張亮
[摘 要]針對科學(xué)探究教學(xué)中存在的“重過程輕動機(jī)”“重形式輕思維”“重模式輕體驗(yàn)”“重主導(dǎo)輕自主”的“四重四輕”誤區(qū),提出“有效前測,探查前概念”“有效提問,巧設(shè)問題鏈”設(shè)置沖突,改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)”三個(gè)教學(xué)策略,在很大程度上實(shí)現(xiàn)了科學(xué)探究有效教學(xué)。
[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究教學(xué);前概念;誤區(qū);有效前測;問題鏈;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
[中圖分類號] G633.98 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)26-0076-04
一、當(dāng)前科學(xué)探究教學(xué)的主要誤區(qū)
隨著新課程改革的深入推進(jìn),“學(xué)為中心”的科學(xué)探究教學(xué)備受推崇,但在實(shí)施過程中 “偽探究”的現(xiàn)象普遍存在。筆者通過研究總結(jié)發(fā)現(xiàn),當(dāng)前科學(xué)探究教學(xué)存在著“四重四輕”誤區(qū)。
(一)重過程輕動機(jī)
“探究動機(jī)”是推動學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的內(nèi)因和動力,它反映出學(xué)生是出于什么原因和目的去探究問題的。許多科學(xué)教師在實(shí)施探究教學(xué)時(shí)過于看重探究過程本身,而忽視了對學(xué)生探究動機(jī)的激發(fā),導(dǎo)致學(xué)生毫無探究的欲望,為了探究而探究,不會自主去探究。
(二)重形式輕思維
教學(xué)的有效是在學(xué)生的思維活動中發(fā)生的,失去學(xué)生思維的探究活動將只剩下一個(gè)形式的空殼。教師一味追求完成探究形式,以書本知識代替學(xué)生思維,以教師邏輯壓制學(xué)生思維,以學(xué)科的教條約束學(xué)生的思維。久而久之,學(xué)生便習(xí)慣了不質(zhì)疑、不提問、不反駁、不思考。
(三)重模式輕體驗(yàn)
在很多教師看來,提出問題、建立假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集事實(shí)證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)、交流與討論這幾個(gè)環(huán)節(jié)的總和就是探究。如缺少其一探究就不完整。因此,在探究課上總是快節(jié)奏地安排教學(xué)環(huán)節(jié),以至于學(xué)生還沒有真正進(jìn)入狀態(tài)就已經(jīng)結(jié)束,根本沒有深層次的探究體驗(yàn)。
(四)重主導(dǎo)輕自主
為了確保探究任務(wù)能夠順利圓滿地完成,教師對課堂掌控的力度越來越大,主導(dǎo)作用越來越強(qiáng)。學(xué)生只能在教師的背后拼命地跟,探究的自主性蕩然無存,從而也使探究失去了“探”與“究”的應(yīng)有價(jià)值,與新課程改革的初衷相違背。
二、有效科學(xué)探究教學(xué)的策略
針對以上誤區(qū),筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐,提出了以下教學(xué)設(shè)計(jì)策略,并通過實(shí)例談?wù)剬τ行Э茖W(xué)探究教學(xué)的思考。
(一)有效前測,探查前概念
1.“知識前測”搭橋“已知”與“未知”
在科學(xué)探究教學(xué)前,教師應(yīng)合理設(shè)置“前測”,探查學(xué)生的“前概念”,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)“盲區(qū)”和“易錯(cuò)點(diǎn)”,并引導(dǎo)學(xué)生對比分析“已知”與“未知”,從而讓學(xué)生的“學(xué)”有方向、有目標(biāo)、有價(jià)值地進(jìn)行。
【案例1】 《空氣的存在》的“前測”內(nèi)容。
學(xué)生已有“空氣是真實(shí)存在的”這一生活經(jīng)驗(yàn)和知識基礎(chǔ),通過這個(gè)表格的設(shè)計(jì)能讓學(xué)生學(xué)會對比。通過“已知”和“未知”的對比,學(xué)生更直觀地認(rèn)識了空氣的存在。從能力層面來講,這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)更注重學(xué)生對知識的體驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生主動獲取知識,能有效訓(xùn)練學(xué)生舉一反三、推理、質(zhì)疑、類比等能力。
2.“方法前測”體驗(yàn)“動手”與“動腦”
對于科學(xué)教材上可利用生活物品來做的實(shí)驗(yàn),還有課堂上由于時(shí)間、空間有限而無法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)等,教師都可以將它們設(shè)置成家庭小實(shí)驗(yàn)的形式并通過“方法前測”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。
【案例2】《壓強(qiáng)》的“前測”內(nèi)容。
學(xué)生的“前概念”各有不同,學(xué)習(xí)能力、解決問題能力的層次也不同,因此設(shè)計(jì)前3個(gè)問題較簡單,所有學(xué)生只要參與,動動手和動動腦就能完成。而第4個(gè)問題是在理解概念的基礎(chǔ)上聯(lián)系生活實(shí)際來回答,如果能回答出來,說明學(xué)生經(jīng)過了思考并且理解了概念,滿足了對優(yōu)秀學(xué)生思維的培養(yǎng)需求。這比以前學(xué)生思維直接跟著實(shí)驗(yàn)走,把科學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)成走形式的教法,對學(xué)生的思維鍛煉要好很多。
3.“評價(jià)前測”促進(jìn)“思考”與“質(zhì)疑”
傳統(tǒng)備課中,教師也是會考慮學(xué)生的“已知”和“未知”基礎(chǔ)的,只不過這種“知”與“未知”大都憑借教師的經(jīng)驗(yàn)或臆斷,于是教師個(gè)人的“文本解讀能力”和“課堂生成能力”往往極大地影響著課堂教學(xué)的效果。當(dāng)教師這兩項(xiàng)能力均偏弱時(shí),就會出現(xiàn)“教與不教一個(gè)樣”的情況。為此,應(yīng)設(shè)置“評價(jià)前測”,引導(dǎo)學(xué)生思考與質(zhì)疑。
【案例3】《生物的進(jìn)化》的“前測”內(nèi)容。
學(xué)生疑問:
(1)生物的變異完全需要多長時(shí)間?
