,探究的味道毋庸置疑。
二、?暗箱型:学会思考,掌握解决问题的思路
《大脑》一课的主要教学目标是要让学生掌握大脑的结构、功能及保护大脑的措施。一位老师采用的教学的程序是:先游戏导入,引出大脑;接着问学生想研究大脑的哪些方面,因为问题比较开放,学生提的问题不能被老师采纳;最后还是研究教师准备好的问题,即大小、形状、颜色、轻重、软硬、功能(作用)等方面。接下来,教师为学生呈现事先准备的一系列研究大脑的材料,有实物,如核桃仁、豆腐、大脑模型,甚至有猪脑,有左右脑表面沟回很清晰的图片,还有介绍大脑功能与保护的视频。学生在惊奇、惊讶与惊怕中学到了大脑的结构、功能以及如何保护大脑的知识。
教师准备得相当充分,缺的恰恰是最重要的东西——思维。整个过程,学生没有思考的时间和空间,都是教师牵着学生的鼻子走,学生学到的也仅是知识层面的东西。对于研究学习像大脑这样不能随便打开或者很难打开的事物时,教师要教给学生的更多的是如何去思考,如何去掌握解决类似问题的方法。可以引导学生像科学家那样去思考问题:大脑在我们头颅里,看不见也摸不着,那我们怎么研究呢?我们可以研究大脑的哪些方面?(大小、轻重、形状、颜色、作用等)接着小组讨论猜测这些方面可能是怎样的,并说出依据。比如大小——用手比划大概多大,你怎么想的,为什么会认为这么大。师用手很夸张地比划,为什么不会这么大,又为什么不会像手指甲这么大。(尽量让学生说出猜测的依据)接着介绍大脑的真正大小,让学生用双拳表示,放在头上试试。比如轻重——试着猜测这么大的大脑有多重,说出依据,如500克,大概相当于多重,觉得合适吗?1?000克,又相当于多重,合适吗?在学生充分说出自己理由的基础上,介绍大脑的重量,大约为1?100克多一点。接着,让学生试着掂量1?100克重量的物体,感受大脑的重量。
长期进行类似的思维训练,学生再遇到这类问题,就不会再依赖老师告诉答案了,而会主动思考,寻求问题解决的思路和办法,这不就是探究的精髓所在吗?
三、?科学史型:大胆怀疑,养成勇于质疑的精神
《地球的形状》一课旨在引导学生了解人类认识地球形状的方法,能够对与地球形状有关的自然现象进行分析并进行合理的猜测,搜集证据解释自己的观点。最初古人凭想象认为大地被四头大象驮着,站在一只巨大的海龟身上,凭直觉认为天像一个锅,是半圆的,地像一个方形的棋盘,是平的……随着人们对自然现象观察的深入,看到日月星辰东升西落,交替循环,发现地球是一个球体(对原先结论的质疑)。为了证实地球是球体,于是出现了月食现象说、海岸看船桅说等。但如果地球是个平面圆形也能出现月食现象,如果地球是个半球体也能出现先看到船桅再看到船身的现象(质疑)。直到麦哲伦环球航行才真正认识到地球的形状,但地球就是一个正球体吗(质疑)?借助航天飞机和精湛的测量技术我们才终于认识到地球是一个赤道略鼓,两极略扁的椭球体。
人类认识地球的形状都是在对前人认识进行不断质疑与寻找证据的过程中前进的。很多教师图省事或者根本没意识其重要性,只是简单地把人类认识地球形状的过程当作故事讲给学生听,即使再生动的讲解、逼真的画面也只是历史故事而已,而不是科学史。
科学发展是一个接力过程,任何创新都不是从天而降的,都必须继承前人的科学成果,“站在巨人的肩膀上”去达到一个新的高度。后人超越前人,并不是后人否定前人或打倒前人,而只是对前人某些结论的真伪和对某些新结论的证实。生活在17世纪的牛顿,是在继承了哥白尼、伽利略、开普勒等前辈人物的某些学术思想并吸收了同辈科学家的有益成果后才创立经典力学的。爱因斯坦建立相对论,同样吸收了牛顿、法拉第、麦克斯韦等前辈科学家的经典理论,并得益于同时代科学家的支持与帮助。因此整个科学史我们可以把它看作是对已有结论不断质疑、不断求证的过程。而这正是对学生进行质疑精神培养最好的素材之一。
我们应该帮助学生经历体验这样曲折而艰辛的探究过程,在不断的质疑过程中去寻找证据支撑自己的理论,这对培养学生的实证意识无疑是大有裨益的。在这种经历体验过程中,学生能认识到科学是不断发展的,需要我们不断地提出假设,寻找证据验证,同时也是在不断地进行质疑、反驳,直到得出科学的结论。虽然学生不能真正地经历人类那么漫长的探究过程,但他们可以将这种模拟的体验与经历迁移到身边的探究中来,真正意识到质疑精神的重要意义与价值。
非实验课鲜有动手的机会,但这恰恰给动脑留足了空间。它洗却了实验课动手操作时的浮躁与轻华,却留下了静默深思时的理性与深邃,而这正是探究的灵魂所在。因此,在非实验课上,只要教师能充分发挥学生的主观能动性,引导学生主动寻找证据,学会思考,勇于质疑,一样可以让探究的味道更加浓烈!
