摘要:筆者通過對一線探究教學的長時間觀察發現,當前的探究教學大多是“貼標簽”式的,缺乏真實性和實效性,而要真正讓科學探究走進課堂,需要教師深刻理解科學探究的內涵和實質,不光是教給學生一些基本方法,更重要的是將探究的意識融入日常教學中去。
關鍵詞:探究教學;策略和方法;實效
文章編號:1005-6629(2007)03-0030-05 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
新一輪基礎教育課程改革倡導轉變學生的學習方式,“倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式”,各版本的教材也有大量的“活動與探究”內容,目前我國中小學以課堂教學為主要形式,大多數的探究是在課堂上完成的,課堂上的科學探究(簡稱探究課)究竟如何實施是目前廣大教師面臨的熱點和難點問題,在此談談作者的疏漏之見。
1目前探究教學中存在的問題
1.1 不真實的探究
目前探究教學中存在的最大的問題是貼上探究標簽的不真實的探究,表現如下:①模式化的探究。有的教師簡單地認為按照“提出問題——猜想與假設——制定計劃——進行實驗——收集證據——解釋與結論——反思與評價——表達與交流”進行的教學才是探究教學,將探究要素變成機械的環節去完成,對核心要素把握不準,缺乏探究內涵。②已知結論的探究。有些時候,學生對教師設定的問題的結論早已知道了(看了課本或通過其他渠道),大家都在“明知故探”,使探究變成了驗證正確結論的過程。③精心設計、刻意安排的探究。這類課是由教師導演的探究表演課。
類似以上的教學中,學生被動地演練或模擬探究過程,做著一些不真實、不自然的“探究”,嚴重地損害了學生參與學習的積極性,以至于出現了教師當問到“同學們,什么是科學探究?”時,學生回答“就是假裝不知道!”的笑話。
1.2 只有少數學生參與的探究
由于目前班容量普遍較大,課堂中普遍采用分組合作探究的形式,實際教學時,6-8人的小組中,往往只有1、2個同學在做,其他同學多在觀看或等待,在個別學生得出結論后,教師一句“大家同意他們的觀點嗎?”便匆匆結課,對于那些沒有參與探究或參與了但沒有完成的學生都無暇顧及,使探究課成了少數學生配合老師的表演,多數學生“陪同”少數學生經歷了過程,但在知識、技能、方法以及情感上收獲甚少,長期如此,他們的科學態度和科學精神也會消蝕,對學生的成長和發展極其不利。
1.3思維受控的探究
有時為了盡快完成教學任務,得出正確結論,教師將整個教學過程設定在一個較小的范圍之內,學生只能按照教師和教材的思路進行學習。
案例1:影響鐵生銹的因素可能有哪些?
學生猜想:①空氣②氧氣③水④二氧化碳⑤鹽水⑥稀有氣體⑦空氣污染⑧酸雨⑨鐵里有沒有其他物質……
(教師顯得很焦灼,怎么會有這么多的猜想!)
