時間:2023-07-25 09:25:05
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很多有識之士指出:我國傳統的科學教育過分強調以傳授科學知識為主,把學生當作接受知識的容器,向學生講授,灌輸自然科學的大量知識及一般規律,學生的學習偏重于機械記憶,分層理解和簡單應用,學生的學習是一種被動的接受性學習,而忽視了學生科學素養,人文精神的培育,即在知識技能上“重理論、輕實踐”,在評價中“重分數,輕技能”。這種學習方式不利于學生創新精神和實踐能力的培養,如果不能有效轉變,將會影響整個國家的人才戰略,影響我們社會的可持續發展。因此,我們的教育應大力提倡改革,在人才教育培養觀念上實現“兩個轉變”,一是由繼承性教育向創造性教育轉變,二是由知識立意向能力立意轉變,使學生由被動接受知識向主動獲取知識轉化,培養學生自主獲取知識、信息的能力,實事求是的科學態度和敢于創新的精神,即要培養學生個性健康發展。
隨著九年義務教育物理新課程的實施,初中物理新課程的課堂教學已經開始由傳統的知識性教學轉向現代化的發展性教學,這種課堂環境的重組和優化,必然促進學生的學習方式發生重大變革,“探究性學習”就是為了適應這種新的變革而倡導的一種新的學習方式。而且這種學習方式貫穿于整個物理新教材之中。探究性學習是指在教師指導下,在學科領域或現實生活情境中,通過學生自己探索式的學習研究活動,在攝取已有的知識或實驗的基礎上,經過同化、組合和探究,獲取新的知識、能力和態度,發展創新素質的一種學習方式。
我校初中物理“探究性學習”課題組全體教師以理論作指導,通過“兩引一放”即引進模式、引導探究、放手探究的程序,在實踐的基礎上不斷摸索,構建了以下初中物理“探究性學習”模式及評價體系。
一、構建初中物理課堂“探究性學習”教學模式
根據物理學科知識與課型特點,我們將物理課堂“探究性學習”分為:實驗式和理論式。
1.實驗式 所謂實驗式探究,就是在科學探究過程中主要是通過做實驗來解決提出的科學問題的一種探究方式,根據問題性質的不同又可分為以下兩種模式。
規律原理探究
規律原理探究是根據物理規律、原理等,先設置一個情境,讓學生提出問題,然后猜想,再通過設計實驗、開展實驗、分析論證來證實猜想是否正確,我們歸納為“八步教學法”,其流程圖如下:
設置情境提出問題猜想設計實驗進行實驗分析論證評估交流拓展延伸
如案例1:探究浮力大小與哪些因素有關
設置情境:演示實驗,將乒乓球放入水中后,乒乓球從水中浮起來,將比乒乓球小的鐵球放入水中,鐵球沉入水底。
提出問題:物體在水中受到的浮力跟什么因素有關?
猜想:學生通過觀察實驗現象,猜想出了可能與物體的密度、物體是否空心,物體形狀等因素有關。
設計實驗:學生根據控制變量法設計出了以下實驗:①將相同體積的鐵塊和鉛球浸入水中,用彈簧測力計測出其得到的浮力。②將不同體積的鐵塊浸入水中,測量其受到的浮力。③將同樣大小橡皮泥做成實心和空心放入水中,觀察其在水中的狀態。④將同樣大小的橡皮泥做成球形和方形放入水中,測出其受到的浮力。
進行實驗:學生分組實驗,分別按照以上實驗方案進行實驗,記錄了以下測量結果或觀察結果:①將相同體積的鐵塊和鋁塊浸入水中受到了浮力相等。②將不同體積的鐵塊浸入水中,體積大的受到的浮力大一些。③同樣大小的橡皮泥做成空心的比實心的受到的浮力大。④同樣大小的橡皮泥做成球形和方形受到的浮力相同。
分析論證:學生根據實驗結果分析:物體受到的浮力與物體的密度無關,與物體是否空心有關,與物體的形狀無關。
評估交流:學生對自己在實驗中的成功和不足之處作出了較高的評價,其中一組在總結自己實驗的成功之處在于組內的同學之相互協作,配合得當,并找到實驗中的不足之處,橡皮泥取同樣大小的時候并未完全相同,在做成空心時開始并沒有漂浮在水面上,重做時,橡皮泥沾上了水,給實驗帶來了一些影響。
拓展延伸:通過上述過程知道了浮力的大小與物體是否空心有關,進一步延伸探究浮力的大小與物體浸入液體體積的關系,學生再次猜想設計實驗得出結論。
測量設計探究
測量設計探究是針對物理教材中的測量問題,依據物理原理,通過設計多種測量方案,進行實驗,而設計的一種探究方式,我們歸納為“五步教學法”,它的流程圖如下:
提出問題設計實驗進行實驗評估交流拓展延伸
案例2:測量小燈泡的電功率
提出問題:怎樣測量小燈泡的電功率?
設計實驗:學生通過分組討論了以下實驗方案:①用電功率表,直接測出。②根據公式P=W/t,記錄電能表上鋁盤轉過的周數和記錄時間來測量計算得出其電功率。③根據公式P=IU,通過用電流表測電流、電壓表測電壓來測量計算電功率。
進行實驗:學生分組進行實驗,由于第①種方案實驗室沒有電功率表,學生按照第②種和第③種進行實驗。
評估交流:學生通過實驗評估得出,應用第③種方案測量既快又方便。
拓展延伸:通過實驗,學生已經發現用電流表和電壓表可以很方便地測出小燈泡的電功率,如果實驗中只有電流表(或者只有電壓表)能不能測出其電功率呢?學生討論分析具體的方案。
2.理論式 科學探究不僅是動手做實驗,但如果把“探究性學習”等同于做實驗,那是對“探究性學習”認識上的膚淺,理論式探究對于培育學生科學的研究思維方式和收集處理信息能力有極其重要作用,我們將理論式探究分為兩種以下模式:
數理推導法
數理推導法是學生在情景基礎上,發現問題,通過建構數理模型,充分運用數理知識從理論上推導出物理定律、原理等,它的流程圖為:
創設情景提出問題猜想建構數理模型理論推導得出結論驗證猜想
信息收集法
其流程圖為:問題提出分組收集信息資料交流評估
如案例3:問題提出:很多交通事故是由于汽車具有慣性引起,交通法規中有哪些與之相關的規定?
