[摘要]:本文以现代教育学理论和创新教育理论为依据,结合当前素质教育的形势,及目前学校教育的现状,提出了以学生为主体,教师为主导,以科学的探究方法为主线的教学理念,建立了 "探究性学习"的课堂教学模式,在模式中设计了"提出问题","建立假设程序","设立方案","验证总结","交流评价"五个程序,并对五个程序的学生角色,教师角色及教学体会分别进行了阐述. 经过多年的实践和探索,对学生的科学方法和创新思维能力的培养和实践能力提高都有良好效果,对目前自然科学的教学有一定的指导和帮助作用.
[关键词]:探究性学习 课堂教学模式 创新思维 实践能力
研究的背景
现代社会将是信息化,科学化,迅速变革的社会,这就要求人们具有终身学习的能力.基础教育改革必须以培养学生的创新精神和实践能力为重点.教育改革虽然取得一定的进展,但是受到"应试教育"的长期影响,教师的教育观念,教学方法和创新素质有待提高;学生的思维方式,学习习惯和学习方法存在很大的问题,不能适应新时代以学生主体参与的教学方法.为了更好的培养学生的创新精神和实践能力,在课堂教学中必须实施探究性学习.
"探究性学习"是指在教师的指导下,根据教材选择探究内容,创设问题情境,为学生提供必要的资料,实验和实践条件,帮助学生建立假设,并让学生通过资料的搜集和方案的设计来验证假设,最后形成自己的结论并参与交流.
毫无疑问,课堂教学是实施素质教育的主渠道,在课堂教学中指导学生探究性学习,让学生成为课堂的主人,使课堂教学充满探究的乐趣和美趣,让学生掌握科学的学习方法,养成科学的态度,锻炼思维能力和动手能力,所以,指导学生进行探究性学习,是学生发展的需要,是时代的必然趋势,对培养学生的创新精神和实践能力有着积极的和重要的作用.
指导学生探究性学习的理论依据
(一),学为主体和教为主导理论
学生是教学的主体,教学活动只有在学生积极主动地参与下,充分发挥主观能动性,通过动手,动脑,动口,才能取得较好的教学效果.
学生的探究性活动中,按照科学研究的一般过程,运用科学方法来进行.但在探究的内容,方式,方法和探究的程度等方面,都要受到学生的基础知识,能力发展水平和身心发展规律的制约.
学生主体的这种不成熟性决定了他们还不能成为完全独立的探究主体,探究活动还需要在教师的组织引导下,有目的,有计划地来进行,而不是注入式,包办代替.教师的"导"正是为了"不导",使学生逐步成为真正独立的探究的主体.
(二),创新教育理论:
创新教育理论研究表明,创新始于问题.引导学生发现问题,提出问题和解决问题,沿着知识再发现的过程,探究创造性解决问题的方法,获得发现的体验,是培养创新精神和实践能力的有效途径.因此,"探究性学习"教学建立在学生自主活动,主动探究的基础上,其教学环境应适宜于学生主动参与,主动学习;"探究性学习"课堂教学模式以学生为中心,以"问题探究"为线索,以学生自主活动为基础来构建.
指导学生"探究性学习"的教学模式
模式基本结构
该模式依据美国心理家布鲁纳的"发现教学法",中国现代的"启发式教学法"和科学研究的过程和方法建立的.教学模式中的五个程序是前后交互的.在教师的导引下,以类似于科学研究的方式,以学生原有的认知水平,思维能力,操作技能为基础,去探究对学生来说是未知领域的知识;注重培养学生独立思考,提出问题,自主探究的学习能力,使学生从被动的接受式学习转向主动的探究性学习,促进学生主体的发展.在此过程中学生不仅能获取系统的书本知识,而且能掌握科学探究方法,培养学生的创新意识和实践能力.
指导学生 "探究性学习"的实施程序和体会
(一),问题程序
设置问题情境,让学生质疑.教师选择好要求探究的知识点后,要通过各种方式来设置问题的情境,它的目的是激发学生探究兴趣,明确探究的目的,启发学生的思维,让学生发现问题.教师的设置问题情境的方法多种多样,有教师设问,讲述故事或在已有知识的基础上通过实验等方法,使学生产生一些质疑.为了使学生有强烈的问题意识,教育学生必须对现象大胆"挑剔",敢于质疑,尊重教师,但不迷信教师;相信科学,但不迷信教科书.如:在上第二册第三节《植物的光合作用》中植物制造了淀粉的知识点时,设置如下问题情境:植物生活在有水,有空气和有土壤的环境中,植物种子里含有丰富的淀粉,这些淀粉是从哪里来的呢 让学生质疑.