(作者单位:南京市江宁实验小学)
探究是一种多层面的活动,包括以下方面:进行观察,提出问题;通过浏览书籍和其他信息资源来了解什么是已经知道的知识;制定调查研究计划;根据实验方面的证据,评价已经知道的知识;用多种手段来搜集、分析和解释数据;提出解答、阐述和预测;交流结果。探究是从问题开始的,有了问题,探究就开始了。探究之前需要了解对所探究的问题有多少了解,即前概念认识;探究需要从多种不同的途径搜集证据、资料、信息(动手实验只是其中比较常见的一种而已),还要对所搜集的证据运用逻辑思维进行整理、分析;最后探究还要对整理、分析后的证据作出自己的解释,并互相进行交流,以此得出初步的结论,而这个结论有可能会被怀疑,从而提出新的问题。
因此,探究并不只是动手实验,它还牵涉到如何寻找证据来证实知识是怎么来的,如何学会思考,遇到问题该怎么去解决,还有对现有证据或结论所持有的质疑精神等等。探究不只发生在手上,更是发生在脑中。从这一层面来看,非实验课也具有探究的空间和深度。
非实验课如何进行探究呢?非实验课大体分为三大类:一是资料型,即在课外搜集资料信息就能知晓答案的课程,如动植物的繁殖、宇宙系列等,这一类型的课,对于知识面广的学生来说,不用教就能知道;二是暗箱型,即肉眼不能看到里面是什么样的课程,如人体的构造等;三是科学史型,即介绍人类如何获得科学知识的课程,如地球的形状等。大量课堂实践证明,这三类课型的课很容易变成资料的讲解和知识的传授,那怎样才能让其也具有浓浓的探究味道呢?
一、?资料型:搜集资料,学会分析交流的方法
教学《动物怎样繁殖后代》一课,教师为学生准备了大量的动物繁殖方式的图片和视频录像给学生观看,学生兴趣盎然,学到了什么是卵生,什么是胎生,以及一些特殊的繁殖方式,还有动物哺育后代的方法,至此似乎教学目标、任务都完成了。
细细反思,发现这样的课充其量就是知识讲解课,类似于科教片宣传,就是教师不教,学生多看一些课外书也能达到这样的水平,学生始终处于被动的接受地位,丝毫没有主动探究的迹象。因此,笔者以为课前应该布置学生搜集有关动物繁殖的资料,文字也行,图片亦可,视频更好,将这些搜集来的素材先在小组内进行讨论,统一出小组意见,然后再到大组进行交流,教师只是扮演一个穿针引线的角色,把更多的时间让给学生,教师和学生在这其中一起质疑问难:繁殖需要什么条件?怎样判断动物的雌雄? 是不是所有的动物都需要两性结合?一起提升概念:什么是胎生、什么是卵生、什么是卵胎生等等。此时的学习,是学生发自内心的学习,是主动性的学习,是创造性的学习。学生收获的不仅是知识,更重要的是他们经历了这样一个搜集、分析、交流、展示的过程,这和科学家的研究很相似,探究的味道毋庸置疑。
二、?暗箱型:学会思考,掌握解决问题的思路
《大脑》一课的主要教学目标是要让学生掌握大脑的结构、功能及保护大脑的措施。一位老师采用的教学的程序是:先游戏导入,引出大脑;接着问学生想研究大脑的哪些方面,因为问题比较开放,学生提的问题不能被老师采纳;最后还是研究教师准备好的问题,即大小、形状、颜色、轻重、软硬、功能(作用)等方面。接下来,教师为学生呈现事先准备的一系列研究大脑的材料,有实物,如核桃仁、豆腐、大脑模型,甚至有猪脑,有左右脑表面沟回很清晰的图片,还有介绍大脑功能与保护的视频。学生在惊奇、惊讶与惊怕中学到了大脑的结构、功能以及如何保护大脑的知识。