分組收集信息資料:布置學生分組收集信息。
交流評估:學生把收集的信息在課堂交流,看誰收集得更全面。
要搞好上述課堂“探究性學習”教學模式,提高教學效果,在實踐中我們領悟到必須做到以下幾點:
1.充分了解學生。教師要利用空余時間采用多種方式與學生進行溝通,知道學生對本章本節內容哪些感興趣,想知道什么,想干什么,知道學生已有的知識儲備如何等,這樣做其目的是使教師更充分利用信息、教具、學生已有知識,更好地設計課堂教學,適應學生,更大地調動學生的積極情感因素,培育學生的探究能力。
2.充分挖掘教材,整合資源。“探究性學習”不是不重結果,它是通過學生的學習過程來建構知識體系,這就要求教師充分挖掘教材潛力,整合教育資源(包括教育設施、信息、教師等)要發揮群體優勢。
3.要有勇氣摒棄應試教育模式,有信心戰勝困難。在新課程的教學中總有相當部分教師(特別是初三教師)總擔心這種課堂教學模式會影響中考成績,總感覺“探究性學習”課堂鬧嗡嗡不成體統,教師好像是配角,勢必給學生一個誤導信號──放任自流。這就需要教師看到教育發展趨勢,認識到傳統教育中存在的弊端。有勇氣拼棄應試教育做法,大力進行實驗改革。當然,在實施“探究性學習”中,會加大教師的工作量,教師要知曉這種教學方式的變革所帶來的困難,一定要有戰勝這些困難的勇氣和信心。
二、構建初中物理課外“探究性學習”活動模式──實踐式探究
實踐式探究是學生根據日常生活的一些現象提出新的問題,通過調查、實驗、制作、創造等方式,解決新問題的一種探究方式,我們根據課外“探究性學習”特點,將實踐式探究總結為以下三種模式:
1.調查探究
主要是學生在開展廣泛的社會調查和資料分析的基礎上再進行深入的研究,一般應用于社會問題的研究課題,它的基本流程圖如下:
選題制定方案社會調查撰寫結題報告評估交流
2.實驗探究
物理學科是一門實驗性很強的學科,放手讓學生利用課余和假日時間,自找器材動手進行一些實驗探究,不但有助于培養學生良好的科學研究的興趣,而且能有效地培養學生發現和解決問題的能力及創造能力,其流程圖如下:
學生選題建立假設設計實驗進行實驗驗證假設交流評估
3.制作探究
制作探究是教師提出一個技術性的問題,通過學生的制作去解決,培養學生的動手能力,應用能力和評價能力,其流程圖如下:
提出問題制訂方案動手制作評估交流
如案例4:自制溫度計
①提出一個技術問題:如何制作一支液體溫度計,能比較直觀地反映氣溫的高低。
②制訂解決方案:要求學生進一步提出解決技術問題的設計建議并制訂解決方案,學生經過交流討論、提出以下方案:
方案一:配制一定量的有色水,裝入小鹽水瓶中,并蓋緊帶孔的橡皮塞,用一端封閉,另一端開口的玻璃管裝上熱水,振蕩一下后,倒掉熱水,迅速地通過橡皮塞上的孔插入到有色水中一定深度,玻璃管溫度下降到常溫后,管內就會上升一段水柱。
方案二:與方案一大同小異,但管內形成水柱的方法不同,把玻璃管封閉的一端放在火焰上燒烤一會兒,再迅速插入到有色水中一定深度。
方案三:與前面方案一,用兩端開口的玻離管插入有色水中,在上端接一帶止水夾的軟管,用抽氣機抽出或用嘴吸出軟管內的一些氣體,有色水就會在軟管內形成水柱,然后用止水夾夾住軟管。
方案四;同前面方案三,用手壓擠塑料管的封閉端(塑料管的一端開口,另一端封閉,且彈性較大),插入有色水中一定深度,放開手,有色水就會在塑料管中上升形成一段水柱,為了確保不漏氣,用凡士林在塑料管四周涂一周。
上述是我們探討出的課外“探究性學習”的幾種模式,在實踐中我們認識到,進行課外“探究性學習”應注意以下兩方面的問題:
1.充分開放學校資源。特別是農村寄宿制中學,學生在校時間長,只有實行學校資源(如微機室、實驗室等)開放,才能給學生提供開展探究性學習必須的場地、器材等,探究性學習活動才能落到實處,發揮其應有的功效。
2.充分放手學生活動。教師在引進探究性學習模式、引導學生開展此類探究后,應充分放手讓學生自己選感興趣的問題,自主探究,不要擔心學生探究失敗,失敗也好,成功也罷,都有益學生,正是探究中吸取失敗教訓,或成功之經驗,在爭論中思辨,碰撞出智慧的火花。
三、構建初中物理“探究性學習”“三位一體”的評價體系
傳統的評價在評價內容上過多地依重學科知識,忽視對學生綜合素質的評定,且評價指標單一,忽視了學生個體之間的差異,因此起不到促進發展學生個性的作用。針對“探究性學習”特點,我們在實踐過程中,本著突出“一個中心”,遵循三個原則,實施“三位一體”的評價體系。
一個中心:即促進學生個性健全發展
遵循三個原則,即:
①評價內容的靈活性:學生是“探究性學習”活動中最重要的實驗因子,但學生是活生生的人,學生個體之間存在差異,學生參與活動的態度、活動經歷、研究的方法、技能掌握、創新實踐能力,不盡相同,因此在評價內容上要注重其靈活性。
②評價方法的多樣性:在探究性學習的評價中采取學生自評、互評、組評、師評等方式結合,在形式上有筆試、口試、觀察、交流、動手制作、實驗、競賽等。
③評價過程的發展性:以往傳統評價只注重終結性評價,而探究性學習既注重階段形成性評價,又注重終結性評價,可通過建立檔案袋式的評價反映出學生個性在各個時期的進步狀況,有利于促進學生個體的發展。
根據以上原則,我們確立并實施了“三位一體”的評價體系,即階段形成性測試+探究性學習課題+日常評價。
階段性形成測試分雙基知識題、探究性學習題、創造能力題、感受與體會題四個部分。
探究性學習課題從選題、計劃、實施、論證等方面評估學生的探究、創造能力。
日常評價:主要是對學生日常參與探究活動的情感態度與研究能力、知識等方面情況進行評價,我們制定了學生物理學習評價表(附后表)(每學期進行兩次評定),評價結果作為日常評價成績,根據以上評價體系,我們將學生個體在不同時期的階段性形成測試、探究性學習課題及日常評價資料按時間順序裝入學生檔案袋中,學期結束三者綜合作為學生本學期的終結性評價,即終結性評價成績二階段性形成測試×35%+探究性學習課題×35%+日常評價×30%。
通過在九年義務教育物理新課程教學中構建“探究性學習”教學模式及“三位一體”的評價體系。我們發現物理教育教學工作出現了一些可喜的變化:
1.促進了學生的全面發展。
由于這些教學模式的運用,不但使學生掌握了探究性學習的一般程序,而且使學生從探究中獲得了無窮的樂趣,培養了學生的探究能力。由于初步構建了“三位一體”的評價體系,從而改變了過去只注重單一“考試分數”的評價方式,使原來操作能力強,但考試分數低的同學樹立了自信心,也認識到自己的弱點,使原來動手能力不強但考試分數高的學生也認識到了自己的不足,因此有利于促進學生全面的發展。
2.提高了學生的科學素養。
實施“探究性學習”前教師感覺學生學習沉悶、思考不主動、知識偏重于機械記憶,學生中考成績低下,實施“探究性學習”以后,通過科學探究,學生不僅學到了科學知識,還體驗到科學研究的過程,了解了科學研究方法,受到了科學價值觀的熏陶。我們發現學生對新課程物理學科的興趣增強了,學生的科學探究能力、創新能力增強了,并要求主動做實驗、多做實驗、自覺地進行課外調查、制作。
3.提高了教師的業務素質
“探究性學習”實施以后課內課外強調學生的自主、開放,教師如何駕馭課堂,如何在有限時間讓學生建構知識體系,對教師提出了嚴峻的挑戰,這就促使教師加強業務學習,加強交流協作,在實踐中努力轉變教學方式,轉變教師角色,提高自己的業務素質。
評價內容
按優良中差分為四等,分別取5、4、3、2
自評
組評
師評
綜合
態度
1.主動、較主動、一般、不主動
2.合作、較合作、一般、不合作
3.認真、較認真、一般、不認真
研
究
能
力
1.特別留心觀察、留心觀察、一般、不留心觀察
2.善于發現問題、能發現問題、一般、不能發現問題
3.善于設計實驗方案、能設計、一般、不能設計
4.能很好完成實驗、能完成、一般、不能完成
5.能設計質量較高的實驗報告、能設計、一般、不能設計
6.善于分析歸納、能分析歸納、一般、不能
7.善于反思實驗、能反思、一般、不愿意
8.善于表達自己觀點、能表達、一般、不能
知
識
1.能很好通過研究獲取、能通過研究獲取、死記硬背、什么都不愿意
2.知識掌握很牢靠、牢靠、一般、不牢靠
3.能應用知識很好解決問題、注重知識應用、一般、不注重知識應用
其
他
1.能充分利用資源、能利用、一般、不能利用
2.能經常虛心求教、能請教、一般、不愿請教
3.能撰寫較高質量的論文、能撰寫一定質量的小論文、能撰寫、不能
4.能設計動手做有一定水平的小制作、能設計動手做、能動手、不能
5.經常做小實驗、不經常做、做過、不做
科學認識論強調,真正的學習已不僅僅是指知識本身,而且還包括獲得知識的過程和方法。知識的再生過程應當以適當的形式重演知識的生成過程;學生所認識的知識,雖然相對于人類而言是已知的,但對學生而言卻是未知的。因此學生要想認識知識,也必須按照認識的一般過程來進行探索。
二、高中化學探究教學的基本模式
探究教學的教學模式多種多樣,但是實質和特征都基本相同,只是在形式上略有差異。在高中化學的探究教學中應該根據教學目標、教學內容、學生的認知基礎等因素的不同進行選擇。一般來說主要包括“實驗探究”和“問題探究”兩種基本模式。
(一)實驗探究模式
“實驗探究模式”是指學生在教師的引發下,運用已有的知識和技能,充當新知識的探索者和發現者的角色,根據自己設計方案,通過實驗探索進行積極主動的分析和思考,去探求未知和解決問題的一種教學模式。其一般流程為:
其主要步驟包含:①在教師指導下進行有針對性的實驗,并對結果進行分析;②提出問題或問題的關鍵所在,從而明確問題;③根據自身已有的認知經驗提出解答問題的猜測和假設;④搜集資料或收集必要的材料設計實驗,驗證假設;⑤作出判斷,形成結論,并進行合理的評價并與他人交流。
案例1:褪色原因的探究
實驗情景:在NaOH溶液加幾滴酚酞溶液,溶液變紅,再加幾滴新制氯水,變無色。
提出問題:為什么試管中的酚酞最終變為無色?
