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小学科学课程教学探究式学习的探索
发布日期:2024-08-11 11:44:49

  1 引言

  自2001年科学课程改革以来,不论是小学阶段的科学课程还是初中阶段的理科综合课程都进行了一系列的改革。小学科学原为小学自然科学,这不单单是简单的更换名称,其在课程目标、课程结构、课程内容以及实施等方面都进行了较大的变革,但同时也存在着一些不科学、不合理的现象。新一代的学者亲身体验科学课,在走访调查中获得了很多的资料和数据,并进一步优化科学课程内容。

  2科学课程教学改革现状

  2.1《科学》教材

  小学《科学》课程的教材在一次次的改革中随着指导思想的改变而相应的做出调整。潘洪建在《小学科学教材60年》中指出教材的变革主要体现在教材结构与教材内容上[1],小学自然课的教材基本为先呈现出有关现象的原理与定义,后通过演示实验进一步的解释与证明。2001年之后的科学教材通过单元主题下的若干小主题相互联系具有一定的的结构。内容上由原来的“知识中心论”追求概念的严密准确转变到让学生像科学家那样探索研究,获取知识。将知识整合为三大领域并把技能与能力为主线暗含其中,联系生活实际,同时将知识情景化图片化增加吸引力。

  2.2讲授法

  李全睿在《小学科学教学方法现状研究》的硕士论文中通过对三所小学的问卷调查以及老师的访谈中发现100人中有35人选讲授法,33人选多媒体辅助教学法。教师们表示使用讲授法可以更大限度的掌控课堂,有利于各方面因素的控制[2],多媒体的直观、模拟等特点也会使多媒体辅助教学法受到部分教师的青睐。可以看出科学课程教师们的重点还是在科学原理与结论上,教师通过对实验现象的讲授与总结实验结论传递知识,使学生对科学的兴趣全无课堂气氛死气沉沉。多媒体的出现在一定程度上活跃了课堂气氛,但并没有引导学生参与实验过程中。从学习效果来看,这种教学方法并不完全符合课程标准和课堂的要求。

  2.3实验法

  余婧在《当前小学科学课堂中存在的问题及对策》中指出有的教师唯恐课堂乱[3],让学生按照既定的步骤操作实验,实验结果都在预料之中,一定程度上锻

  炼了学生的动手能力,但学生很难有主动探索的想法,缺乏对科学思维的锻炼。而教师演示实验在一定程度上更是减少了学生亲自经历与体验的过程。科学课程以实验为基础,实验教学法相比于讲授法有一定进步,但仍需进一步的完善。

  2.4其他教学法

  刘林在《小学科学教育教学现状及对策》中提出有的教师过于强调教学的趣味性、游戏性,采用“情景教学”“快乐教学”等新的教学模式[4],在提高学生兴趣方面有很大改善,但对学生技能与知识方面却造成了缺失,科学教育最基础的功能在于科学知识的传播与科学技能的掌握,这种新的模式有些偏颇,在追求新的理念和教学方法中这些教师并未真正理解课程标准的要求。

  2.5过程与方法的平衡问题

  钟媚在《小学科学课程改革中的问题与分析》中论述到新一轮课程改革纵然取得了一定的进步[5],但在过程与内容目标不平衡方面仍有待进一步的改进。教育界在如何处理“过程”与“内容”的关系上尚未得出较一致的观点,过去我国一直将科学知识的传授作为重点适合于应试教育的发展,自素质教育以来过程与能力推上高峰,而科学知识目标处于课程标准中教学三维目标中的最后,对部分的教育工作者造成了误解,他们进一步认为新课程理应注重过程而忽略内容,进一步在实践工作中造成了偏差。

  3探究式教学

  3.1现状

  王晖在《褪尽浮华 彰显本色》中指出新课程的理念使教师的思维发散开来,有的教师认为想突出科学课程的特点则应设置更多的探究活动,越能体现新课标的要求。在一节科学课上,教师设置二至八个科学实验探究活动,课堂异常热闹[6]。有的老师误以为探究就是强调学生的主体性,于是把学生置于实验室中,任其自由发挥,实际上,学生对于探究的目的、要求、方法等不知所措,这样不仅浪费资源与时间更是收效甚微。

  马勇军在《科学课程教学系统的构成要素》中同样指出探究性应是科学课程的主要学习方式,教学过程应是学生和老师共同探索新知的发展过程。同时教师如何处理好开放性与指导性的矛盾成为探究式教学的关键[7]。

  在中国知网中以“小学科学课程改革”为主题进行文献检索,包含118条搜索结果,以“探究式教学”为主题进行检索,包含11019条结果,可见新课改之后探究式教学在教学方法中有很重要的地位。但是由上面所述的科学课程探究情况来看,现阶段仍存在老师对探究式教学的片面理解而导致教学效果不理想的情况,那么,如何将探究式教学更好的应用于课堂仍需我们进一步进行研究和探索。

