小学科学探究教学策略
角美中心小学 陈惠娜
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”这就是著名的“钱学森之问”。 这是钱学森生前的疑问,也是钱老的临终遗言,非常沉重,却不容我们回避。“钱学森之问”是关于中国教育事业发展的一道艰深命题,需要整个教育界乃至社会各界共同破解。
小学科学课程标准的基本理念:科学课程要面向全体学生。学生是科学学习的主体。科学学习要以探究为核心。科学课程的内容要满足社会和学生双方面的需要。科学课程应具有开放性。科学课程的评价应能促进科学素养的形成与发展。课程性质和基本理念中的三个重要的词:科学素养 科学探究 学习主体
(一)为什么要在小学科学课程中强调科学探究?
科学素质是公民素质的重要组成部分,公民要了解必要的科学技术知识,掌握基本科学方法,树立科学思想,崇尚科学精神。教育是实现这一目标必不可少的重要途径,培养创新型人才,应该从基础教育开始,而且从娃娃抓起,从儿童开始进行探究式科学教育,小学科学课承当着重要作用。科学课要培养学生的求真、求实、不盲从的科学精神。
探究的作用:
(1)探究是满足儿童求知欲的重要手段,对于保护儿童珍贵的好奇心至关重要。 (2)探究是学生获得知识的重要途径。
(3)探究过程本身不仅可以使儿童的思维受到最好的锻炼,有利于学生解决问题能力的培养,而且是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。
(4)由于探究过程需要探究者综合运用自己的已有知识和经验,这对于增进和加深对已有知识的理解,将其融会贯通,十分关键。
(5)探究过程中需要学生们合作、交流和各种协调一致的尝试,这些合作与交流的实践和经验,可以帮助儿童学习按照一定规则开展讨论(而不是争吵)的艺术,学会准确地与他人交流:向别人解释自己的想法,倾听别人的想法,善待批评以审视自己的观点,获得更正确的认识,学会相互接纳、赞赏、分享、互助,等等。
(6)在亲历探究过程中,学生经历挫折与失败、曲折与迂回、成功与兴奋,这其中的许多感受和体验是他们理解科学的本质、理解科学精神的意义与价值的基础。
在国内,经调研,小学科学课还存在着以下问题。
不重视现象:由于受到传统教育观念及评价机的制影响出现“四不”重视。一是学
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校领导不重视,(相对于语数英考试科目而言);二是教师不重视;三是学生不重视;社会因素造成学生将学习的主要精力集中在语数外三个学科的学习上,他们要应对主要学科的考试压力。四是家长不重视。
通过对科学课堂探究现状的调研发现以下几个问题:
1.在小学师资方面存在:科学教师专业不对口,大多是兼职;科学教师培训跟不上。语数英教师不论是外出培训,还是校本培训都在不间断的进行。科学教师就很少有这样的机会。科学课内容包罗万象,涵盖语文、数学、物理、化学、地理、历史、生物的学科知识。由于专业问题、培训问题,所以教师知识储备严重不足,要胜任科学科的教学是有难度的。
2.在设备方面也存在问题,如实验器材短缺。科学课离不开实验,没有器材,教师只能靠讲授,这显然与科学探究背道而驰。
3.从教材方面分析。教学目标隐藏在图片中,教师很难挖掘,科学课程难度较大,教学参考书中也很难找到答案。科学教材内容开放性强,有些内容受到时空限制。如地球与宇宙内容。
4.小学的大班额很难组织有效探究活动。大班额分的组多,教师组织起来困难,实验活动会有失控现象。
造成学生在科学探究学习中的低效的原因,是多方因素的综合结果。在科学课堂教学过程中,科学教师为了完成规定的教学任务量,师生之间、学生之间往往缺乏足够的沟通,不会合作。教师对学生的指导缺乏策略,表现为多灌输验证,少启发探讨,多指责压抑,少宽容引导,多包办限制,少激励创新。这些都造成学生对知识的理解往往是表面性质的,学习中所体现的或能训练的思维过程大多是低质的,最终获得的知识往往又具有很强的纯记忆性色彩,在多变的真实情境中,常常因不能有效迁移而无法灵活应用。
从小学课堂探究活动情况分析:
1.内容不实际,探究走过场。有些时候,由于教师对学生的已有经验了解不够,要求探究的内容脱离学生生活实际,与学生认知水平、年龄特点不符,学生缺乏探究能力,脸上一片迷茫,无从下手或随意摆弄,致使探究成为一种课堂教学的摆设,走过场,毫无意义。
