1、什么是科学探究
探究性学习是从学科领域或实现社会生活中选择和确定研究主题,在教学中创设一种类似于学术(或科学)研究的情境,学生通过自主、独立地发现问题,观察、实验、操作、调查,搜集与处理、表达与交流等探究活动,获得知识、技能、情感与态度的发展。
以探究性学习为基本特征的自然科学探究课,是以提高学生科学素养为宗旨,以探究科学问题的过程为中心,以主动参与、亲历过程、协同合作、发展个性(自主、合作、探究)为主要特征的综合性、实践性、开放性的科学课程。探究性学习的目的是改变学生的学习方式,由被动学习变为主动学习。
2、影响学生探究性学习的因素
探究性学习是让学生在主动参与过程中进行学习,让学生在探究问题的活动中获取知识,了解科学家的工作方法和思维方法,学会科学研究所需要的各种技能,领悟科学观念,培养科学精神。通过研究,我们发现:
(1)考虑学生的接受能力是实施探究性学习的前提
教育心理学研究发现,小学生年龄小,注意力不容易持久且无意注意显著。他们由于知识经验的缺乏,在探究事物时需要依靠具体形象的支持,正处于具体形象思维向抽象思维过度的阶段,他们自发的探究与教师指导下的探究毕竟存在着一定的差距。另外,小学生探究能力的形成与发展是一个渐进的过程,他们不可能一开始就有独立从事探究性学习的能力。因此,要成功实施探究性学习,考虑学生接受能力是前提。
要考虑学生的接受能力,就必须针对低年级、中年级、高年级三个年龄层次的学生的心理、生理、认知等方面的特点,结合探究性学习的内涵,有目的、有侧重的实施探究性学习。
①低年级:寓探究于游戏之中。在低年级探究性学习中,我们应遵循学生活泼好动,爱好游戏的认知发展特点,寓探究于游戏中,在愉快游戏中调动学生建构知识的动机,让学生自始至终都信感兴趣。教学中要多指导学生动手做,在做中体验探究方法。在教学人教版《玩石头》一课时,实验教师把动手探究活动设计成层层递进的游戏活动,使学生在高度的兴奋中完成一个个游戏,并在不自觉中达成了教学目标,其游戏设计为:(1)观察自己带来的石头(如形状、大小、颜色等),实验教师将石头全部堆在一块,让学生自己找石头。(2)把每个人的石头放在一个布袋中,让学生用手摸出自己带来的石头。(3)把石头再次堆到一块,让学生描述石头的特征,其他人根据特征找石头。(4)敲打石头,研究石头内部的情况。(5)汇报交流时,可以以自己喜欢的方式自由表达,如画石头。
②中年级:寓探究中半扶半放之中。中年级学生与低年级学生相比,有了一定的知识积累和探究能力,此时应减少教师的“指导”,尽可能地让学生进行自行探索,教师要半扶半放,指导学生开展探究性学习。在教学《食物的营养》一课时,实验教师采取了“一扶一放一收”的教学思路。教师首先分别创设了3个教学情境,指导学生像科学家那样经历科学发现的过程,分别探究了脂肪、淀粉、蛋白质的检验方法,为下一步探究活动奠定了坚实的基础;而后让学生自行检验自己带来的各种食物的主要营养成份,为学生提供了一个自主探究的自由空间;最后教师讲解各种营养成份的作用,对学生进行了营养卫生教育,并鼓励学生研制营养丰富的保健品。
③高年级:寓探究于自主学习之中。对于高年级学生,要注重探究计划的自主制定,问题的自主选择、方法的自主探索、成果的自行汇报等。教师的指导降到了最低限度,只要学生能操作的,教师不演示;只要学生能表述的,教师不讲解;只要学生能思考的,教师不诱导;只要学生能研究的,教师不代替。教师的主要任务在于为学生创设一个“放手搞科学”的空间。
(2)创生教学资源是实施探究性学习的准备