提出假設:①NaOH與氯水中HCl、HCIO發生中和反應,使C(OH-)減小,酚酞褪色。
②氯水中HCIO氧化酚酞使其結構破壞而褪色。
實驗探究:①在含酚酞的NaOH溶液申,滴入HCl溶液至溶液褪色,返滴NaOH溶液,又呈紅色。
②在含酚酞的NaOH溶液中,滴入氯水至溶液褪色,再滴NaOH溶液,溶液不變紅色。
交流評價:學生在討論、交流基礎上獲得共識。
得出結論:新制氯水使NaOH的酚酞溶液褪色,是由于HCIO的氧化漂白作用。
(二)問題探究模式
“問題探究模式”是指以學生為主體,以學生主動探索問題的實踐活動為策略,使學生在學習中理解并初步嘗試科學研究的基本過程。此模式教學貫徹“問題解決”這一中心,其根本目的是為了能達到學生知識的主動構建。其一般流程為:
其主要步驟包含:①教師設計適當的問題情景,使學生發生認知沖突;②運用猜想與假設,與認知結構中的前概念建立聯系;③在對各種假設整理歸納的基礎上,鼓勵學生設計出合理的探究方案;④通過實驗探究或邏輯推理,驗證假設,尋求認知沖突的解決;⑤引導學生以科學概念代替錯誤概念,達到認知重組。
案例2:苯的結構的探究
提出問題:苯分子具有怎樣的結構?
討論交流:學生討論交流,對給予的大量信息做初步的分類與思維加工。
形成假設:假設一:若苯分子為鏈狀結構。(試根據苯的分子式寫出二種可能
的結構)
假設二:若苯分子為環狀的結構。(試畫出可能的結構)
設計方案:①能否使溴水褪色?
②能否使酸性高錳鉀溶液褪色?
史實情景:介紹化學史實。
討論交流:學生討論并預測結論。
結論階段:確切地表示苯分子的結構。
三、高中化學探究教學的基本程序
1.創設問題、引發探究。學生的學習過程就是一個不斷發現問題、分析問題、解決問題和再去認識更高層次問題的過程。問題對于學習過程來說,有著至關重要的引導作用。以問題為中心,圍繞科學的并能激發學生思維的問題展開教學,也是探究教學的重要特征。創設探究情境就是創設一種提出問題、探索問題的教學情境。
2.活動探究、探索問題。明確問題之后,教師要組織學生圍繞問題進行活動探究,該過程是整個探究教學的關鍵環節,它一般包括猜想假設、制定計劃、收集證據、解釋結論、評價交流幾個基本要素。探究活動中可以突出其中的一個或幾個要素,各個要素的順序也可以因探究的內容不同作適當調整。
3.評價教學、完善探究。教學評價是教學各環節中必不可少的一環,一般包括學生自我評價與教師評價。學生自我評價就是學生對探究學習過程和結果的反思與評價、表達與交流的過程。評價的內容主要涉及學生的探究活動準備情況、對探究內容的興趣度、探究過程中的參與度、探究活動中合作交流情況、對探究活動結果的正確性及滿意度等。教師評價是教師對學生探究學習進行評價,可以采用書面測試、活動表現評價等方式。
四、高中化學探究教學中的兩個關鍵:假設與驗證
探究教學的過程一般包括“提出問題-查詢資料-建立假設-實驗驗證-形成結論-評價交流”等幾個基本環節。化學是以實驗為基礎的學科,其探究活動的核心應該是“建立假設”與“實驗驗證”兩個環節。
(一)建立假設
“假設”是指學生根據已有的學習經驗,對需要探究的問題猜想出來的一種或多種可能的答案或結論,它是科學探究的重要特征之一。教師要對學生提出的假設不要做太多的評價,但是要引導他們對種種假設進行整理歸納,教師對學生因知識上的欠缺而產生離題的假設要給予必要的啟發,為學生提出恰當的假設鋪路搭橋。一般可以運用歸納法、演繹法、分類法、類比法等方法引導學生提出假設,現以歸納法為例予以說明。
案例3:鹽類水解的探究
實驗情景:醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液分別滴加酚酞和石蕊試劑。
明確問題:醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液酸堿性為什么不同?
分析討論:醋酸根與水電離的氫離子結合生成弱電解質醋酸,所以溶液顯堿性。
歸納假設:某鹽離子能與水電離出的氫離子結合生成弱電解質,則溶液顯弱堿性;某鹽離子能與水電離出的氫氧根離子結合生成弱電解質,則溶液顯弱酸性。
實驗驗證:通過實驗驗證假說的正確性,明確適用范圍并形成理論體系。
交流運用:應用于解決實際問題。
(二)實驗驗證
任何假設與猜想都必須通過實驗進行驗證,在這個過程中要把假設變成可行的、具體的實驗方案。學生要選擇實驗的用品和設計實驗的步驟,對學生而言這一步難度較大,教師不僅要給予學生知識上的鋪墊,還要給學生探究方法上的指導。學生自行設計實驗方案后,首先要討論其安全性;可行性、簡約性。對有些不能解決的問題教師要及時給予點撥,激活學生思路的中斷點,引導學生克服思維定勢,尋找解決問題的方法。在點撥學生時,不宜多講更不能代勞,只要把關鍵的問題點到即可。
案例4:苯酚與鈉的實驗探究
設計方案1:直接加熱苯酚,使其熔化,然后再加入鈉進行反應。
學生評價:苯酚有毒、易氧化,苯酚在加熱時顏色會發生變化,而影響實驗效果。
設計方案2:用乙醇把苯酚溶解,形成苯酚溶液,然后再加入鈉進行反應。
教學關注:理論聯系實際。化學來源于生活,應用于生活,教學中加強理論聯系實際,結合實際生活和生產,運用化學知識解決生活中的化學問題,解釋生活中的化學現象。
第12題:本題提供了五套簡單裝置,考查學生(1)實驗室常見儀器的名稱;(2)實驗室制取氧氣的裝置組裝、原理(化學方程式的書寫);(3)實驗室制取氣體裝置氣密性的檢查。(實驗室制取氧氣,本題從常見儀器、反應原理、實驗裝置等多角度全面考查學生的實驗技能)。近幾年來,化學實驗一直是中考考點:常見儀器的辨識,實驗的基本操作,同時考查相關實驗的反應原理(化學方程式的書寫)。
教學關注:強化實驗教學。強化課堂學生實驗教學和師生合作探究性實驗的教學,讓學生充分體驗化學實驗的過程,并感受化學實驗的快樂。
第13題:生產硫酸的簡要流程圖。本題以生產硫酸為情境,主要考查以下知識點:(1)氧化物;(2)化學反應充分進行的影響因素;(3)化學方程式的書寫;(4)稀釋硫酸的實驗操作;(5)高爐煉鐵的原料。綜合性較強,先要學會看流程圖,理解各個步驟的轉化關系,然后根據理解的流程圖及提供的信息進行答題,此題有一定的難度。
教學關注:加強簡單的流程圖的理解,分析流程圖中的轉化,訓練流程圖中涉及轉化的化學方程式的書寫,以及由簡單的流程圖所遷移到的有關知識點。
第14和15題:這兩道均是以實驗為主的科學探究性試題。科學探究是新課程改革的一個亮點,它既是一種科學有效的學習方法,也是一項重要的學習內容,其主要包括八點:提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、搜集證據、結論與解釋、反思與評價、交流與表達。
第14題:對“維C泡騰片與水反應所產生的氣體”進行探究,本題重點考查的內容有:(1)猜想與假設;進行實驗,得出結論及遷移的探究(維C泡騰片溶液的酸堿性)。基本知識點清晰明了。
第15題:對“鋅與硫酸反應快慢的影響因素”進行探究。本題重點考查的內容有:(1)猜想與假設;(2)實驗;(3)數據分析;(4)評價與反思。第(1)個問題,寫出鋅和稀硫酸反應的化學方程式,考查的是金屬活動順序相關知識點;第(2)個問題,量筒旨在測水的體積,實際上也是集氣瓶中收集到的氫氣的體積;第(3)個問題,通過分析實驗的表格中的數據,應該能找出答案;而第(4)個問題有難度,因為答案不唯一,找出合理的,就是正確的;難點在第(5)(6)兩題,答案不是唯一的,合理的就是正確的。
教學關注:加強學生語言表達。2013年的中考試卷中,開放性試題對學生的語言表達能力進一步提出較高要求:學生的思路要合理、清晰,學生的語言表達要完整、準確、精煉(用最簡潔的語言表達最明確的含義),學生的書寫要工整、美觀、規范。
第16題:本題屬于化學計算,對于化學計算,近幾年的中考都是比較淡化的,沒有難度很高的計算題。初中化學計算一般有相對分子質量的計算、根據化學方程式進行的簡單計算、溶液濃度的計算和固體物質質量分數的計算四種類型,不同類型的化學計算中還有很多類型的計算題型,但從近幾年的中考化學計算題來看,難度較小。本題屬于根據化學方程式進行的簡單計算。關鍵在于準確地寫出化學方程式,及根據化學方程式進行計算的格式。
