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        驗證性實驗和探究性實驗的區(qū)別及轉(zhuǎn)換

        2015-06-01 19:00:31陸啟威
        關(guān)鍵詞:嗅覺探究性通訊

        陸啟威

        小學(xué)科學(xué)實驗基本上可分為兩大類:驗證性實驗和探究性實驗。所謂驗證性實驗就是在學(xué)生既得知識經(jīng)驗基礎(chǔ)上設(shè)計出程式化實驗方案,再由學(xué)生通過觀察和操作,驗證并鞏固習(xí)得知識同時培養(yǎng)實驗技能的實驗方式。而探究實驗則是指學(xué)生在生活實踐和學(xué)習(xí)新知過程中發(fā)現(xiàn)問題,為探索未知知識,通過自己設(shè)計并實施計劃,以直接或間接的直觀材料為研究對象,結(jié)合已有的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察、試驗、討論,總結(jié)出新觀點、新規(guī)律的實驗方式。兩類實驗既有較大區(qū)別又相互補(bǔ)充、相互驗證,在科學(xué)教學(xué)中缺一不可。本文以“探究螞蟻的通訊”為例,試談驗證性實驗和探究性實驗的區(qū)別及其轉(zhuǎn)換策略。

        一、 教學(xué)目標(biāo)上的差異

        驗證性實驗的教學(xué)目標(biāo)是:驗證、鞏固習(xí)得知識,培養(yǎng)觀察和操作能力、以及科學(xué)思維能力。例如“探究螞蟻的通訊”的教學(xué)目標(biāo)是:觀察螞蟻的嗅覺和觸角,弄清楚螞蟻是如何交流信息,識別所行路徑的;學(xué)會設(shè)計螞蟻通訊的實驗情境;學(xué)會做好觀察記錄和實驗總結(jié)。轉(zhuǎn)換成探究性實驗的教學(xué)目標(biāo)是:探究學(xué)習(xí)新知識,培養(yǎng)獨(dú)立探求、觀察和操作能力以及科學(xué)思維能力。于是例如實驗一的教學(xué)目標(biāo)是:探究螞蟻的通訊方式,了解螞蟻在群體中的信息交流;認(rèn)同合作交流的重要性。

        二、 實驗的知識儲備不同

        驗證性實驗是在知識教學(xué)之后進(jìn)行的,它依據(jù)既得知識結(jié)構(gòu)檢驗和鞏固習(xí)得知識并培養(yǎng)實驗技能,其結(jié)果是在學(xué)生預(yù)料之中的。學(xué)生必須有一定的較為系統(tǒng)的知識和能力作基礎(chǔ)。比如學(xué)生實驗前就已經(jīng)了解了“螞蟻的嗅覺和觸覺的特點及功能”“螞蟻能夠通過嗅覺和觸覺傳遞信息”“螞蟻傳遞信息的途徑和方式”等知識,學(xué)生實驗完全在這些知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案設(shè)計,并按部就班地一步步做實驗研究,進(jìn)行已有認(rèn)知結(jié)果的驗證。而探究性實驗是實驗和知識教學(xué)同步進(jìn)行的,邊發(fā)現(xiàn)問題、邊尋找答案、邊歸納總結(jié)。知識伴隨著實驗的結(jié)束而產(chǎn)生,學(xué)生并不一定需要某方面全部或系統(tǒng)的知識儲備。比如:是因為“一個群體動物的個體之間需要通訊”這點知識而引發(fā)“螞蟻是怎樣交流信息?”這一疑問的。從而激發(fā)學(xué)生參與探究的興趣,最后得出兩點結(jié)論:(1)螞蟻的通訊方式之一是依靠氣味,即利用了嗅覺;嗅覺感受器分布在觸角上。此外,螞蟻也會利用觸角的功能相互溝通。(2)沒有通訊,動物的個體間就無法取得聯(lián)系,對群體生活的動物來說,孤立的個體取食和御敵都很困難,不同性別交配繁殖也將受影響。

        三、 實驗程序的差別

        四、 認(rèn)識規(guī)律的差異

        驗證性實驗是以知識驗證知識,屬于“由理論指導(dǎo)實踐,且鞏固理論”的認(rèn)知方式,在這種實驗中并不能產(chǎn)生新知識,只注重習(xí)得知識的鞏固和提高,鍛煉實驗技能。這種實驗適于理論知識較豐富的高年級學(xué)生。比如:學(xué)生必須先通過文字或錄像,也可以通過以前的已有認(rèn)知,知道螞蟻的嗅覺、觸覺及相關(guān)知識,了解螞蟻通訊和識別路徑的方法,然后才能夠設(shè)計合理的實驗方案,并按步驟進(jìn)行獨(dú)立操作,得出正確的結(jié)論。而探究性試驗是以實踐來發(fā)現(xiàn)規(guī)律和知識,是典型的“由實踐到理論”的認(rèn)知方式,同時可衍生出“由理論再回到實踐,以實踐證明理論”的后續(xù)認(rèn)知。這種實驗適于激發(fā)低年級學(xué)生的好奇心、發(fā)現(xiàn)新知識。比如:先由實驗探究出“螞蟻是怎樣交流信息的?”得出結(jié)論后,可能會引起學(xué)生許多其他的疑問,從而用這個結(jié)論作為理論基礎(chǔ),探索其他問題。