  3.2意义

  科学课程是小学阶段的启蒙课程,《全日制义务教育科学课程标准3—6年》中明确指出,科学课程的教育目的是让学生慢慢掌握科学的本质,培养学生热爱科学,乐于探究的品质,并且能够用科学的思维方式自主解决生活中遇到的问题[8]。小学生的年龄在6-13岁的范围内,他们习惯于通过视觉、听觉、嗅觉、味觉等感知事物,皮亚杰的儿童认知理论指出小学生处于前运算阶段或运算阶段,思维呈现出由表及里,简单到复杂,直观-具体-抽象的不断循序渐进的特点[9]。同时,小学生年龄尚小,有较强的好奇心,思维活跃,听他们乐于动手操作那些具体形象的事物,所以这一阶段是培养他们科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神最好的时期。此次课程改革便以培养学生的科学素养为宗旨,倡导学生亲身经历以探究为主的学习活动进而保护小学生的好奇心和求知欲,为他们以后课程的学习和生活打好基础。

  探究式教学起源于杜威的“科学教育不是学习一堆知识,更重要的是掌握一种学习过程和方法”[10]。探究式教学作为一种适合科学课程的教学方法,从学生来看,可以锻炼其动手能力,在探究中体验科学的思维,掌握从提出问题到解决问题的技能,同时适合小学生活泼、好奇的心理发展规律与科学课程的设置特点[11]。从教师来看,探究式教学作为新的教学方法,活跃了课堂氛围,提高了学生的学习兴趣,符合新课程标准的要求。所以在小学科学课程中我们提倡使用探究式教学。.

  4正确应用探究式教学

  4.1基本方法

  对于科学课程,教师应首先明确是科学本身是需要探究的,对于教材中的内容,若只采用讲授法,照本宣科的告诉学生结论对于课堂时间的分配不合理,课堂内容不充实,更重要的是降低了学生对科学的积极性与好奇心。其次教材中并未明确指出哪些部分是应该设计为探究实验,只有找对了目标探究活动才有一个好的开端。教材中设有疑问和实验的地方是我们的重点,这些部分往往涵盖了整节课的中心。科学教师在探究什么的问题上,应在此处做足功课。那么之后怎么进行探究呢?在课程标准中未给出标准答案,但我们不难发现小学的知识点在初中化学中都悉数体现,比如第6节《100毫升水里能溶解多少克食盐》在初中定义为溶解度,所以教师在选择方法上应与初中接轨,将中学探究的核心步骤与思想渗透到科学中,在实施过程中应与中学过程的某些环节不同,体现小学的独特性。探究活动有发现问题——提出问题——作出猜想——设计实验——探究实验——记录结果——进行总结一系列活动步骤。小学生由于知识、经验和能力等方面的不足,考虑问题缺乏周密性,再加上他们爱玩的天性,小学生无法独立完成探究活动,教师如何指导与何时进行指导是整个探究活动成功与否的关键。

  4.2“溶解的快与慢”的教学设计

  本部分以教科版《科学》四年级上册溶解单元中的第5节“溶解的快与慢”为例进行具体探究式教学方法的研究,主要围绕探究什么、如何探究、为何如此探究这三个问题展开论述,并依据探究式教学的一般步骤进行建构,为科学教师的教学提供指导。

  设计思路:《溶解的快与慢》是教科版科学教材四年级上册溶解单元的第5课,本课在本单元中起承上启下的作用,它是在第4节《不同物质在水中的溶解能力》的基础上探索“溶解的快慢”,引导学生运用对比实验的方法,进一步探究影响物质溶解速度的主要因素,学生可以自主经历“问题——假设——验证”的科学探究活动过程,同时该节内容为第6节《100毫升水里能溶解多少克食盐》等探究活动作好了充分的知识准备。

  提出问题

  师:同学们,今天先给大家讲一件老师昨天经历的事情,看看大家遇到这样的问题你们会怎么做呢。俗话说呀一天8杯水,但是老师更喜欢加点糖或者果珍,昨天下班之后,老师就想冲一杯糖水,不巧邻居来找老师一块出去,老师真的想喝水,又不能让邻居一直等,那么怎么办呢?大家有什么办法能让糖很快溶解成为糖水么?