教學關注:準確書寫化學方程式,正確分析化學方程式中各物質的關系,注意根據化學方程式進行計算的格式。
通過今年安徽中考化學主觀試題的賞析,可看出安徽省化學中考重視基礎,著重探究,為初中化學的教學提供了方向。我覺得2014年的初中化學教學時應該注意:把握課程標準,認真研究考綱,扎實基礎知識。
如今的中考試題不是知識點的簡單記憶和重現,而是將化學知識貫穿在分析和解決實際問題的情境中,注重探究、體現開放。而《課程標準》和《考綱》不僅是教師教學的準則,也是中考試題的命題依據。所以在教學中一定要面向全體學生,培養學生學習化學的興趣,幫助學生掌握科學的學習方法,立足課標、吃透教材、夯實基礎。
要使探究性實驗能夠順利完成,實驗前的準備必不可少。
1. 明確實驗目的
老師必需明確在課堂上準備讓學生做什么實驗,實驗的目的是什么。每一次的實驗,都應該向學生明確這一次進行什么實驗。
2. 精心準備實驗器材
作為科學老師,都知道不同的實驗材料對實驗能否順利進行影響極大,因此科學教師應該對選用的實驗器材有所了解,最好都能夠親自試一試,才不會在實驗當中出現意料之外的結果。
3. 合理組合實驗小組
在課前組建適當的實驗小組是順利完成探究任務的基礎。一般說來,適當的小組人數不宜過多,一般4到6人為宜。有了合適的小組成員,還得給小組的每位成員安排合適的任務。筆者給每個小組設置了材料員(負責實驗材料的交收和保管)、實驗協調員(負責監管整個實驗的過程,安排各位成員的分工)、實驗記錄員(負責填寫活動記錄表)及匯報員(負責組織實驗后的匯報)。每個小組成員都有具體的任務,并且每節課都會適當的調整他們的任務,讓學生輪流擔任各個任務。這樣不但可以讓學生有明確的分工,不再糾纏于誰該做什么,而且能讓學生在不同的方面得到鍛煉與提高。
4. 科學設計實驗記錄表
在探究性實驗過程中,學生應該及時進行觀察并把結果記錄下來,但小學生年紀小,書寫能力有限,這就要求我們在設計實驗記錄表的時候要注意降低難度,減少文字性的表達內容。實驗記錄表可以采用多種方式設計,可以是表格式的,把一些選項都列舉出來,讓學生以選擇或打勾的方式完成,也可以讓學生用圖式的方式代替文字的表達。
二、探究性實驗過程的指導
在實驗過程中的指導是實驗能夠完成的關鍵因素,探究性實驗的指導包括整體性的指導和個別指導。
1. 整體性指導
整體性的指導是指面向全體學生進行了對實驗目的、要求、操作過程的指導。在這個過程中,教師應該向學生明確本次實驗活動的任務是什么,有什么要求,以及實驗的流程是怎么樣的。這些內容較多,建議用PPT的方式呈現給學生。實驗的步驟如何較多或較復雜,最好能夠把流程在學生的記錄表上有所呈現。
除此之外,教師要教會學生操作實驗儀器,讓學生認識一些儀器的名稱,能夠使用正確的名稱。
每次實驗活動前,對于一些容易出現問題的地方教師可以特別進行指導,讓學生在進行操作時重點注意。對于一些涉及安全的操作更加要在整體指導時講清楚,避免實驗當中出現意外事故。
2. 個別指導
實驗過程中的個別指導,實際上是指對整個實驗小組的個別指導。個別指導一般是在學生開始實驗探究的開始后,老師巡視活動過程中進行。當學生的活動開始后,老師不能自顧做自己的事,而應該關注學生的活動情況。在活動開始之后,往往會有一些小組還沒有弄清實驗該如何做,或者在做實驗的過程中遇到各種各樣的問題,這時候就十分需要教師的指導了。老師在巡視的過程中,要善于發現學生的困難,并對具體的問題作出指引。
三、探究性實驗后的匯報交流
所謂匯報,就是以小組為單位把自己的設計思路、實驗過程,實驗結果等的內容進行一定整合,用文字、圖畫或其他方法呈現給全班同學,并在這個過程中和其他小組同學進行交流。匯報往往是科學探究的核心部分,匯報交流做好了,學生的收獲會更大。
1. 組內交流篩選好匯報人選
在實驗結束之后,讓各小組有一定的時間在組內先進行交流,選出合適的人選進行匯報,就能夠有效地節省時間,避免因為表達不清而導致的拖延。
2. 強調傾聽,培養學生認真聽的習慣
一
課堂是學校生活最基本的構成部分。對于教師而言,課堂是生命中最重要的舞臺,它的質量,直接影響教師對職業的感受和專業水平的發展。對于學生而言,課堂是張揚個性、體驗成功的主要陣地,它的質量直接影響學生當前及今后的發展和成長。華東師范大學葉瀾教授在《讓課堂煥發出生命活力》一文中充滿激情地呼吁:“課堂教學應被看做師生人生中一段重要的生命經歷,是他們生命有意義的構成部分。”
但是長期以來,我們把學生看成是接受知識的容器,奉行“填鴨式”的歷史教育,高中歷史課堂變成為應試教育服務的功利性教學,學生只是被動、機械地學習歷史知識,整個課堂非常壓抑、沉悶,缺乏應有的生命活力。在實施素質教育的今天,歷史課程理念發生了巨大的變化。在歷史課堂教學中不僅重視基礎知識的落實,而且重視學生學習能力的培養;課堂上也不再強調教師的講解,而更多的是培養學生的探究意識和人文精神。歷史教學觀的巨大變化,要求教師在教學手段上多樣化,在教學構思上更多地力求構思的精細化,在課堂教學中更多地注重課堂的互動性和生成性。而這些新理念的實踐需要通過優化課堂教學流程得到檢驗。因此,在新課程理念下,對原有的歷史課堂教學流程進行整體重構與設計成為一種必不可少的教學良策,成為提高課堂教學質量的關鍵所在,成為促進學生全面發展、個性發展的重要途徑。
所謂歷史教學流程,從本質上說與教學過程的內涵是一致的,都是指教學活動的展開過程,是教師根據學生身心發展的特點,借助一定的教學條件,指導學生通過認識教學內容從而認識客觀世界,并在此基礎之上發展自身的過程。但從詞語本身的含義來講,《現代漢語詞典》將“過程”釋義為事情進行或發展所經過的程序,“流程”釋義為水流的路程。顯然,流程不是一個靜態的概念,它較之于過程更具動態感和生成性。從新的教學理念來講,教學流程比教學過程更能體現以學生為主體。課堂上學生的思維是發展的、動態的、生成的,所以,教學活動的展開不是過程,而是流程。將“教學過程”改為“教學流程”體現出對新教學理念的準確把握。
高中歷史教學流程的整體重構與設計是建立在一定的教學理論和實踐基礎上的,既是教學理論的具體化,又是教學經驗的系統概括。歷史教學流程的整體重構與設計緊扣教學大綱及新課程標準,以歷史教材為載體,以信息技術為手段,在先進的教學思想和教育理論的指導下,使各種教學資源、教學要素、教學環節及其各成分經過重新構建、有機聯系、互相融合,在整體優化的基礎上產生凝聚效益,從根本上改變傳統的教學方式和學生被動學的學習方式,以期對提高學生的主體性、創新性,培養學生的創新精神和實踐能力產生深遠的影響。整體重構與設計過程既要進行觀念的更新、理論的批判,又要在教學改革中探討新的實踐形態。
二
我校歷史教研組“十一五”期間實施的課堂教學流程是“了解—理解—見解”歷史“三步曲”。“了解”是歷史學習的第一步,即了解歷史事實、梳理歷史線索、概括階段特征等。“了解”的要義一定要“精準”,歷史是一門科學,科學要求準確嚴謹。諸如歷史事件中的時間、地點、人物和經過等,要準確無誤地掌握。梳理歷史線索,有助于形成知識結構;概括階段特征,便于立體地把握歷史知識。“理解”是歷史學習的第二步,即要弄清歷史事件、歷史現象的因果關系,揭示歷史偶然性和必然性的辯證關系,理解重要的歷史概念等。理解的要義一定要“深刻”,這就要求課堂學習時應精讀、細讀、有重點地閱讀;要善于綜合閱讀,諸如歷史地圖、歷史材料、圖片乃至注釋都應有目的地讀一讀;學習時,要討論,要探究,要思考,要查閱資料,要整理筆記,生生合作,師生交流。形成“見解”是歷史學習的第三步,即從歷史的成敗得失中總結經驗教訓,從紛繁的歷史現象中獲得深刻的歷史啟迪,善于在歷史的聯系比較中獲取真知,運用正確的史觀對人物、事件進行歷史的、科學的評價。“見解”的要義是“新穎”,要有自己的思想和獨立的人格。