2,学生的角色:认识情境,提出问题.学生根据教师呈现的情境,会产生一些认知冲突,如理论与自己想象不符,理论与实验现象的矛盾,情境内的某些疑惑,由此产生问题和疑难.如上例中,学生从提供情境中就产生了疑惑,这时通过积极思考,发现并提出一系列的问题:植物中的淀粉是土壤或空气或水中来的吗 还是植物本身产生的呢
保持问题意识是产生创造性思维的条件,从学生的角色来看,只有具备强烈的问题意识,才会有积极的个性特征和趋前的学习感,因此发现与提出问题是探究性学习的重要环节,提出问题比解决问题更为重要.问题主要是学生自己提出的,但学生提出的问题并非都值得探究,要筛选几种值得探究的问题,供全班同学探究.学生提出问题较难解决或有困难时,教师进一步引导,使问题在学生潜在水平上能够进行探究.对较难的探究课题,教师要分步设置情境,让学生分步质疑,分步探究.
(二),假设程序
提供,鼓励假设.教师要提供一些事实依据(如:上例的情境中提供,淀粉遇碘溶液会变蓝的特性和植物的绿叶经过热酒精处理后可用碘溶液检验有无淀粉的信息),要鼓励学生利用已有的知识和感性材料大胆提出假设,因为假设有一定的猜测性,对错还有待于进一步验证,并说明如果被验证以后假设不成立,则要重新进行假设.
学生收集资料,提出假设.学生从自己知识库和教师提供的事实中提取信息,针对问题经过认真分析,思考,判断后进行假设.假设需要进行预言(假如……就会……),或从逻辑思维进行推猜(由于……所以可能会……).如上例:植物中的淀粉哪里来的,学生会想象植物只跟空气,水,土壤接触,提出一些假设推测:①由于植物跟土壤接触,淀粉可能从土壤中来;②植物在不断生长,可能自己产生;③植物中的淀粉从空气和水中来是不可能的.
假设程序是解决问题的切入点,科学的假设往往会导致科学上的重大发现.假设有一定的猜测性,正确的假设必须有扎实的基础知识,以一定的科学事实和科学理论为依据,否则会导致胡乱假设;科学的假设不是凭空臆想,但可以大胆的猜想.学生的假设有时是很"荒唐",教师要从学生的创意角度进行鼓励,不断地引导,逐渐培养科学的假设能力.
(三),设计方案程序
确定方法,设计步骤.学生在设计探究方案时首先必须根据问题的性质,自己认识水平和外界提供条件,选择一种能够适合于验证假设的研究方法,如用文献法,调查法,用纯理论上的逻辑推理法,或是用科学实验法等等.其次可将方案具体化:选用纯理论来证明时要选择好理论与处理好数据,寻找问题与假设的桥梁;选用实验证明,还要根据实验的目的,实验的原理,恒量和变量的判断,选择用品来设计合理的实验步骤,并做好各方面的准备.
指导设计,审阅评价.教师在学生设计方案(实验)时要正确地适时地引导学生运用理论思维做好方案(实验)设计,注意科学性,可行性,安全性,简约性等原则. 根据学生设计的方案,通过交流与讨论选择几种操作安全,装置简单,用品易得,操作简便,用量少,时间短效果明显方案供全班同学自由探究验证.学生的设计方案(实验)一定要经过教师审阅才可以实验.
方案设计是实现目的(解决问题)观念模型.通过方案设计,学生对一系列问题进行认真的分析和周密的思考,发挥了学生主体能动性.每个学生所设计的实验方案也可能不尽相同,这些新颖,独特的方案,体现了学生思维的发散性和独创性.
(四),验证方案程序
自主实践,归纳总结.如果是纯理论的探究验证,学生要求根据事实和科学的理论,并运用逻辑思维,判断思维,确立"理论——假设"的因果关系,组织好逻辑语言来证明假设是否成立,并得出结论.如果是实验探究,学生要认真理解实验的目的,清楚实验步骤,掌握操作要领,严格实验规范,注意实验技巧,合理巧妙地进行实验.在实验中要充分发挥人的感官作用,认真观察现象,记录数据,收集有关信息.探究实验后,不能人为地修改现象和数据,处理数据,分析现象时,要使用符号(化学用语,公式等),设计简单的表格,绘制实验装置图,认真分析实验现象产生的原因,并对其进行正确的理论解释,写出完整,真实的实验报告.在探究过程中遇到困难,同学之间要相互协作,排忧解难.
引导学生解难,培养科学品质.教师在学生的验证过程中是一个"导师"而不是"教师",要引导学生解决实验中遇到的问题,激发和保持学生探究过程的兴趣,培养学生实事求是,认真负责科学态度和坚韧顽强的科学精神.