(2)生物存在變異的原因是什么?
(3)是不是只要是不適應(yīng)環(huán)境的物種就會消失?
(4)為什么仍有適應(yīng)能力較差的生物存在?
(5)還有什么證據(jù)能證明達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說?
(6)生物在進(jìn)化,為什么現(xiàn)在還有低等的生物存在?
(7)如何用達(dá)爾文的進(jìn)化論去解釋生物現(xiàn)象?
……
從上述問題可以發(fā)現(xiàn),以學(xué)生在 “前測”中呈現(xiàn)的知識技能“盲點(diǎn)”或有價(jià)值的“疑點(diǎn)”、學(xué)生學(xué)習(xí)的“興趣點(diǎn)”作為課堂教學(xué)的“出發(fā)點(diǎn)”,以點(diǎn)帶面展開教學(xué);或以學(xué)生學(xué)習(xí)的“已知點(diǎn)”點(diǎn)化學(xué)生的“未知點(diǎn)”,可發(fā)展學(xué)生的思維能力,提高學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力,使學(xué)生通過學(xué)習(xí)不斷受到啟發(fā),能力得到不斷提升。
(二)有效提問,巧設(shè)問題鏈
對于這一觀點(diǎn)的提煉靈感源于一次教學(xué)比賽,比賽教學(xué)內(nèi)容是隨機(jī)抽取的,在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn),學(xué)生對學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)所需要的“電”“磁”等相關(guān)知識基礎(chǔ)不扎實(shí),對“電路”“電表”“磁場”“磁感線”等概念更是一無所知?;诖?,筆者將該課設(shè)計(jì)成“探究課”,具體如下。
1.基于興趣巧設(shè)“情境問題鏈”,激發(fā)學(xué)生的探究欲望
為了更好地激發(fā)學(xué)生探究電磁感應(yīng)的興趣,本節(jié)課上課之前筆者特意設(shè)置了一個(gè)特殊情境,事先將教室里的音箱的電源插頭拔去,并給全班學(xué)生播放音樂,結(jié)果音箱沒有發(fā)出聲音。接著筆者拋出以下“問題鏈”。
此情境中音箱在沒有接電源的情況下發(fā)聲,這與學(xué)生的原有認(rèn)知“音箱沒有電不能發(fā)聲”產(chǎn)生沖突,通過這組“問題鏈”,可有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。
2.基于思維巧設(shè)“引導(dǎo)問題鏈”,有效助推學(xué)生的探究進(jìn)程
為了使學(xué)生真正“卷入”探究過程,突出學(xué)生的主體地位,且成為知識的“探索者”,教師應(yīng)設(shè)置“引導(dǎo)問題鏈”?!耙龑?dǎo)問題鏈”中的每個(gè)問題都應(yīng)依據(jù)學(xué)生的思維而設(shè)計(jì),使每個(gè)問題對接下來學(xué)生的思維變化產(chǎn)生影響。例如,“實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電需要什么條件?”的問題,對學(xué)生來說難度過大,無法有效解答,對此教師可將這一大問題轉(zhuǎn)化為如下系列問題。
此問題鏈中,每一個(gè)問題的設(shè)置都源于對學(xué)生思維的分析,而每一個(gè)問題的提出又對學(xué)生的思維產(chǎn)生了影響。若問題難度已經(jīng)超出了學(xué)生的能力范圍,教師便進(jìn)行問題轉(zhuǎn)換,以降低難度;若學(xué)生回答不完整,則可以追問,引導(dǎo)學(xué)生自我質(zhì)疑;若學(xué)生有疑問,可以將問題反拋給學(xué)生,共同研究??傊瑔栴}鏈的問題由學(xué)生的思維決定,而學(xué)生的思維活動又受問題鏈的引導(dǎo),問題與思維相互作用,共同助推探究的進(jìn)程。
3.基于基礎(chǔ)巧設(shè)“發(fā)散問題鏈”,有效突破探究難點(diǎn)
此節(jié)課中,探究活動的最大困難是學(xué)生尚不知何為“磁場”和“磁感線”,所以無法找出“如何運(yùn)動才能產(chǎn)生電流”的真相。因此筆者將內(nèi)容加以引申,設(shè)置如下問題鏈。
問題1:不同的運(yùn)動方式,造成的結(jié)果不同,你覺得是這些器材里的哪一個(gè)起了影響作用?(引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié))