對原有的課堂教學流程進行整體重構與設計是每一位中學歷史教師經常思考并為之不斷實踐、探究的話題。“了解—理解—見解”歷史這一教學流程由淺入深、循序漸進,遵循學生的認知規律,但其最大問題在于它的普適性,與歷史學科的切合度不夠緊密。歷史學是認識和闡釋人類社會發展進程及其規律的一門科學,與人類在政治、經濟、文化、社會等方面的活動密切相關。通過歷史教學讓學生了解人類社會的發展過程,從歷史的角度認識人與人、人與社會、人與自然的關系,從歷史中汲取智慧,提高人文素質,形成正確的人生觀和價值觀,從而更好地在德、智、體、美等方面全面發展。鑒于此,我校歷史教研組立足于校情學情,并結合學科特點,對原有的課堂教學流程進行整體重構與優化,那就是“親近—探究—感悟”歷史。
(一)“親近”歷史。歷史具有過去性,時間一旦過去,歷史不再重演。這一環節依據歷史學科的過去性特點,通過多元化的文本閱讀,全面地接觸歷史學習的內容,梳理歷史線索,還原歷史真實。這一環節需要教師提供大量相關的歷史資料,如史料、圖表、漫畫等作為支撐,借助多媒體手段創設歷史情境,將與教學有關的信息盡可能地以視聽方式呈現給學生,使歷史活起來、動起來,為學生營造歷史的氛圍,從而激發學生的積極情感,撥動學生的情感之弦,讓學生在情理交融中完成由情入理的深化。蘇霍姆林斯基曾說:“所謂課上得有趣,這就是說,學生帶著一種的激動的情緒從事學習和思考,對面前展示的真理感到驚奇,甚至震驚,學生在學習中感受到自己的智慧力量,體會到創造的歡樂,為人的智慧和意志的偉大而感到驕傲。”很明顯,創設歷史學習的情境,能夠拉近歷史與現實的距離,學生能夠感受到歷史的脈搏,也正是由于教師為學生創設了生動真實的學習情境,才能激發學生學習歷史的積極情感,使學生感受到美、欣賞到美、創造出美。
(二)“探究”歷史。“學貴有疑,疑則有進”。教學是思維的工具,學生的積極思維往往是由問題開始的,又在解決問題的過程中得到發展。這一環節教師可以依據教材內容,在新舊知識的連接點上,在教學的關鍵處設計幾個問題,這些問題要符合學生的認知水平和心理特征,要有思維的層次性和梯度。然后讓學生自主合作、思考探究,最后解決問題。引導學生由淺入深,層層遞進,激發學生探索知識的興趣和熱情。同時要敏銳地捕捉學生的疑問,大膽放手,讓學生自主學習、合作探究,使他們真正成為知識的發現者、研究者和探索者。歷史探究活動是一種建構性的、追求協商的、尊重個性的體驗課程觀。探究活動的“驗”質,深深植根于學生的精神世界,并通過師生對話、生生合作及師生圍繞問題展開的探究過程使個體獲得關于人、自然、社會和自我統一的情感體驗,從而實現對既往“經驗”的超越。在美國課程論專家古德萊德為課程劃定的五個層次中,體驗層次的課程被置于最重要的地位,同時也被認為是最不易實現的課程。正因為如此,我們才更應在教學實踐中開展豐富多彩的探究活動,真正實現學生的全面發展和人文素質的普遍提高。
翻轉課堂教學法,是通過課前預習基礎資料和相關信息收集,在課堂上達成資料的交流和匯總,進一步解決課前提出相關案例中的問題,同時落實了知識技能的掌握。
現以《細胞分化》為例,介紹讓STS教育理念真正實施的翻轉課堂教學模式。
【教材分析】
本節《細胞分化》內容安排在《細胞增殖》之后,體現了生命活動的規律。其重點是細胞生命歷程中的一個環節――細胞分化,以及與細胞分化相對的細胞的全能性。這些內容都是和現代的生物發展前沿密切聯系的,也是和生活社會相關聯的。
【學情分析】
學生在初中對“細胞分化”、克隆羊的形成都有初步的認識,在本冊書第三章對細胞核的功能的探究實驗中明確了細胞核的功能,也了解了核移植的操作。在第五章的一些實驗探究中應該已經具備了一定的科學探究能力。
該節課中,學生應該通過合作學習完成對“白血病”的病因和治療的探究,獲得對細胞分化、細胞全能性的深刻理解和對探究方法的應用能力。
【教學方法】
1.案例教學法
2.翻轉課堂教學法
3.小組合作學習的方法
【教學目標】
1.讓學生理解“細胞分化、干細胞和細胞的全能性、植物組織培養等”新名稱;
2.用這些知識理解生活中的實例、探究生活及科學中的問題;
3.學會搜集資料、表達自己的觀點,匯總整理知識;
4.掌握科學探究的一般方法;
5.培養學生關心社會、樂于探究的精神。
【教學過程】
一、課前預習
1.課前預習完成相關的名詞解釋:細胞分化、細胞全能性、植物組織培養
2.小組合作搜集資料――白血病的成因和治療方法(發放合作小組學習過程記錄表)
二、課堂
1.科學探究“白血病的病因和治療方案”
在這一環節結束后,教師提醒大家回顧這個探究的流程,提示可以按照這個一般方法來進行其他的探究。
2.學以致用
案例1:鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅細胞呈鐮刀型,運輸氧氣能力低。該病在我國廣東的發病率較高,危害嚴重(略),你分析可以有哪些方法來治療該疾病?
案例2:瀕危植物紅杉,(具體作用略)如何來保護呢?
(提示用科學探究的方法來實際應用。)
通過案例2完成植物細胞分化、植物細胞全能性、植物細胞的組織培養的相關知識的理解和掌握。
(更多由學生自主學習,同時提醒學生充分應用書本提供的資料。教師通過觀察引導來協助探究。)
3.小結
學生分組小結,理出本節課的知識框架。(教師建議學生要注重概念與應用案例一起整理。)
4.課后拓展
你能用今天所學的知識來幫助科學家探究治療帕金森綜合癥的方法嗎?
(可以寫成論文、科學探究流程圖等形式)
【教后反思】
1.在教學研討中,有人質疑課前的預習會不會占用學生大量的學習時間。
其實課前的預習任務中名詞解釋,通過10分鐘不到的看書就可以完成,預習任務2白血病的成因和治療方法,可將“成因”與“治療方法”分開去檢索相關資料,不到5分鐘就可以完成,因此對每個學生最多只需要15分鐘的時間就可以。
當他們在這預習中感到困惑時,也就獲得了去學習探究的動力,這正是“翻轉課堂”的魅力所在,讓學生帶著問題帶著求知的渴望進入課堂,這樣的課堂必然收獲多多。
2.這一節的知識對高中生來說,理解難度不大,在分組討論交流時,相關的概念“細胞分化”“細胞全能性”等都已經被當成熟悉的知識來應用,他們在分析白血病病因、討論治療方案時,已經涉及到把癌變、衰老等內容。因此,《細胞的生命歷程》整個一章中,給學生一課時將細胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌變都先進行簡要的預習(布置預習學案),再來完成這些案例探究,知識體系學習,就更具有完整性,也能讓學生在提出自己的觀點時,能對細胞的了解更全面。
認識的過程一般都遵循著“實踐-認識-再實踐-再認識……”的總規律,但科學探究作為一種特殊性的認識,其認識過程模式一般為:
科學認識論強調,真正的學習已不僅僅是指知識本身,而且還包括獲得知識的過程和方法。知識的再生過程應當以適當的形式重演知識的生成過程;學生所認識的知識,雖然相對于人類而言是已知的,但對學生而言卻是未知的。因此學生要想認識知識,也必須按照認識的一般過程來進行探索。
二、高中化學探究教學的基本模式
探究教學的教學模式多種多樣,但是實質和特征都基本相同,只是在形式上略有差異。在高中化學的探究教學中應該根據教學目標、教學內容、學生的認知基礎等因素的不同進行選擇。一般來說主要包括“實驗探究”和“問題探究”兩種基本模式。
(一)實驗探究模式
“實驗探究模式”是指學生在教師的引發下,運用已有的知識和技能,充當新知識的探索者和發現者的角色,根據自己設計方案,通過實驗探索進行積極主動的分析和思考,去探求未知和解決問題的一種教學模式。其一般流程為:
其主要步驟包含:①在教師指導下進行有針對性的實驗,并對結果進行分析;②提出問題或問題的關鍵所在,從而明確問題;③根據自身已有的認知經驗提出解答問題的猜測和假設;④搜集資料或收集必要的材料設計實驗,驗證假設;⑤作出判斷,形成結論,并進行合理的評價并與他人交流。
案例1:褪色原因的探究
實驗情景:在NaOH溶液加幾滴酚酞溶液,溶液變紅,再加幾滴新制氯水,變無色。
提出問題:為什么試管中的酚酞最終變為無色?