  小学生拥有一定的生活经验,如何将这些已有的经验进一步引导至探究过程的环节是教师开展探究活动的第一步。此阶段的小学生对于知识的认知先从感知阶段开始,所以教师在导入新课时应与学生已有的经验进行关联[12],通过一些直观的现象对比运用合理的问题提问方式引导学生发现问题。联系生活解决疑难可以激发他们的探究兴趣,同时将学生置于学习的主体地位调动学生体验科学的主观参与和能动性。探究问题的提出尽量以小见到,联系生活,这样可以避免学生畏难心理的产生。

  猜想与假设

  师:同学们可以根据我们生活中的做法大胆说出自己想法(分组讨论,学生踊跃提出很多方法,有搅拌、加热、切碎、等)很好,大家提出了很多方法,真令老师佩服。平时我们在喝水或吃药时经常会用到(搅拌)这一操作,冬天到了有同学注意到妈妈经常用温水洗衣服这可不单单是怕凉的缘故。大家对生活观察的很细致,但是这些都是我们的猜想或者经验之谈,这些方法到底是不是影响溶解的快慢,今天我们就来研究一下这几个方法,做到真凭实据。(板书溶解的快与慢 搅拌 加热 切碎)

  在前几课的溶解实验中,学生很自然地会注意到溶解的快慢问题,想到是什么因素影响了溶解的快慢。怎样让物质溶解得快一点?学生比较容易想到搅拌、加热、碾碎等方法,因为他们在生活中都有这样的经验。有时候学生对于经验并未认识到这是与问题有关的因素,教师可以通过举例引导学生做出猜想,这样不仅可以保证课堂教学的正常进行,同时可以向学生传递一种观点:猜想并不是胡猜乱想,不合理的猜想与假设对探究过程没有意义。猜想与假设是科学探究中学生思维最活跃的阶段,不同学生由于知识、经验、能力的不同,对问题的认识不同,也会提出不同的假设[13]。猜想要秉承开放性原则,教师不要对学生进行过多干涉,例如,有的学生可能会提出“水的多少也会影响溶解的快慢”,据生活经验来看,水多的时候确实会觉得溶的快一些,结论是否正确有待进一步验证,教师此时切不可因为教材中没有提到此因素就对该学生的猜想做出错误的评论,如若课堂时间不允许,可让该同学课下自行探究,保护学生的创新思维,让学生更真实的体验探究的过程。

  设计实验

  师:考考你们,如果有两个同学小杰和小军,我说小杰跑得快,怎么证明?(比一比)怎样比才公平呢?(学生很自然得出答案相同时间比距离,相同距离比时间)对,在其他条件相同时,比较一个因素的不同这样的结果才有说服力。今天的探究也要遵循这个原则。

  1.以搅拌实验为例,探索实验方法

  师:今天咱们用平时的感冒冲剂来进行实验,它有颜色比较容易观察结果。同学们想一想怎么证明搅拌对溶解的影响(引出对比实验)怎么比才公平呢?(师生共同讨论的相同条件和不同条件)

  师:相同条件有好几个,不同的条件只有一个(一个搅拌,一个不搅拌),这就是对比实验。

  小学生年龄较小,受知识、经验、能力等方面的限制,考虑问题时缺乏周密性与严谨性[14]。在设计实验方面制定的方案往往粗糙或片面,比如本实验中的控制变量原则,虽然在实验中是很简单的原则,但小学生并未接触到这个名词,教材中也没有提到,教师运用跑步比赛进行类比可以很好的解决这一问题,为学生下面的实验奠定了基础。同时教师在准备实验材料时也应面面俱到,本实验中溶质的质量应相同,教材中指出取两份同样多的食盐,每一份大约十克,但此前学生并未学过台秤的使用,本节也不作要求,所以教师在选材时要灵活,感冒冲剂每袋都是称量好的大约10克,实验并不需要跟教材完全保持一致,应根据实际进行一些必要的调整。

  2.探究温度能否加快溶解

  师生共同讨论实验步骤及应注意的事项:一个用冷水,一个用热水;放入的物质应该一样多;水一样多;放入时间应该一样,静置状态下自然溶解。

  有了搅拌实验设计的基础,学生可以自主完成加热实验的设计,巩固了学生对知识的掌握程度。

  3.自主探究切碎能否加快溶解

  师:那么,对于切碎对溶解有什么影响呢,大家是不是都可以自己设计试验了?各小组讨论一下制定出实验方案,在实施实验过程按照自己的设计进行探究。

  由“扶”到“放”慢慢引导学生自主完成探究,并且在小组合作的过程中可以锻炼学生的表达能力同时倾听别人的意见[15]。学生的自主探究可以再次经历“问题——假设——验证——证实”的科学探究过程。

  进行实验

  前两个实验由于具有基础性,教师应尽量为学生演示一遍或其中的某些步骤,为学生自主探究部分做好铺垫。第二个实验中教师要注意向学生提供60℃的温水即可,在实验过程中要保证学生的安全,防止烫伤。在学生自主探究部分教师要做到适时的巡回指导,过早介入会妨碍学生的自主性,而过晚则会引起学生的无助。

  记录结果

 

搅拌对溶解的影响

温度对溶解的影响

溶解过程

搅拌

不搅拌

常温

热水

溶解的快慢

  记录结果是实验的一项必要工作,只有对实验结果进行分析才能解决所提出的问题,对于小学生来说,他们不能像初中生那样自主完成结果的分析记录,针对小学生直观,注意力难集中的心理特点,教师应采用填空或图表[16]等形式对结果进行记录,同时对学生分析结果提供了一些便利。

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