生1:磁鐵。
問題2:對于“磁”,你知道它的哪些知識呢?(了解學(xué)生的知識基礎(chǔ))
生2:同極相斥,異極相吸;指南針;吸引鐵。
(教師演示“磁鐵不接觸吸引鐵棒實(shí)驗(yàn)”)
問題3:磁鐵不與鐵棒接觸便可以吸引鐵棒,你知道這是如何做到的嗎?
(學(xué)生思考,未能回答)
師:其實(shí)關(guān)于磁,還有一些知識大家尚不知道……
生3:磁場?。ㄎ吹冉處煱言捳f完,生3便脫口而出)
(學(xué)生介紹磁場,教師補(bǔ)充說明)
師:同學(xué)們說得很好,磁鐵周圍確實(shí)存在著磁場,它看不見,摸不著,卻真實(shí)存在。磁鐵不接觸而吸引鐵棒就是通過磁場實(shí)現(xiàn)的。為了說明這一點(diǎn)老師帶來了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。
(教師演示“磁感線模擬實(shí)驗(yàn)”)
評析:問題的設(shè)置使得探究活動更自然地過渡到對磁場的研究。教師再演示“磁感線模擬實(shí)驗(yàn)”,從感性上增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)可度。
問題4:你能找出磁場分布的特點(diǎn)嗎?
生4:好像都連成一條條虛線。
師:科學(xué)上引入“磁感線”來描繪磁場的分布。(教師介紹并用PPT展示U型磁鐵所形成的磁場的磁感線分布)
問題5:你能結(jié)合磁感線,分析一下三種運(yùn)動方式有什么不同嗎?
學(xué)生討論并回答:左右運(yùn)動時(shí),就像鐮刀一樣,磁感線被割斷,而上下運(yùn)動和前后運(yùn)動時(shí)運(yùn)動方向和磁感線是平行的,無交集,所以磁感線不會被割斷。
評析:引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所補(bǔ)充的“磁場”“磁感線”概念,分析電磁感應(yīng)中磁鐵與線圈的相對運(yùn)動方式,繼續(xù)推進(jìn)探究進(jìn)程。
(三)設(shè)置沖突,改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)
筆者以“探究物質(zhì)燃燒條件”為例,闡述如何基于學(xué)生的前概念改進(jìn)實(shí)驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)有效科學(xué)探究教學(xué)。
本節(jié)課的知識難點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識物質(zhì)燃燒需要的三個(gè)條件:可燃物、助燃物和可燃物達(dá)到一定的溫度(著火點(diǎn))?;谏罱?jīng)驗(yàn),學(xué)生對“燃燒需要可燃物”這一條件比較容易理解,而對后面兩個(gè)條件的理解有一定難度,尤其是“可燃物達(dá)到一定的溫度”這個(gè)知識點(diǎn),因?yàn)樵趯W(xué)生的認(rèn)知中,物質(zhì)燃燒是被火點(diǎn)著的,不點(diǎn)火就不能燃燒。
如何通過實(shí)驗(yàn)來修正學(xué)生錯(cuò)誤的前概念并建構(gòu)正確的科學(xué)概念,幫助學(xué)生建構(gòu)物質(zhì)燃燒需要滿足三個(gè)條件(主要是后兩個(gè)),是本節(jié)課要突破的教學(xué)難點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)一:“不用點(diǎn)火也能燃燒”。
教材中的實(shí)驗(yàn)(如圖2所示)是通過“干、濕棉花在酒精燈的火焰上加熱,觀察干棉花能燃燒而濕棉花不能燃燒”來建構(gòu)物質(zhì)燃燒所需的條件,這依然沒有修正學(xué)生的“燃燒必須點(diǎn)火”這一錯(cuò)誤的前概念,學(xué)生很難通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)來得出“物質(zhì)只有在達(dá)到一定溫度時(shí)才能燃燒”這個(gè)結(jié)論。甚至這個(gè)實(shí)驗(yàn)反而會誤導(dǎo)學(xué)生:物質(zhì)跟水接觸就不會燃燒。