提出假設:①NaOH與氯水中HCl、HCIO發生中和反應,使C(OH-)減小,酚酞褪色。
②氯水中HCIO氧化酚酞使其結構破壞而褪色。
實驗探究:①在含酚酞的NaOH溶液申,滴入HCl溶液至溶液褪色,返滴NaOH溶液,又呈紅色。
②在含酚酞的NaOH溶液中,滴入氯水至溶液褪色,再滴NaOH溶液,溶液不變紅色。
交流評價:學生在討論、交流基礎上獲得共識。
得出結論:新制氯水使NaOH的酚酞溶液褪色,是由于HCIO的氧化漂白作用。
(二)問題探究模式
“問題探究模式”是指以學生為主體,以學生主動探索問題的實踐活動為策略,使學生在學習中理解并初步嘗試科學研究的基本過程。此模式教學貫徹“問題解決”這一中心,其根本目的是為了能達到學生知識的主動構建。其一般流程為:
其主要步驟包含:①教師設計適當的問題情景,使學生發生認知沖突;②運用猜想與假設,與認知結構中的前概念建立聯系;③在對各種假設整理歸納的基礎上,鼓勵學生設計出合理的探究方案;④通過實驗探究或邏輯推理,驗證假設,尋求認知沖突的解決;⑤引導學生以科學概念代替錯誤概念,達到認知重組。
案例2:苯的結構的探究
提出問題:苯分子具有怎樣的結構?
討論交流:學生討論交流,對給予的大量信息做初步的分類與思維加工。
形成假設:假設一:若苯分子為鏈狀結構。(試根據苯的分子式寫出二種可能
的結構)
假設二:若苯分子為環狀的結構。(試畫出可能的結構)
設計方案:①能否使溴水褪色?
②能否使酸性高錳鉀溶液褪色?
實驗驗證:通過實驗這些結構又一一被了。
史實情景:介紹化學史實。
討論交流:學生討論并預測結論。
結論階段:確切地表示苯分子的結構。
三、高中化學探究教學的基本程序
1.創設問題、引發探究。學生的學習過程就是一個不斷發現問題、分析問題、解決問題和再去認識更高層次問題的過程。問題對于學習過程來說,有著至關重要的引導作用。以問題為中心,圍繞科學的并能激發學生思維的問題展開教學,也是探究教學的重要特征。創設探究情境就是創設一種提出問題、探索問題的教學情境。
2.活動探究、探索問題。明確問題之后,教師要組織學生圍繞問題進行活動探究,該過程是整個探究教學的關鍵環節,它一般包括猜想假設、制定計劃、收集證據、解釋結論、評價交流幾個基本要素。探究活動中可以突出其中的一個或幾個要素,各個要素的順序也可以因探究的內容不同作適當調整。
3.評價教學、完善探究。教學評價是教學各環節中必不可少的一環,一般包括學生自我評價與教師評價。學生自我評價就是學生對探究學習過程和結果的反思與評價、表達與交流的過程。評價的內容主要涉及學生的探究活動準備情況、對探究內容的興趣度、探究過程中的參與度、探究活動中合作交流情況、對探究活動結果的正確性及滿意度等。教師評價是教師對學生探究學習進行評價,可以采用書面測試、活動表現評價等方式。
四、高中化學探究教學中的兩個關鍵:假設與驗證
探究教學的過程一般包括“提出問題-查詢資料-建立假設-實驗驗證-形成結論-評價交流”等幾個基本環節。化學是以實驗為基礎的學科,其探究活動的核心應該是“建立假設”與“實驗驗證”兩個環節。
(一)建立假設
“假設”是指學生根據已有的學習經驗,對需要探究的問題猜想出來的一種或多種可能的答案或結論,它是科學探究的重要特征之一。教師要對學生提出的假設不要做太多的評價,但是要引導他們對種種假設進行整理歸納,教師對學生因知識上的欠缺而產生離題的假設要給予必要的啟發,為學生提出恰當的假設鋪路搭橋。一般可以運用歸納法、演繹法、分類法、類比法等方法引導學生提出假設,現以歸納法為例予以說明。
案例3:鹽類水解的探究
實驗情景:醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液分別滴加酚酞和石蕊試劑。
明確問題:醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液酸堿性為什么不同?
分析討論:醋酸根與水電離的氫離子結合生成弱電解質醋酸,所以溶液顯堿性。
歸納假設:某鹽離子能與水電離出的氫離子結合生成弱電解質,則溶液顯弱堿性;某鹽離子能與水電離出的氫氧根離子結合生成弱電解質,則溶液顯弱酸性。
實驗驗證:通過實驗驗證假說的正確性,明確適用范圍并形成理論體系。
交流運用:應用于解決實際問題。
(二)實驗驗證
任何假設與猜想都必須通過實驗進行驗證,在這個過程中要把假設變成可行的、具體的實驗方案。學生要選擇實驗的用品和設計實驗的步驟,對學生而言這一步難度較大,教師不僅要給予學生知識上的鋪墊,還要給學生探究方法上的指導。學生自行設計實驗方案后,首先要討論其安全性;可行性、簡約性。對有些不能解決的問題教師要及時給予點撥,激活學生思路的中斷點,引導學生克服思維定勢,尋找解決問題的方法。在點撥學生時,不宜多講更不能代勞,只要把關鍵的問題點到即可。
案例4:苯酚與鈉的實驗探究
設計方案1:直接加熱苯酚,使其熔化,然后再加入鈉進行反應。
學生評價:苯酚有毒、易氧化,苯酚在加熱時顏色會發生變化,而影響實驗效果。
設計方案2:用乙醇把苯酚溶解,形成苯酚溶液,然后再加入鈉進行反應。
學生評價:苯酚和乙醇都與鈉反應都產生氣體,氣泡不能證明是苯酚與鈉反應。
教師評價:關鍵要選擇一個合適的溶劑,既能溶解苯酚,又不與鈉反應。讓學生
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2012)4(S)-0007-3
1 引言
二十世紀已經以非凡的百年紀事進入了歷史博物館,新世紀的輝煌之頁已經翻開,在新的競爭中立于不敗之地的可以說是科技發達、教育制度完善的那些國家。與二十一世紀的知識經濟時代的發展趨勢相適應,教育領域在價值觀念、培養目標、課程結構、教學方法和管理模式等諸多方面發生了一系列的變化,引起全社會廣泛關注的探究性學習正是在這一歷史背景下得以提出且不斷發展的。為此,我們廣大教育工作者應該加強對學生探究性學習的教學活動的研究,不斷在課堂教學中滲透探究性的學習方式,充分發揮學生學習的主動性和創造性,形成在探究中獲得知識的教學氛圍以實現教學的創新。
2 科學探究能力的培養目標
由于科學探索是一項重要的創新活動,那么科學教育中學生進行科學探究就需要重要的科學創新、科學思維能力。其具體體現為以下幾個方面:
1.發現問題、提出問題的能力(運用對稱、類比、特殊化、一般化等方法提出問題);
2.能運用理論思維導致悖論,分析產生悖論的原因,并能提出猜想或假說(運用已學過的理論結合歸納、推廣、等效、直覺等方法提出新的猜想或假設);
3.能運用實驗和邏輯方法驗證猜想或假說,完善新的理論;
4.能運用科學思維方法(分析、比較、抽象、概括、歸納等)從理論上分析及處理實驗現象和數據、建立模型、得出概念、發現規律等。
針對以上能力目標,筆者愿做引玉之磚,結合自身的教學實踐談以下幾方面的粗淺認識。
3 物理探究式教學模式的實踐探討
3.1 運用“科學探究式”教學模式設計實施新知識創新教學
新知識主要是科學研究中的一些新概念、新規律和新模型等。運用“科學探究式”教學模式來實施新知識創新教學,其特點是以學生的認知流程為主線,以教師的啟發指導、提供信息(知識背景和方法背景、材料)為導航,以學生的自我探究為主體,通過教師與學生雙方互動式交流使學生獲取新知識。該教學模式流程如圖l所示。
以“原子的核式結構的發現”的教學為例。
對“原子的核式結構的發現”一節教學,由于學生在化學課中已學過原子的核式結構,若簡單陳述盧瑟福的α粒子散射實驗并不能激發起學生的學習興趣和創新思維。但是如果將盧瑟福的α粒子散射實驗的設計思想設計成探究性的研究課題,去組織引導學生的思維活動,則可設計如下程序化問題以調動學生學習的積極性:
(1)盧瑟福為何要設計α粒子散射實驗?
