(一)加强学习,转变理念
教师对科学教育的理解、教师的科学态度以及教师对科学教育目的的掌握等科学的理念从根本上引导着科学教育课堂的方向,影响着探究式科学教育的成效。要提高成效理念必须先行。使教师理解探究式科学教育应该是在教师指导下的学生主动的建构过程。明确在学生实验方案设计中教师是个引导者、参与者而不是旁观者。认识到在学生实验方案设计的过程中教师要引导但不包办。主要策略是:
1、 改变教师的思文方式:
教师通过学习,要正确、宏观的看待实验方案设计这一环节。改变“重结果轻过程”的想法。使教师认识到方案的设计过程是一个培养学生思文的过程,要把实验方案的设计作为一个载体来培养学生思文的前瞻性、预见性、逻辑性等。使教师真正认识到科学教育的目的不只是知识的传授,还应激发学习科学的主动性,激发学生的想象力、扩展学生的思文等等。通过先改变教师的思文方式继而来改变学生的思文方式。
2、 改变教师语言的表达方式:
教师要变“指示”为“问题”:教学过程中不是给学生指示,而是用启发式的问题去引导学生提出并完善实验的方案,给与学生充足的机会进行判断、甄别、思考等。例如:在教学中可以采用“为了收集我们需要的证据,我们能作什么?我们需要做什么实验?这是一种好方法吗?有没有更好的方法?这样做公平吗?我们能用其他方法吗?我们做这个实验时需要一定的顺序吗?我们从那儿能得到帮助?谁能帮助我们?”这些启发式问题来引导学生顺利完成实验方案的设计。
(二)设计过程中的指导策略:
1、重视猜想环节,为学生搭好“脚手架”
实验方案的设计是必须建立在猜想的基础上的,学生设计实验方案的目的是为了验证所提出的猜想是否正确、合理。这就必须要在猜想的前提下才能进行方案的设计。所以在实验方案设计前要给学生充足的时间猜想,明白所要设计的这个实验的目的是什么,是为了说明什么问题。只有在有猜想的前提下进行方案设计,学生才会有的放矢,才会明白研究的主体。[例1]探究“植物细胞失水和吸水的条件”,教师提出问题后先让学生进行猜测,当学生提出“影响植物细胞吸水和失水的因素可能是溶液的浓度”等猜想时,再让学生设计实验方案来验证这个猜想是否正确。这样学生就明白实验的目的是研究溶液的浓度是否会影响植物细胞的失水和吸水。知道要研究的是哪两者之间的关系。学生就知道这个实验方案的设计要考虑到“将一植物个体放在不同浓度的溶液来进行对比”这一基本思想。学生实验设计就有了一个大致的方向,不会感到不知所措、无从下手。
2、重视过程引导,为学生指引方向
A、实验方案设计初期引导学生明确实验的目的、研究的对象:
在学生进行实验方案设计的初期往往是不知道如何入手,从哪个方向、角度进行思考,这时教师就需从实验的目的、实验研究哪几个量等方面对学生进行适当的引导,使学生探索出一着手的方向。[例2]探究“食盐在水中溶解快慢的影响因素”中,要设计实验方案验证“搅拌可能是影响食盐溶解快慢的一个因素”针对学生无从下手的情况教师原文请找腾讯752018766优;文-论~文.网
http://www.youerw.com 进行了如下引导“我们为什么要做这个实验?我们做这个实验的目的是什么?”学生马上就想到是为了证明搅拌是否是影响溶解快慢的一个因素。于是教师紧接着问“那么你认为这里要研究的主要是谁和谁的关系呢?”学生就能想到是“搅拌”和“溶解快慢”之间的关系。于是,就有了设计的着手点。所以,在初期主要是对学生实验目的性的引导。
B、引导学生善于在方案设计过程中自己去发现问题、分析问题、完善方案:
学生在实验设计时往往会出现实验研究对象不明确、没有有效的设置对比、对比中没有进行有效的变量控制等等情况,此时教师不是急于的去否认或纠正学生,而是设法找到学生错误的症结所在,一步步引导学生自己发现问题、分析问题、解决问题。[例3]探究“为什么要用两只耳朵听”时 ,为证实同学提出的“用两只耳朵听可能是为了能更好辨别声源的方向”这一猜想,有同学提出了这样的一个方案:“在一个比较空旷、安静的环境中,将一个人的两只眼睛都蒙上,两只耳朵也都蒙上,另一个人在他的不同方位对他讲话,看他能否区别声源的方位。”学生表达完毕后,教师就问“为什么要将这个人的两只眼睛蒙上?”“因为眼睛能看到声源的位置知道声源的方向。”“很有道理,那为什么又要将两只耳朵都蒙上呢?”“因为如果耳朵能辨别声源的方向的话,那蒙上后就应该不能辨别,通过看他能否辨别,就可以判断它是否能更好的辨别声源方向”原来学生时将要研究的变量理解错了。于是教师就问“那我们这里设计实验是为了研究哪两者之间的关系呢?”“两只耳朵和更好辨别声源方向之间的关系”“那么要证明两只耳朵是否更好,应该拿什么和它比呢?”“一只耳朵” 这时就马上有同学提出“老师,要用一只耳朵听和两只耳朵听设置对比实验的”“很好,那么这个实验的变量是什么呢?”“耳朵的只数”“那么我们设计的实验方案的问题出在哪里,我们如何将它改进呢?”于是学生就马上找到了问题所在,并且设计出了更好的方案。
C、引导学生规范、清晰、完整的表达自己的方案:
抓住学生描述的不足多用疑问、反问的方式引导学生规范描述。学生在设计化学实验方案时常常会说:取等量的药品a和药品b而不说清楚具体的到底多少量,导致实验的可操作性不强。此时教师可问“取等量是多少呢?”让学生描述完整。还有些学生方案描述道最后,就是观察实验现象。教师就可以问学生“观察哪个地方呢?是一个一个单独观察呢还是同时观察,是独立观察呢,还是对比观察?”逐步引导学生描述清楚要观察的方向和观察的量。
D、引导学生从可行性、安全性、科学性、经济性等方面对方案进行甄别和择优:
在学生没有设计出最佳方案前老师往往可以问“还有没有更好的方法呢?”让学生设计尽可能多的方案。当学生设计出多个方案时,要引导学生先对方案进行筛选。教师可以问“你们觉得这几个方案中,每个都能证明我们的猜想吗?哪个比较安全?那个比较容易进行?哪个更节约材料?哪个实验的误差较小?”等等问题,再让学生通过讨论、交流进而从中筛选出最佳方案。
方案设计过程是学生一种主动建构活动更是一种思文的过程。要使用概括、分析、类比、归纳、推理等思文方法来形成,并修正科学解释、识别和分析各种模型。正如美国教育学家杜威指出“探究时对任何一种信念和假设的指示进行的积极、持续、审慎的思考”。因此方案设计过程中教师必须:
1、保证学生思文的时间。要给予学生独立思考的时间,让他们充分的进行酝酿、设计。
2、让学生进行充分的讨论、交流。表达和交流的过程也是学生理清思路、校正方案的过程。给每个学生进行交流合作的机会,让每个学生充分表达自己的想法,在表达交流中培养学生思文的逻辑性、严密性,学生在讨论、 交流的过程中引起新的思文冲突,完善和校正自己的方案,扩展自己的思路,形成严密的思文方式。
3、指导要掌握尺度。对于一些牵涉到安全性、科学性的问题教师一定要及时引导、纠正。而对于一些细节的小问题教师要学会放手,让学生自己在实验操作的过程中发现问题、自我完善,并学会在操作过程中不断调整实验方案。
只有让学生通过感受体验方案设计的全过程,绽放出思文的火花,激起科学探究的激情和快乐,并逐渐建构预设方案的思文模式,才能达到促进学生综合素质的发展的目的。
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