新一轮基础教育课程改革用课程标准取代了教学大纲,还教学活动本来面貌,科学客观地面对教学过程中那些不确定因素。新课改教材为教师留有较大的发挥和创造空间,教师有较大的自主性,可以创造性地开展教学工作,特别是要把创生教学资源作为实施探究性学习的准备工作。
我们认为,创生教学资源的时机一般在教学过程前、教学过程中、教学结束后三个阶段进行。
①教学过程前,创造性运用教材资源。创生教学资源要从创新使用教材做起。每节课上课前,我们必然要备教材。就探究性学习的实施而言,教材中有些探究成份是隐性的,有些探究成份探究的价值小。这时,我们应深层次挖掘教材中的探究点,把探究成份隐性的备成显性的,把探究价值小的搞成价值大的,这是对教材内容的一种优化组合。在教学人教版《温度计》一课时,教材的编排顺序是:观察温度计构造→知道温度计制作原理→认读温度刻度→认识各种各样的温度计,如果按教材编排顺序数,教学过程呆板,各环节松散且探究价值小。仔细推敲教材,就会发现液体热胀冷缩实验装置与温度计构造的本质相同之处,这正是一个隐性探究点,值得老师将其显性化并大做文章。于是实验教师在备课中设计了这样的教学思路,第一步,研究液体热胀冷缩装置是怎样演变成温度计的构造的;第二步,学生自制温度计,自主确定刻度划分标准,从而深刻了解摄氏温度计的刻度划分及认读方法,并为自己设计的温度计确定用途,由不同用途学生可以想到各种多样的温度计。靠创设自制温度计这份教学资源,将教材所有内容穿了起来,并且超越了教材,学生的探究热情高涨。
②教学过程中,把学生的问题作为教学资源。随着探究性学习的实施,学生的问题意识逐渐增强,尤其是在课堂教学中,学生的问题和奇思妙想往往为我们带来很多意想不到的教学资源。为此,教师应因势利导,把教学中学生提出的问题作为一种教学资源。在教学《眼睛的科学》一课时,在教学即将结束时,实验教师启发学生互相提问解答关于眼睛的问题,创生出许多有趣的教学资源,切实提高了学生的科学素养。其教学片断如下:
师:这节课大家积极动脑,踊跃发言,研究了许多问题,下面我们能不能自己提问,自己解答。
生问:猫的眼睛为什么“一日三变”?
生答:为了能捉住老鼠,晚上瞳孔变大,眼睛看得清。
生问:眼睛不小心进了沙子,为什么会流泪?
生答:眼睛能分泌泪水,洗刷眼睛,起保护作用。
生问:我想知道近视眼有没有其它类型?
生答:近视眼分真性近视和假性近视两种。
师:同学们真了不起,通过自己的学习,还能解决同学们提出的许多问题,这说明你们爱科学,会学习,希望在今后学习生活中继续发扬。
③教学结束后,把学生的问题作为后续研究资源。小学生的探究性学习活动,往往不是一节课所完成的,要重视学生在课后有意义的后续活动,注重拓展学生的信息渠道,广泛利用存在于教材之外的各种资源。在教学《水的浮力》的结束阶段,实验教师创设了以下情境:
师(出示装有小瓶子的矿泉水瓶):最后咱们来玩个小魔术,小瓶子浮在矿泉水瓶上方,若对它说声“沉下去”它就会听话吗?
(学生命令后均不奏效,学生好奇心及求知欲极强。)
师(演示):浮上来。
(小瓶子果然浮上来。)
师(演示):沉下去。
(小瓶子果然沉下去)。
师:同学们有什么问题吗?
生(甲):小瓶子的沉浮与什么有关系?
生(乙):小瓶子为什么听老师的话?
生(丙):把瓶盖拿下来,小瓶子还会沉浮吗?
师:大家提出的问题都很好,同学们想不想知道其中的道理?
生(齐答):想。
师:好,让我们课下一起研究。
(学生怀着强烈的好奇心和探究欲望走出了教室,边走边小声说“小瓶子下去吧,小瓶子上来吧……”“哎,这是怎么一回事?”)
利用以上教学情境,学生带着新的疑惑走出课堂,并利用课下时间继续研究小魔术瓶(浮沉子)浮沉的奥秘,促进了学生科学素养的形成。