教师准备得相当充分,缺的恰恰是最重要的东西——思维。整个过程,学生没有思考的时间和空间,都是教师牵着学生的鼻子走,学生学到的也仅是知识层面的东西。对于研究学习像大脑这样不能随便打开或者很难打开的事物时,教师要教给学生的更多的是如何去思考,如何去掌握解决类似问题的方法。可以引导学生像科学家那样去思考问题:大脑在我们头颅里,看不见也摸不着,那我们怎么研究呢?我们可以研究大脑的哪些方面?(大小、轻重、形状、颜色、作用等)接着小组讨论猜测这些方面可能是怎样的,并说出依据。比如大小——用手比划大概多大,你怎么想的,为什么会认为这么大。师用手很夸张地比划,为什么不会这么大,又为什么不会像手指甲这么大。(尽量让学生说出猜测的依据)接着介绍大脑的真正大小,让学生用双拳表示,放在头上试试。比如轻重——试着猜测这么大的大脑有多重,说出依据,如500克,大概相当于多重,觉得合适吗?1?000克,又相当于多重,合适吗?在学生充分说出自己理由的基础上,介绍大脑的重量,大约为1?100克多一点。接着,让学生试着掂量1?100克重量的物体,感受大脑的重量。
长期进行类似的思维训练,学生再遇到这类问题,就不会再依赖老师告诉答案了,而会主动思考,寻求问题解决的思路和办法,这不就是探究的精髓所在吗?
三、?科学史型:大胆怀疑,养成勇于质疑的精神
《地球的形状》一课旨在引导学生了解人类认识地球形状的方法,能够对与地球形状有关的自然现象进行分析并进行合理的猜测,搜集证据解释自己的观点。最初古人凭想象认为大地被四头大象驮着,站在一只巨大的海龟身上,凭直觉认为天像一个锅,是半圆的,地像一个方形的棋盘,是平的……随着人们对自然现象观察的深入,看到日月星辰东升西落,交替循环,发现地球是一个球体(对原先结论的质疑)。为了证实地球是球体,于是出现了月食现象说、海岸看船桅说等。但如果地球是个平面圆形也能出现月食现象,如果地球是个半球体也能出现先看到船桅再看到船身的现象(质疑)。直到麦哲伦环球航行才真正认识到地球的形状,但地球就是一个正球体吗(质疑)?借助航天飞机和精湛的测量技术我们才终于认识到地球是一个赤道略鼓,两极略扁的椭球体。
人类认识地球的形状都是在对前人认识进行不断质疑与寻找证据的过程中前进的。很多教师图省事或者根本没意识其重要性,只是简单地把人类认识地球形状的过程当作故事讲给学生听,即使再生动的讲解、逼真的画面也只是历史故事而已,而不是科学史。
科学发展是一个接力过程,任何创新都不是从天而降的,都必须继承前人的科学成果,“站在巨人的肩膀上”去达到一个新的高度。后人超越前人,并不是后人否定前人或打倒前人,而只是对前人某些结论的真伪和对某些新结论的证实。生活在17世纪的牛顿,是在继承了哥白尼、伽利略、开普勒等前辈人物的某些学术思想并吸收了同辈科学家的有益成果后才创立经典力学的。爱因斯坦建立相对论,同样吸收了牛顿、法拉第、麦克斯韦等前辈科学家的经典理论,并得益于同时代科学家的支持与帮助。因此整个科学史我们可以把它看作是对已有结论不断质疑、不断求证的过程。而这正是对学生进行质疑精神培养最好的素材之一。
我们应该帮助学生经历体验这样曲折而艰辛的探究过程,在不断的质疑过程中去寻找证据支撑自己的理论,这对培养学生的实证意识无疑是大有裨益的。在这种经历体验过程中,学生能认识到科学是不断发展的,需要我们不断地提出假设,寻找证据验证,同时也是在不断地进行质疑、反驳,直到得出科学的结论。虽然学生不能真正地经历人类那么漫长的探究过程,但他们可以将这种模拟的体验与经历迁移到身边的探究中来,真正意识到质疑精神的重要意义与价值。
非实验课鲜有动手的机会,但这恰恰给动脑留足了空间。它洗却了实验课动手操作时的浮躁与轻华,却留下了静默深思时的理性与深邃,而这正是探究的灵魂所在。因此,在非实验课上,只要教师能充分发挥学生的主观能动性,引导学生主动寻找证据,学会思考,勇于质疑,一样可以让探究的味道更加浓烈!
(作者单位:南京市江宁实验小学)