2.常规未养成,课堂闹哄哄。良好的习惯影响人的一生,好习惯使人终生受益。但我们经常会碰到或看到这样的现象,学生才进实验室,或刚到导入环节,就开始偷偷
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摆弄材料,到了活动环节,学生只顾着抢玩材料,甚至打翻了水,打破了烧杯,不会倾听,不会观察,不会记录,不会交流,课堂上一片热闹,老师扯着嗓子叫,或者拿着小棒敲桌子,学生充耳不闻。
3.材料杂而乱,摆弄无结果。新课程强调让学生经历过程,这是针对原来只重结果不重过程的现象而言的,虽然说:收获尽在过程中,学生在探究中有技能、方法、情感上的收获,但现在有些老师片面地理解了这一新课程的理念,学生通过对一堆材料的摆弄,毫无收获也是徒劳。因为,只要过程不要结果,相当于只要耕耘不要收获,没有结果的过程是无意义的过程。
4.分组不合作,只作壁上观。学生探究活动往往以小组合作的形式进行,但由于学生认知上的差异、性格上的不同和探究能力上的高低等原因,真正参与科学探究的学生只占少数,小组活动中,个别学生承担全部探究任务,成了小组探究活动的主角,其它学生成了观众的现象不在少数。有调查发现,有五分之二的学生基本上不参与小组活动,只作旁观者,看别的学生探究。这种分组不合作的现象屡见不鲜。
5.动手不动脑,探究浅层次。虽然“以探究为核心”的理念已深入每一位科学老师的心,教师都重视了学生的动手活动过程,但是学生科学探究作表面功夫,多动手,少用脑的现象却普遍存在。我们经常可以看到在课堂上,问题刚提出,学生就摩拳擦掌,准备操作,缺乏了有根据的猜想,缺乏对研究方案的思考与制定,也缺乏组员之间思维的碰撞。这样虽然能保证较长的探究时间,然而在探究的过程中,学生只是动了手,到底在探究什么,观察到了什么现象,观察到的现象说明了什么,从中发现了什么,记录什么,学生却不知。
尽管多方因素造成教师教得辛苦、学生学得痛苦,但主要问题还是出在科学教师身上,教师在科学探究教学的主渠道——课堂教学中缺乏有效的教学策略,缺乏对科学探究活动的设计,这成为提高小学生科学探究学习有效性的最主要问题。
所以在小学科学课程中要强调科学探究特别重要。 (二)什么是科学探究活动
《科学课程标准》指出:“科学学习要以探究为核心,探究既是科学学习的学习目标,又是科学学习方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径”。科学的核心是科学探究。对于小学生来说,科学探究是指用以获取知识、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动,包括提出问题,设计研究方案,获得实验证据,分析和解读数据,提出答案、解释和预测,把结果和结论告诉他人等等。科学探究
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活动是以学生自行探究和研究为主,教师引导贯穿始终的,在老师的指导下,通过学生自己的思考主动地探索与学习,发现事物变化的因果关系及内在联系,把学习知识过程和探索知识过程统一起来。
科学探究的基本特征
1.学习者围绕科学性问题展开科学探究活动。
2.学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据。 3.学习者要根据事实证据形成解释,对科学性问题作出回答。 4.学习者通过比较其他可能的解释,来评价他们自己的解释。 5.学习者要交流和论证他们所提出的解释。 科学探究的一般过程
1.提出问题 在教师的指导下,根据教学的具体情况,创设问题情境,引导学生提出问题,使学生产生探究的欲望。
2.猜想假设 启发学生思考,对问题进行大胆的猜想假设。
3.制定计划 引导学生制定计划。
4.观察实验.通过观察实验等对所做的猜想进行验证。
5.整理信息 组织学生对实验现象分析、归纳交流,寻找问题解决的办法。 6.思考结论 表达交流引导学生归纳总结得出结论。 问题——假设——实验——结论
比如在教学教科版《比较水的多少》这一部分内容时,就可以采用如下的程序,引导学生进行科学探究活动:
⑴提出问题:每组桌上放有三个大小不等的瓶子,瓶子上分别标有1、2、3号,瓶子里各装着一些水。提出问题:哪个瓶子里的水多?哪个瓶子里的水少呢?