師:我們來篩選一下,主要與氧氣、水有關,請大家設計實驗方案。
以上案例表現出以下問題:①只證實,不證偽。即只重視學生的正確猜想,對于猜想中的“偽因素”(例如⑥)置之不理;②重書本,輕其他。把教材提供的范例當做唯一方法,把學生其他真實的且是正確的猜想(例如⑤⑨)舍棄了;③重預設,輕生成。沒有對課堂上生成的問題進行認真思考,分類解決,只按照預定的方案進行。
1.4沒有思考深度的探究
由于探究教學的不確定因素多,難于把控,使教師往往讓學生“淺嘗輒止”,不敢引發深度思考,生怕出了自己解決不了的問題沒法收場,進行不敢深究的探究。
案例2:《質量守恒定律》教學中,某組同學進行了錯誤的實驗操作,“老師,我們實驗的結果是物質在反應前后質量不相等”,“不相等?”老師大感意外,“大概是天平壞了,老師給你們換一臺,重做一次,其他同學繼續匯報……”。
(真正的原因是什么,沒有引導學生細心排查)
故然,探究是有條件和限度的,會受到一些客觀因素的影響,那么,現有條件下如何上好探究課?除個人不能改變的條件外,教師要對探究教學進行更加深刻的理解和認識,要進行最合理的設計和安排,要進行教學策略研究。
2探究教學實施策略
2.1 抓住探究實質
在作者看來,學生所進行的科學探究的實質第一是自主,第二是發現,第三是研究,其中自主是核心。科學探究與傳統學習方式最大的差異在于學生自我意識的覺醒,既還原人對學習的原始的探求精神和狀態,使學生能積極主動地挖掘生活經驗和知識積累,努力嘗試解決問題,并逐步發展成穩定的學習興趣和能力。發現是對個人而言的未知事物的認識,自主發現是學生自己揭示和認識未知事物。真實的發現需要一個過程,這個過程必須是學生親自經歷的,過于追求探究結論和正確結果的順利得出是背離探究實質的。研究是對問題的深層次思考和探求,自主研究的方法和結果必定是個性化的、多樣化的,那種齊刷刷的“化學反應前后物質的質量一定不變”的猜想是有問題的,求證方法與教材完全相同的現象也是不正常的,只“證實”不“證偽”的方案是不真實的,真正的自主研究需要較為充足的時空和自由度。可見,探究學習不是以獲得知識為終極目標,而是注重用已有知識去發現、獲取新知識、新技能的一種“主動發現式學習”,是以創新活動為主要特征而立足于科學精神、科學態度養成的學、做、思、悟、用相結合的一個互動過程。教學中只有抓住科學探究的實質,真正讓學生自己“想了、做了、體驗了、知道了”,才能促進學生全面發展。
2.2選取合適的問題
受課堂教學時間和形式的限制,問題的選擇一定意義上決定著一節探究課的成敗。首先,課堂上探究的問題應分兩種類型:一種是即定的,另一種是生成的。即定的問題即教師或學生已確定為目標方向的問題,這些問題大多數是教學的核心內容;生成性的問題是隨著教學過程的開展暴露出來的非預設的問題,這類問題會有很多,有一些可能是很重要的,這些重要的問題應及時地確立為新的教學目標,大家共同解決。
案例3:銅絲在空氣中灼燒后的黑色物質可能是什么?
生猜想:①C②CuO③C和CuO④MnO2
(對第④個猜想,教師感到意外,但做此猜想的人數卻不算少)
師:大家認為哪一種猜想最不合理,為什么?
(抓住新問題,針對二氧化錳設問)
其次,問題的選取不論是預設還是生成的,在確立為課堂共同探究的問題之前,必須做以下考慮:①課題是否太大?太大的課題在課堂(1-2課時)內完不成,中途停頓很可能半途而廢,若確有價值,可確立為研究性學習的課題使用;②是否具有探究價值?太淺顯的問題和太難的問題對大多數的學生來說不會有太大的收獲,雖然探究注重過程,但太難的、毫無結果的探究還是會嚴重地挫傷學生的積極性;③是否具備完成的條件?現有資源如:實驗條件、資料來源、學生的知識技能基礎、學生的興趣傾向等是否支持,無準備之仗不能打;④效益如何?綜合眾多因素考慮,收益小的探究寧可不做,要反復考慮是否脫離了大部分學生的實際,畢竟做“類似科學家的發現和研究”不是一件簡單的事。
因此,做為課堂探究的問題的選取是要極其慎重對待的,課堂上“大家想知道什么就探究什么”是不真實和不負責任的做法,當然,所有的問題都由教師確定也是違反科學探究本意的,初中階段問題的來源以教材上的為主,還要根據學情再開發一些學習、生活中遇到的,然后精選一部分在課堂上完成,其他問題應分類處理,或個別探究,或延時探究,或舍棄(要做解釋),以上都是組織并參與探究活動的保證。
問題是對任務的定向,隨著學生探究經驗的積累,要逐步引導學生自己選擇有價值的問題,在提出問題時應對問題的可能的結果有一定的預測,對方案有一定的設想,使學生的思考變得成熟和理智,能慎重確立問題,理性進行猜想。
2.3教一些基本方法
探究教學中問題是核心,問題的解決是關鍵。要使學生積極參與探究活動并有所收獲,必須進行一些基本方法教育。課堂上學生的問題提得盲目隨意、猜想時胡猜亂想、求證方案漏洞百出、相互評價變成相互吵架等導致課堂混亂的根本原因是學生缺乏探究經驗和方法造成的。
《課標》指出,科學探究既是一種學習方式,也是學習內容,由于教材在這一點上編的比較少,使有些教師忽略了做為“學習內容的科學探究”的學習,對于具體的科學方法知之甚少。“功要善其事,必先利其器”,教師要有步驟地進行一些“探究方法”教學,其中一些重要的方法如下:
●猜想與假設的方法通常有:
(1)逐分法:對多個影響因素逐一分離、組合:
例:將雙氧水與二氧化錳混合產生了氧氣,氧氣是由哪一種物質產生的?