(2)盧瑟福為何以α粒子作為射線源?能否用陰極射線代替?
(3)實驗中靶標的材料為何用金(Au),而且要制成金箔片?能否用鋁箔代替?
(4)根據實驗現象中α粒子極少數反彈,絕大多數不偏轉,能推出什么結論?
通過以上小課題的研究,不僅使靜態的知識被還原為動態的科學認知過程和探究過程,還可使學生在此過程中受到物理學家們科學研究方法、科學創新思維的熏陶,從而使學生在新知識學習過程中自身能力得以提高和鍛煉。
3.2 運用“實驗探究式”教學模式設計實施實驗創新教學
物理是一門實驗科學,在實驗教學中要充分培養學生探究物理規律的各項技能和方法。
“實驗探究式”教學模式就是針對這個要求而提出的.其特點是以學生認知程序為教學主線,即教師根據學生認知特點,遵循科技人員應用設計的思維方法,模擬科技人員進行實驗探究情景,通過鋪設知識和思維臺階,展現實驗探究過程,在教師導航下,通過師生雙方互動式活動來引導學生進行科技探索。
以“2002年高考(上海卷)第17題”的分析為例。
有一組同學對溫度計進行專題研究,他們通過查閱資料得知17世紀時伽利略曾經設計過一個溫度計,其結構為:一麥桿粗細的玻璃管,一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連,另一端豎直插入水槽中,并使玻璃管內吸入一段水柱,根據管內水柱高度的變化,可測出相應的溫度。為了研究“伽利略溫度計”,同學們按照資料中的描述自制了如圖2所示的測溫裝置。圖中A為一小塑料瓶。B為一管,通過軟木與A連通,管的下端豎直插在大水槽中。使管內外水面有一高度差h.然后進行實驗研究:
(1)在不同溫度下,分別測出對應的水柱高h,記錄的實驗數據如表3所示:
根據表中數據算相鄰兩次測量水柱高度差并填人表內的空格,由此可得出結論:
①當溫度升高時,管內水柱高度h將____(填:變大、變小、不變);
②水柱高度h隨溫度的變化而____(填:均勻,不均勻)變化;試從理論上分析并證明結論②的正確性(提示:管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓):____。
(2)通過實驗,同學們發現用“伽利略溫度計”來測溫度,還存在一些不足之處,其中主要不足之處有①____;②____。
該題提供的物理情景:“有一組同學對溫度計進行專題研究……”本身就是一個關于實驗探究性學習的題目,從考查方面看,本題突出考查了學生是否具有這種“類似科學研究”的能力。在第(1)小題中首先需要進行數據處理,若描出h-t圖像就會發現在實驗誤差范圍內圖像是一條直線,從而得出h隨溫度是均勻變化的,這就要求教師在平時教學中培養學生處理實驗數據并根據這些數據總結歸納出物理規律的能力。然后第(1)小題題目中有提示“管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓”則暗示學生瓶內氣體做等壓變化,這考查了學生是否具備建構“等壓變化”這個模型的建模能力。在第(2)小題中由于在建構物理模型過程中不考慮管內水柱產生的壓強和實際大氣壓可能會變化等因素的影響,這與實際實驗情況有偏離,故該種溫度計測溫度存在不足之處也是顯而易見的,這需要教師在平時進行“實驗探究式”教學中努力提高學生的實驗素養和誤差分析能力。
3.3 鼓勵發散性思維,培養學生思維的變通性
發散性思維又稱輻散思維,是創造性思維中重要組成部分。它是根據已有的信息,從不同角度、不同方向思考,從多方面尋求多樣性答案的一種展開性思維方式。它表現出流暢、變通、獨特三大特征。培養學生思維的變通性要求教師在平時的物理教學中應對所給的例題、習題、試題的形式和內容富于變化,要讓學生在條件和問題的不斷變化中培養自己的探究性學習的意識和能力,防止不良思維定勢,不動腦筋地照搬某種常規解題方法。
以“高中物理競賽中有關熱平衡方程”的教學為例。
在高中物理競賽中有關熱平衡方程的教學中,筆者特意設計這樣一個問題:用200g溫度為
100℃的熱水和200g溫度為20℃的鋁塊,能否用混合法使鋁塊的溫度達90℃?
一般學生按照常規的思維方式,運用熱平衡方程來分析,不難列出:
C水m水(100-t)=C鋁m鋁(t-20),代人有關數據解得t=86.1℃,因此得出不可能使鋁塊的溫度達到90℃的結論。
此時,如果教師提出一個啟發發散性思維的關鍵問題:“題目要求水必須一次性與鋁混合嗎?”許多同學就可能突破常規思維的束縛去分析:先取100g熱水與鋁塊混合,解得熱平衡后溫度t=76.4℃,然后把這部分水倒掉,再加入剩余的100g溫度為100℃的熱水與溫度已升高到76.4℃的鋁塊再次混合,則可解得最后熱平衡溫度t=93℃,可見完全可以使鋁塊溫度達到90℃。進而提出問題:“鋁塊最后的溫度有可能超過93℃嗎?”此時大多數學生會興致勃勃地再去分析考慮,探究出的結論漸漸浮出水面:把水分成的份數越多,進行熱傳遞的次數越多,鋁塊能達到的末溫就會越高。
3.4 開創具有科技創新特點的研究性學習及活動課
要進行以培養學生創新精神和實踐能力為重要內容的素質教育,就必須改變學生的學習方式,即由被動接受知識轉變為自主研究探索來主動領悟,不但要學習課本內的知識,還要探索課本外的東西,從中感受從事科學研究的一般方法和創新樂趣。研究性學習及活動課由此產生,其一般程序是:開設科普講座指導選題制定研究計劃實施研究結果處理或撰寫論文報告交流研討等。針對物理學科的特點通常有:①科普講座型;②知識探究型;③準學術研究型;④創新研究型等不同層次的研究性學習及活動課類型。
不論哪一個層次的研究性學習和活動課都要注意以下幾點:
(1)要注意新穎性(獨特、創新)、實用性(經濟實惠,符合科學規律,具有實用價值)、先進性(能解決某些技術難題,使產品的性能提高、用途增廣等)。
(2)要注意使學科類知識與科技活動類知識相互有機的結合。在學科教學中,應努力挖掘科學知識因素,引導學生把課堂知識轉化為實用技能,在社會實踐與日常生活中運用。
(3)要注意在研究活動中做到多輔導、多點拔、多示范、少指責、少包辦。
3.5 滲透科學研究方法,提高科學探究素質
高中物理中的科學研究方法一般流程如圖4所示。在探究式教學的實施過程中,應注意有機地滲透科學研究方法,使學生明白一些學科方法論內容以培養他們的科學素養。
著名教育家陶行知說過:“人身兩大寶,雙手和大腦”。瑞士心理學家皮亞杰也曾說過:“要認識一個客體,就必須動之以手,智慧始于動作”。教師平時教學中要鼓勵學生勤動手多去做一些科學探究,從中體會到探究問題的一般方法和過程,從而使學生初步認識到將來從事科研工作的基本程序,使他們科學探究素質得到一定的提高。
以“電動勢”的教學為例。
在學習《電動勢》一節內容之后,可提出以下問題布置學生課后探究:
(1)搜集器材,自制一個伏打電池。
(2)怎樣確定自制伏打電池的正負極?