⑵猜想与假设:各组同学进行猜想,并对猜想的情况做好记录,比如,有的同学猜是一号瓶里的水多,也有的同学猜的是2号或3号瓶子里的水多。
⑶制定计划:激趣,到底哪些同学猜得正确呢?想不想亲自想办法难证一下呢?引导各组学生讨论制定计划。
⑷实验验证:教师提供足够的材料,各组同学按计划进行验证。(实际上,学生经过动脑分析和动手操作,会想出很多种比较水的多少的方法)
⑸交流讨论,得出结论。 (三)、如何进行科学探究教学
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以下我整理一些探究教学方法,供大家参考。 一、充分全面的课前活动准备
有的探究活动需要许多实验材料。教师在课前要根据学生的年龄特征和已有的生活经验,结合实际的探究课题,充分考虑并准备好相关的各种材料,或是布置学生以小组为单位进行准备。让学生自主开展探究活动,可以使探究活动达到事半功倍的效果。同时,在课前要亲自实验一下,做到心中有数,保证实验的顺利进行。
比如:在一次观摩课活动中,有一位教师上《磁铁的磁性》时,教师给学生提供了毛线、牙签、大头针、玻璃球、回形针、铁钉、塑料块,学生任意准备两样物体,不料学生准备的材料都是一些学具和文具之类的物体。教学时,学生以小组为单位,用自己思考的玩法尽情地用磁铁去玩这些物体,在玩的过程中,学生发现:磁铁有吸引金属的特性。使教师处于尴尬的局面。究其原因是材料误导所致,如果老师在提供或布置学生准备材料时考虑充分点,在金属材料中不光是铁,还有铜、铝等物体,那就能顺利地引导学生发现磁铁能吸引铁的特性,何乐而不为呢?
二、明确目的任务和活动要求
探究目的和任务不明确,就会导致学生置身于探究活动之外,显的漫无目的。虽然有时学生的兴致很高,但却没有达到探究活动的目的。因此在组织探究之前要让学生明确所要探究的问题和目的,知道他们要完成的任务,并以适当的激励语言去激励他们,激发学生的兴趣和探讨的主动性。较好的一个方法是在黑板上写上学生要探究完成的目的和任务,或是要验证的假设和注意的事项。
明确的活动要求是指引学生顺利完成探究的保障。如果没有明确的要求,学生不按正确或是特定的要求去做,那么探究目标的完成就没有保障,也可能出现事与愿违的相反结论。
教学中,巧妙地创设问题情境,激发学生的好奇心和探究欲望,让学生产生迫不及待的要求获取新知的情感,可以使他们在探究活动中更加积极主动。如在教学《浮与沉》时,可以让学生以小组为单位,用老师提供的泡沫、小卵石、空瓶子、木块、小石子、啤酒盖等材料和学生自己准备的一些材料进行实验。观察有什么现象,有什么疑问。学生提出的问题越来越多,越来越深入:为什么泡沫、空瓶子、木块等会浮,而小卵石、小石子则会沉?为什么啤酒盖轻轻地放在水面会浮,而重点放就会沉呢?那啤酒盖算浮还是沉呢?为什么塑料尺子也会和啤酒盖有同样的现象?空瓶子放入水底怎么会很费力?潜艇为什么在水里能上下自如呢?轮船是铁做的为什么也能浮的水面上,并且还能
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