猜想:①雙氧水 ②二氧化錳 ③雙氧水與二氧化錳相互反應④雙氧水在二氧化錳作用下產生的
(2)定量法:在極端量和中間量中假設
例:將一塊石灰石在酒精燈上灼燒一會兒后,冷卻,剩余物質的成分是什么?
猜想:①碳酸鈣②氧化鈣③碳酸鈣和氧化鈣
(3)解析法:據已有知識、生活經驗、事實材料或感覺猜測
例:二氧化碳可能有哪些物理性質?
猜想:無色氣體(人呼出的氣體是無色的);密度比空氣大(平衡的紙筒中倒入二氧化碳后傾斜);能溶于水(汽水中有二氧化碳)等
●控制變量的方法通常是:
①控制反應條件:保證儀器相同(等規格)、使用藥品的量相同(質量、體積、純度)、溫度等環境條件相同,體現設計條件的公平性。
②控制反應:保證其他條件相同的情況下,只有一個變量
例:二氧化碳溶于水有沒有發生化學變化呢 ?將4朵干燥的石蕊花分別做如下處理:① 噴稀醋酸②噴水③直接放入二氧化碳中④噴水后放入二氧化碳中
●假設猜想驗證的方法有:①邏輯推理法②史料旁證法③實驗驗證法
例:化學反應前后物質的質量有沒有變化?可以根據反應前后原子不變推理得出,也可以查找資料獲得前人研究的證據,并非只有化學實驗才是唯一正確的方法。案例1中學生提出的不能通過實驗驗證的一些猜想,教師可以引導學生分類后,用邏輯推理法排除一些,其他的通過查找史料來解決。
●驗證結果的三種情況:結果與假設不一致、假設得到驗證、結果與假設不完全一致
案例4:無水乙醇顯堿性嗎?
一位學生在實驗室看到一瓶無水乙醇標簽上的化學式后,猜想:無水乙醇含有“氫氧根”,所以也應該顯堿性。教師鼓勵他自己探究,學生通過實驗,發現自己的猜測是錯誤的。
(目前的教學或習題幾乎都是針對正確猜想的。)
其他重要的方法有:觀察、操作、記錄、數據采集和處理、歸納、演繹、對他人評價、準確表述等。當然,更多的是化學學科的知識和方法,這些都是能否“將探究進行到底”的關鍵所在,要經過逐步學習、反復訓練、循序漸進才能建立起來。
2.4 調控與指導
探究的課堂應當是學生自主的課堂,但不能是失控的課堂,這類課上教師承擔著更重的對課堂的調控和對學習的指導的職責。
調:一調氣氛。學習氛圍的好壞決定著學生自動卷入學習活動人數的比例,決定學生學習投入的程度。教師要精心創設各種情境,使學生對問題發生興趣,產生探究欲望;要適時制造認知沖突,使學生思維發生碰撞,進入深度思考狀態;要創建民主和諧氛圍,使學生產生交流表達愿望。二調重心。科學探究的要素可以簡化為:問題的確認→解決問題的程序→做結論,每一次探究活動要有側重,在抓住核心要素的前提下,根據實際確定重點。例如:《燃燒的條件》的探究中,重點應放在實驗方案的設計和驗證上,學生憑生活經驗就能猜出燃燒所需的條件,只是不能說出“著火點”這個詞;《鐵生銹的條件》第一課時重點是對問題的猜想和求證方案的設計,第二課時重點是相互交流、評價等。三調形式。要對學生的組織形式、合作方式進行適時調整,據筆者觀察,4人合作小組效果最好,若人數較多時,分工要詳細,要使人人有事干。
控:一控紀律。探究課堂也要“有組織、有紀律”,要有一定的規則和公約做保障,必要時教師或學生代表要發揮“紀檢委”的作用。規則和公約要提前制定,如:發言、討論、記錄、操作、競賽等,執行的情況要看教師的決心,養成良好的習慣是目標。二控收放尺度。可以說對一節課各環節的收放尺度的準確把握,是對教師的教學經驗和功力的考驗,收得太緊不利于學生自主性、創造性的發揮,放得太開又可能流于形式,這需要教師根據學情準確把握。