基于上述問題,筆者采用如圖3所示的方式改進(jìn)實(shí)驗(yàn),轉(zhuǎn)變學(xué)生的前概念。筆者利用學(xué)生生活中常見的火柴,并把它分為火柴頭和火柴梗兩部分,分別放在銅片上用酒精燈加熱(在銅片上加熱是為了打破學(xué)生一貫認(rèn)為燃燒需要點(diǎn)火的錯(cuò)誤前概念),同時(shí)引入探觸式溫度計(jì)(如圖4)來測溫度,把物質(zhì)燃燒時(shí)的溫度顯性化,直觀地顯示了火柴頭和火柴梗燃燒的溫度,說明物質(zhì)燃燒需要達(dá)到一定溫度,至此“著火點(diǎn)”概念的得出順理成章。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)二:“在水中也能燃燒”。
學(xué)生對“有水就不會燃燒”這一觀點(diǎn)深信不疑,而這會影響學(xué)生認(rèn)識“只要滿足燃燒的三個(gè)條件就一定會燃燒”這一新知。新版的華師大科學(xué)教材中出于安全和實(shí)驗(yàn)效果等原因[白磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量的白煙(五氧化二磷)對教室環(huán)境造成影響,不利于教師和學(xué)生的健康;如圖5中白磷燃燒現(xiàn)象不明顯,且較易浮出水面,在水面燃燒起來引起火星和液滴的飛濺,存在一定的安全隱患]。已經(jīng)刪除了原教材中白磷和紅磷在水中燃燒的對比實(shí)驗(yàn)。其實(shí)我們只要對這個(gè)實(shí)驗(yàn)稍作改進(jìn)就可“兩全其美”。改進(jìn)方案如圖6所示。
兩個(gè)小燒杯內(nèi)分別裝有等量冷水和熱水,放入白磷;兩個(gè)燒杯內(nèi)的白磷均不會燃燒,再用漏斗倒扣在白磷上方,漏斗柄連接橡皮管和玻璃管,往漏斗中吹入空氣,讓學(xué)生親眼看到白磷在水中燃燒這一現(xiàn)象,有力地修正了學(xué)生“有水就不會燃燒”的錯(cuò)誤前概念,同時(shí)該實(shí)驗(yàn)也很好地體現(xiàn)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中重要的“對照、對比”的思想(冷水→熱水、有空氣→無空氣),也更地好證明了燃燒需要助燃物(空氣)。
若把教育心理學(xué)還原成一條原理的話,影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么,影響教學(xué)最重要的因素是教育者是否了解學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么,是否讓學(xué)習(xí)者參與建構(gòu)知識的過程,而非重在記住那些成果。文中筆者提出的“基于學(xué)生前概念的有效前測策略”就是把學(xué)生已知的前概念和未知的發(fā)展區(qū)連接起來的橋梁。經(jīng)過對基于前概念的有效前測的探索,課題組成員發(fā)現(xiàn)科學(xué)課堂教學(xué)發(fā)生了巨大變革,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不斷加強(qiáng),初步達(dá)成了“輕負(fù)高效”的目標(biāo)。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 呂世虎,肖鴻民.中國基礎(chǔ)教育課程與教學(xué)研究[M].北京:中國人事出版社,2002.
[2] 宋乃慶,徐仲林,靳玉樂.中國基礎(chǔ)教育新課程的理念與創(chuàng)新[M].北京:中國人事出版社,2002.
[3] 勵(lì)蘭英.新課標(biāo)初中科學(xué)探究性教學(xué)實(shí)例[M].寧波:寧波出版社,2004.
[4] 傅圣瑾.科學(xué)新課程教學(xué)設(shè)計(jì)與特色案例評析[M].北京:首都師范大學(xué)出版社,2003.
[5] 姬秉新,茍正斐.基礎(chǔ)教育課程改革的歷程與趨勢[M].北京:首都師范大學(xué)出版社,2003.
[6] 秦文孝,肖自明.新課程實(shí)施狀況調(diào)查報(bào)告[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報(bào),2007(3):68-73.
[7] 楊麗琴,張郁.基于認(rèn)知沖突的高中地理概念教學(xué)[D].長春:東北師范大學(xué),2011.
[8] 孔云峰.認(rèn)識學(xué)生前概念,提高科學(xué)教學(xué)有效性[J].科學(xué)教育,2011(1):27-29.
[9] 高淑芹.把握好前概念 建立科學(xué)概念[J].群文天地,2011(24):130.
(責(zé)任編輯 黃春香)