        五、 信息整理上的差異

        驗證性實驗的信息來源具有單向性,習(xí)得知識來源于書本和教師,根據(jù)固定的實驗程序進(jìn)行操作,學(xué)生可以獨(dú)立完成實驗全過程,得出一個固定而統(tǒng)一的結(jié)果。比如:首先明確實驗原理和目的要求,學(xué)生只要用準(zhǔn)備好的材料、用具,按照規(guī)定的步驟將實驗做完,就可以順利地觀察到螞蟻是用嗅覺傳遞信息,用觸覺識別路徑的種種情況,不需要總結(jié)什么新知識,只需驗證知識。而探究性實驗由于強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主探究,而且注意小組內(nèi)的配合和組間交流,所以信息綜合交叉、互助互補(bǔ),共同歸納、共同得出結(jié)論,所以在信息整理上出現(xiàn)了兼收并蓄的局面。比如:學(xué)生首先要觀察螞蟻的群體活動,會不會發(fā)聲,怎樣取食等行為,還要會飼養(yǎng)螞蟻,思考怎樣設(shè)計實驗方案,準(zhǔn)備什么材料,怎樣操作,會不會出現(xiàn)意外情況等,這些并不是一個人可以考慮周全的,必須共同商量才能完善。同時實驗的結(jié)果也會多種多樣,必須各組之相互交流尋找規(guī)律才可能得出較準(zhǔn)確的結(jié)論。這就是信息綜合整理。

        六、 思維方式的不同

        驗證性實驗的思維方式是定向思維,求同不求異,從根本上說是一種規(guī)格教育。表現(xiàn)在:實驗的目的和實驗原理明確,材料用具固定,方法步驟不容改變,得到的結(jié)果要求一致或相似,學(xué)生不需要太多的想象和發(fā)揮,只重操作和觀察理解。而探究性實驗的思維方式是發(fā)散思維,突出表現(xiàn)在:提出問題可以多種多樣。比如“螞蟻是怎樣交流信息的?”“螞蟻是群居嗎?”“螞蟻有分工嗎?”“螞蟻靠什么發(fā)現(xiàn)食物?”“螞蟻怎樣通知其它螞蟻?”“螞蟻的觸角有什么作用?”“螞蟻之間怎樣辨別親疏關(guān)系?”等等問題。

        實驗計劃的設(shè)計方案不同,不僅不同的問題有不同的設(shè)計方案,同樣的問題也會有不同的設(shè)計方案。實驗過程中產(chǎn)生的問題多種多樣,解決的方法也多種多樣。比如:學(xué)生會產(chǎn)生:“螞蟻生活環(huán)境怎樣?”“一窩螞蟻有怎樣的結(jié)構(gòu)組成?”“螞蟻養(yǎng)在什么容器中最好?”“螞蟻吃什么?”“用什么材料和食物實驗?”“工蟻中的偵察蟻怎樣才能發(fā)現(xiàn)食物?”“怎樣證實偵察蟻在紙片上留下氣味?”“螞蟻用觸角怎樣表達(dá)?”等問題,從而集思廣益,找出解決辦法。

        七、 實驗結(jié)果的差異

        驗證性實驗的結(jié)果是固定的,是學(xué)生實驗操作必須努力達(dá)到的終極目標(biāo)。比如:實驗的結(jié)果必須能夠觀察到螞蟻嗅覺傳遞信息的過程,再現(xiàn)并觀察到螞蟻識別路徑的辦法,學(xué)會設(shè)計實驗情境的方法和能力,學(xué)生的發(fā)散思維也只能在這一結(jié)果基礎(chǔ)上得以拓展。而探究性實驗中,不僅不同的實驗方案會產(chǎn)生不同的結(jié)果,就是同一方案得到的結(jié)果也會有較大的差別。這種實驗結(jié)果的不確定性得出的結(jié)論也多,必然要通過交流、討論,將事物不同層面的內(nèi)容貫穿起來,才能得出較為正確的結(jié)論,當(dāng)然也會激發(fā)新的探究活動。比如:探究性實驗的假設(shè)可以是多種多樣的,實驗結(jié)論也可以是不同的。這些結(jié)論有的是正確的,有的卻是錯誤的;有的是正確結(jié)論的某一方面,也有的是正確結(jié)論的另一方面。需要表達(dá)和交流才能去偽存真,歸納總結(jié)出正確結(jié)論。

        八、 教學(xué)方法的不同

        學(xué)生實驗的教學(xué)方式有三種:①示范—模仿式,即教師一邊講解一邊做示范性操作,學(xué)生一邊知覺一邊做模仿性練習(xí)。例如,教小學(xué)生使用顯微鏡時,多采用示范—模仿式。②分段并進(jìn)式,即將整個實驗操作的過程分成幾個程序段,學(xué)生在教師的組織和指導(dǎo)下,逐段地獨(dú)立完成實驗操作程序。例如,花的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察實驗,分為外形觀察、內(nèi)部解剖、結(jié)構(gòu)觀察、系統(tǒng)認(rèn)識等。③獨(dú)立操作式,學(xué)生在教師的點撥下,或根據(jù)實驗指導(dǎo)獨(dú)立地完成實驗操作程序。例如,大氣壓力作用下的覆杯實驗等。

        驗證性實驗的教學(xué)以獨(dú)立操作式為主,注意教師的引導(dǎo)示范作用,實驗操作步驟不容置疑,是一種居高臨下的模式化教學(xué)方式。實驗中的情境設(shè)置和實驗流程都作了明確的規(guī)定,實驗現(xiàn)象比較一致。

        探究式實驗的教學(xué)以分段并進(jìn)式為主,強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、自主設(shè)計,教師以合作者和協(xié)助者的身份平等地參與到學(xué)生實驗中去,共同分擔(dān)學(xué)生的煩惱和喜悅,是一民主化教學(xué)的模式。例如:教師雖然明知實驗的結(jié)果,卻對實驗過程不作預(yù)期,只是參與到各小組中出謀劃策,分擔(dān)責(zé)任,實際上是擔(dān)當(dāng)指路人和組織者的角色。

        【責(zé)任編輯:陳國慶】

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