指导学生开展科学探究活动例谈

杨宏宇

青少年学生进行科学探究活动,亲历科学研究的过程,是当今科学教育的需要,更是初中学生健康成长和可持续发展的需要。国内中学生长期处于应试教育的阴影下无暇顾及非考试项目的活动,基础教育课程改革为科学教育提供了新的契机,但如何有效地开展科学探究活动,值得研究和探讨。现以“探究种子萌发的条件”为例,愿与广大同仁交流一些体会。

1、引导学生善于发现问题

一切科学成果都源于发现,提出问题是科学探究的起点和动力。生物学课堂是生物学习的主要阵地,教师更要努力培养学生课堂规则意识,创造一个规则有序的课堂。教师要放下“师道尊严”的架子,以自己的人格、学识感染学生,以民主平等的态度对待学生,以一个学习者的姿态与学生和谐相处,平等对话与交流,努力创造出一个平等活跃的课堂。只有在这样的教学情境下,智慧之光才会碰撞。师生共同学习了各种种子的结构后,教师在与学生平等对话,巧妙地将学生的注意力引入到种子的萌发的现象,进而让学生自发产生“种子萌发需要哪些条件”的问题。

2、鼓励学生大胆作出假设

新颖而有创意的假设可以打开科学探究的视野,为探究活动插上腾飞的翅膀。如何作假设、作出如何的假设将影响着科学探究的方向和进程。拥有一颗聪慧的大脑和优良的思维品质是可望而不可及的,但循序渐进有计划训练学生大脑,培养他们的发散思维是可以做到的。教师可以创造与研究内容相关的学习情境,让学生回忆自己的生活体验和与之相关的见闻,让他们畅所欲言,各抒己见,大胆建构成出自己的假设。在具体的操作过程中,可以采用“头脑风暴法”或协商对话的方式展开,不仅可以相互提升学生的思维质量,也可以提高假设的量与质。如针对“种子萌发需要哪些条件”的问题,学生们就会利用农田播种的常识,大胆地提出种子萌发需要水、空气、阳光、适宜温度、土壤、养份抑或种子本身等,有价值的假设。

3、倡导学生勤于科学实践

实践是检验真理的唯一标准,作出的假设正确与否需要通过科学实践的重要方式——实验来证实。实验的重要作用不言而喻,但实验本身的科学性决定着科学结论的真实性,因此科学实验至关重要,而做好这一步优化实验方案是 前提。在课堂教学中,教师努力营造研究的氛围,让学生独立思考、分组讨论、合作交流,自己设计和优化实验方案。如“探究种子萌发的条件”这一个研究课题,教师可以在课堂上让学生充分地讨论,友好地争辩。创新之花便会争相绽放,他们将水、空气、阳光、适宜温度、土壤、养份和种子本身作为实验因子,分7个对照组设计7组实验。他们在设计对照实验中注意做到尽可能保持其他因素相同的前提下来控制变量因素,借鉴别人成功的经验,查询与之相关的资料,简便而巧妙地设定有水/无水、有空气/无空气、有光/无光、低温(高温)/室温、有土/无土、有养份/无养份、完整种子/残缺种子的条件,一个个对照实验应运而生。学生根据课堂上讨论的方案,自己选择,按照自己或小组选定的方案开展课外实验,教师要注意提醒学生要作好实验记录。让所有的学生坚信无论实验成功与否,做的过程本身就是有价值的。

4、引领学生慎密分析

科学实验是科学探究活动的关键环节,而科学实验的目的是为了探寻科学结论,这需要实验者慎密的思考和全面的分析。如在探究种子萌发的条件中,学生们发现所设计的实验中,种子萌发和不萌发的情况均有,他们发现有水/无水、低温(高温)/室温、有空气/无空气、完整种子/残缺种子的对照实验中出现了种子萌发和不萌发两种现象,同样在有光/无光、有土/ 无土、有养份/ 无养份的对照实验中种子出现了都萌发的现象。在具体操作中,会出现一些意外,有2组学生设计用自来水浸没种子来隔绝空气,创造无空气的条件,该实验都出现了种子部分萌发的现象,与所查资料种子萌发需要空气相矛盾。教师提示学生想办法将自来水作进一步处理,力求水中不含空气,学生冷静思考,并进一步咨询选择用冷开水创造无空气环境,结果无种子萌发。他们多次实验,反复分析实验现象,最终得出种子萌发条件有水、空气、适宜的温度和完整胚结构的种子,与阳光、土壤和养份的有无没有直接联系的结论。

5、提示学生学会反思

学生在开展探究活动中有时难以一气呵成,一帆风顺,甚至有时实验完全失败。这些都可能会影响学生的自信,这就要求教师要善于引导鼓励学生,告诉他们可能是我们作出的假设有遗漏使得结论以偏概全;或是我们设计的实验不成熟与实际的结论存在较大差距;或是我们实验操作没有很好控制使得结果出现差错……这些并不是最重要的,重要的是我们要学会反思,重新作出假设,重复操作实验,坚持不懈勇往直前,吸取失败的教训也是十分有价值的,因为这世界本身就没有一蹶而就的成功。

6、搭建学生展示舞台

中学生在艰辛重复的实验中很容易失去自信力,教师不仅需要及时给他们以鼓励,更重要的是为他们搭建展示的舞台,让他们的研究、让他们的成果连同他们的酸、甜、苦、辣一起得到展示,让学生的劳动得到同学们的肯定和赞许。教师可举办小型展览、课堂交流,参加科学小论文评奖的方式,为学生提供特长展示舞台。

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