验证是检验假设的唯一标准,是培养学生实践能力的重要途径.整个验证过程是学生主体能动性的具体表现,这个过程中学生不是被动的参与者和模仿者,而是在教师引导下的主动探究.实验探究有时会受到条件的限制(如:仪器,课时时间,实验员的兴趣等),影响了学生的实践能力的培养,教师要得校方支持,满足教学的要求,动员学生带一些代用品,把部分学生实验改为探究性实验,充分利用书本的探索和研究.有时课堂条件不够,教学程序中的验证假设,只是一个虚拟的实验验证.
(五),交流和评价
自我展现,交流提高.在学生做出结论后,可以进行自我评价,组内评价,教师也可以选择有代表性的学生(或小组)总结探究的过程和探究结果,让全体学生进行评价与辩论,取长补短,自我完善.
教师激励评价,归纳总结.教师在充分了解学生的探究过程,方法和结论的基础上,参与评价,要创设民主,平等,合谐的课堂环境.评价的重点是过程和方法,采取动态的激励性评价,以肯定和激励为主,对有进步的和新颖见解的给予特别表扬,以激发学生学习动机,产生主动学习的内驱力,强化主动创新的意识.同时指出存在的问题和今后努力的方向,以便学生形成科学的探究方法;最后教师归纳总结,使学生形成科学的认知体系,懂得学习方法的多样性.
交流和评价是全体学生学习提高的过程,也是学生自我展现,相互认可,体现自我价值的过程.通过评价使教师了解学生各方面的能力,并作为下一个探究性学习内容的选择,学习目标的确定,教学方法改进的依据.对学生在探究学习过程中的认知,情感,技能方面的评价缺乏手段.对于较为基础,难度不大的的学习内容,由学生独立完成探索的全过程;对于要求较高有较大难度的学习内容,由前后两桌四人小组共同讨论完成探索的全过程.在这个过程中,教师起引导和帮助的作用,教师在课堂中巡视,有时也参与讨论.
指导学生"探究性学习"的教学实例
课题:质量守恒定律演示实验改探究性实验
程序
教师
学生
主导
活动
主体
活动
问
题
程
序
设
置
情
境
我们学过一些化学反应,请大家大胆地猜测一下,在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和同反应后生成的各物质的质量总和有什么关系
用烧杯与试管演示二个实验,①NaOH溶液和CuSO4溶液反应;②Na2CO3粉末和稀盐酸反应.让学生观察反应的现象与天平指针的变化.
提
出
问
题
猜相等.
观察后得出实验①有沉淀,前后质量相等;实验②有气泡,前后质量不相等.
学生产生猜想与实验②二者间的矛盾,质疑:是猜想有问题呢 还是实验②有问题
学生根据观察到的现象提供的情境,会提出实验②有问题.
假
设
程
序
提
供
信
息
演示实验用天平证明反应前后质量是否相等的方法.
提供一些仪器与药品,让四人小组自行选择.{Na2CO3粉末(0.2克),稀盐酸,支试管,特小试管,小气球,细线,橡皮塞,小玻管}
提
出
假
设
假如实验②产生的气体不被"逃"走,前后质量可能会相等.
根据提供仪器与药品可能可以证明.
方
案
程
序
指
导
审
阅
让学生小组设计实验方案,在明胶片上画出装置图,并要讲出简单的实验方法和步骤.(有时要说明气球的作用.)
五种设计方案都很有创新性,请同学讨论并选择,哪一种装置最合适做实验.
要求学生按(D)方案验证,(E)方案①不安全,②实验室不用气球做反应容器.
设
计
步
骤
选择方法:实验法.
装置图:
设计步骤:(略).
2.讨论:A,B,C方案存在严重的问题,气体早"逃"光了,D,E的装置各有优缺点.
验
证
程
序
引
导
解
难
说明注意事项.
巡视引导解难.
实
践
总
结
实验探究.
记录解释.
各组帮助.
交
流
评
价
激
励
评
价
对全过程进行激励性评价.
并提出新探究性问题,如何解决气密性的问题 要求学生回家思考并设计.
补充归纳质量守恒定律.
交
流
提
高
实验的过程和结果.能不能证明假设.
如果失败,原因在何处.
形成概念,掌握探究性方法.
说明:质量守恒定律也可以从理论(宏观,微观)上去探究.
教学效果
通过课堂中指导学生"探究性学习"模式教学,表明该模式对于提高学生的发现问题能力,信息处理能力,假设能力,协作能力和评价能力具有一定的效果.教学班的竞赛和平时成绩从初一到初三逐渐提高,并明显高于其他班级.
参考资料:
1,《化学学习论》,《化学教学系统论》,《化学实验论》
广西教育出版社 1998年6月版
主编:刘知新 著:梁慧珠,吴长龙
2. "自探共研"课堂教学模式探索 《教育研究》2001(2) 姚承智,范永岁
3.《自然科学习题精选》综合题分册 浙江教育出版社 2000年7月
2003年2月
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