指:指方法,點疑惑。探究過程中教師適時、適度的幫助、指導是非常必要的,教師要依據學習進展情況確定哪個環節進行什么程度的指導,方法可以是用口頭點撥、資料卡片、學案等形式對學習過程中的疑惑、路徑、方向等給予提示,這需要課前對學情準確預測和對教學精心設計,需要認真的準備和積累。
導:導思考、導思路。探究的核心是思維活動,有時學生難免“霧里看花”,抓不住實質,或淺嘗輒止,以為找到了問題的答案,此時教師需要用恰當的問題或事實典例來引導,尤其是當學生的探究出現問題時,要引導他們深究原因。
案例5:《金剛石、石墨、碳60》教學中,學生在檢驗6B鉛筆芯是否導電,有一組學生的燈泡沒亮。
師:你們對自己的實驗結果有疑問嗎?
生:我們猜測6B鉛筆芯應該能導電。
師:請你們查找一下原因。
學生認真檢查后:我們的鉛筆芯斷了。
2.5 反思與交流
反思是對自己經歷的探究過程的得失成敗的自我評判。教師要引導學生對“操作是否正確?證據是否足夠?方法是否得當?結果與猜想是否一致”等方面進行重新審視和自我評價,并將自己的感悟與同學交流。
交流是一個“相互交換蘋果”的過程,充分的交流會將“一個蘋果變為多個蘋果”,促進“交流——質疑——反思”的循環。
案例6:《簡易凈水器的制作》,有幾個組的學生用自己制作的凈水器過濾后水仍然有紅色。
師:請說一說你們是怎么做的,分析一下可能的原因是什么?
生1:我們對比了其他組的過濾器,可能是我們的活性炭的量(高度)不夠。
生2:我們的過濾器下層忘了放膨松棉。
生3:我看到他們組過濾時晃動注射器(過濾器)。
生2:我們為了讓水快點流下去,這也是可能的原因。
生4:他們的過濾器只有三層,我們放了五層,我們認為增加填充物的層數會使過濾效果更好些。
生5:我們認為和填充物的放置順序有關,兩層之間加棉布層可使它們不混在一起。
師:大家分析得非常好,下面請總結制作簡易凈水器的要領。
可見,反思和交流是整個探究活動中極其重要的環節,是知識、能力的生成階段,是豐富和完善思想的過程,這一環節的缺失,是整個活動效益的巨大損失。因此,教師要為這一環節留足時間,目前多數學校用于重復訓練和復習的時間太多,可在課時上做適當調整。
3結語
課程改革是一項宏大的工程,不可能一步到位。改變傳統的學習方式無論從當前還是長遠來看都勢在必行,所以,我們要努力實現它。鑒于目前我國教育現狀,在規定的時間內完成學業任務仍是頭等大事,我們不可能在課堂上進行太多大型的探究,因此,更具意義的是我們要將一種“研究”或“探究”的意識融入日常教學中去,時常抓住一些小問題,例如“二氧化碳能溶于水嗎?”“用簡單的方法比較金剛石和鋼的硬度”等,讓學生去研究,這樣才能使學生對未知事物的探求變成一種習慣,能力和素質便會不斷提高。
探究教學最能體現教師智慧和考驗教師素質,難度也是最大的,我們努力的方向應該是:不求大,只求真;不求多,只求精;不求表,只求實。
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