(3)測定自制伏打電池的電動勢。
(4)研究自制伏打電池電動勢大小跟電池的哪些因素有關?(如:電池內溶液濃度、兩極金屬板的材料及插入溶液的深淺度等)
通過對以上問題的實驗和理論研究探索,學生不但可以加深對電動勢的產生機理、特點等的認識和理解,而且還可以從中體會到科學探索的一般研究方法和無窮樂趣。這對培養學生進行探究性學習的能力是非常有益的。
4 結束語
由于在物理探究式教學中要注重學生探究的過程、方法,注重學生情感、態度和價值觀的培養,注重交流與合作,注重科學精神,注重創新和實踐,所以對學生學習的評價不能只盯住一個最終結果,而應該更加注重對學生探究性學習的過程進行評價,并且要注意評價方式的多元化。中學生由于知識和能力水平所限,在他們進行的探究性學習當中能夠取得一個好的“結果”固然可喜,若沒能取得,教師也必須要充分肯定他們從中表現出來的良好科學探索精神和處理問題時的科學探究態度。通過建立積極、正面的評價機制,使學生在科學探究的鍛煉中,逐步形成科學思想和科學方法.培養他們良好的科學合作態度和做人態度,這必將有利于學生的終身學習,有利于全面提高受教育者的素質。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.物理課程標準[J].北師大出版社.2001.7
[2]霍金萍,查爾明.讓教師走進研究性學習[J]廣西教育出版社.2001.4
一、高中生物學課外探究活動的選題原則
瑞士教育心理學家皮亞杰指出:“活動是認識的源泉,智慧從活動開始。”在生物課外探究活動中,應根據學生的特點和教學的需要,靈活安排活動。探究活動的選題直接關系到探究活動的進行。
(一)基于教材適當加深
生物學課外探究活動的開展,須以課本知識為基礎,以學生原有知識水平為根本,所選課題不宜偏難,否則學生“蹦起來都夠不著”,三蹦兩蹦,積極性沒了,興趣丟了,弄巧成拙,適得其反。應使學生蹦起來就夠得著,不蹦吃不到,這樣方能調動學生的積極性,達到預期目的。
(二)融知識性、趣味性、實用性于一體
所選活動的課題要有一定知識容量,使學生通過認真、細致、耐心地研究,能掌握相應技術,懂得一定的原理,對學生在知識廣度與深度上都有所增強。探究活動的內容關注學生的興趣,努力挖掘各種趣味因素,選擇具體的,可操作化問題進行實驗探究和觀察。鼓勵學生探究生產和生活中的實際問題。例如學習了植物的向光性,可讓學生設計培育一株“S”形莖的牽牛花;學習了光合作用和呼吸作用,可讓學生利用花盆或小塊菜地設計提高大棚蔬菜產量的實驗。
(三)選題應宜小不宜大
鑒于當前高中學生學習任務十分繁重,專業知識有限,題目的難易要適中。選題既要使學生有“知難而進”的勇氣和信心,又要做到“量力而行”。一般以學生用所學知識或收集資料后,既能探索未知的學習內容,又便于實驗驗證的知識為宜。
(四)園地、因時、因人制宜
生物學課外探究活動應從實際出發,根據學校及周圍的條件、需要以及學生的情況來安排內容,充分利用學校、社區、家庭中的課程資源。
二、高中生物學課外探究活動的組織
(一)成立課外探究活動小組
課外探究活動小組一般由3至6人組成,學生在這樣的小組內獨立活動的機會多,教師指導的機會多,學生自己挑選自己想做的題材的自由度也大,且可以互相合作、比較,有利于各種課題的選擇和能力的培養。
(二)確定內容,制定計劃。
根據生物學課程內容、教學及生產科研的需要,學生的興趣和基礎,以及開展活動的條件等,由全組教師共同確定活動內容,討論、制訂活動計劃。計劃應明確活動內容及其目的要求,具體擬出活動計劃表,包括活動時間、內容、地點、準備工作及負責人等項目。計劃應向每個小組成員公布。
(三)指導學生進行課外探究
課外探究活動以學生獨立活動為主,應充分調動學生的主動性、積極性,使他們感到自己是課外探究活動的主人。教師不要包辦代替,但也不要放任自流,教師在活動中僅起指導作用。即協助學生制定活動計劃,講授有關理論知識,解決學生在活動中遇到的困難和問題,檢查活動情況和效果,表揚和鼓勵學生。
(四)進行歸納總結,寫出體會、報告,并進行交流
活動結束,及時指導學生對觀察到的現象,得到的數據進行科學分析,組織學生廣泛交流討論,提出自己的觀點,以書面形式表達出來。鍛煉他們的歸納、總結、寫作能力。
(五)形成完整的督查機制,保證活動的長期性
生物學課外探究活動,切忌“三天打魚,兩天曬網”。需要制定切實可行的督查機制,形成合適的評價體系以確保活動的長期發展,教師及時對好的活動小組表揚、獎勵,對做的不好的小組指出改進的方面,以求不斷完善,充分調動探究的積極性。
三、高中生物學課外探究活動的實施
我們結合教材中的探究活動建議和學校現有資源,組織和實施了“制作真核細胞模型”、“制作泡菜”、“校園植物調查”等課外活動。以下以“制作真核細胞模型”為例來闡述整個活動的組織和實施過程。
(一)準備活動
按自愿組合的方式2人或3人一個小組,通過小組討論確定本小組制作模型的,大小,確定使用的各種材料。討論設計方案、制作流程和小組成員的具體分工
(二)活動的實施
按照制定的實施流程,各個小組利用周末時間,動手完成模型的制作。
(三)檢查完善
按照設計方案對制作出的細胞模型進行檢查,對發現的問題進行小組討論后,進一步對模型進行修改和完善。
(四)成果展示與交流
教師組織各小組將制作好的模型在展覽室進行展示和交流。每個小組派一名代表對本小組的作品進行講解。其他小組給予評價。將作品對全校師生開放展覽,通過投票評選出各類獎項。
1.1試題內容的科學性
科學性是高考試題的生命。高考化學實驗試題中涉及的概念、原理、化學符號中絕不能出現科學性錯誤,化學實驗試題中所采用的圖表、數據、實驗事實等必須經過實驗的反復證實。當然,為了特定的測試目標,命題者可以作一些合理的處理,如對問題的研究范圍作合理的假定,對某項化學事實作合理的假設,對某種研究方法作合理的簡約等。但這些合理的處理都應該建立在科學性的基礎之上,不能與化學基本規律和化學實驗事實相違背。
1.2試題背景的真實性
高考化學實驗試題中的數據、圖表、實驗操作流程等都具有真實性。所以要重視化學與社會生活、生產等實際問題的聯系,增強問題的真實性,考查學生在真實情境中提出、解決問題的能力。大多數高考化學實驗試題具有真實的實驗背景,有的直接用高中化學課本實驗和中學化學課外實驗作為命題背景,有的用化工生產流程、大學化學實驗操作方案等作為命題材料。平時練習中常常見到的那些虛擬性的、理想化的實驗不太可能出現在高考試卷中。當然,命題者可能會根據高考命題的特殊要求對一些真實材料作一些簡約處理。
1.3所設問題的實驗性
高考化學實驗試題中的各個問題都是直接或間接圍繞著“化學實驗探究”這個中心,命題者會從不同角度、不同側面設計多樣化的問題,來測試考生的實驗探究能力。在化學實驗試題中也會考查到元素化合物、化學基礎理論、有機化學、化學計算等模塊的內容,但大多是實驗知識和實驗能力的延伸考查,一般不會在化學實驗題中毫無關聯地單獨考查其他模塊的知識內容。如在實驗試題中要求考生書寫跟實驗原理相關的化學方程式,在實驗試題中考查跟實驗流程相關的鹽類水解、沉淀溶解平衡等基本理論問題,在實驗試題中考查跟容量滴定相關的化學計算、跟物質制備相關的化學計算(產量、轉化率等)等等。
2.高考化學實驗試題的命題特點
生物學是一門實驗科學,在高考中生物實驗的考查是一個重要方面,高考生物實驗常以三種題型出現:驗證性實驗、探究性實驗、評價和修正性實驗,掌握實驗題的相應答題技巧和語言規范對實驗題的解答具有重要的幫助。
題型一 驗證性實驗
【流程簡圖】
■
【答題模板】
一、審“實驗目的”(變量法)
1.從試題中提出的問題“驗證×××(自變量)對×××(因變量)
的×××”找出自變量和因變量。
2.實驗目的就是實驗結論,在答實驗結論時可照抄實驗目的。
二、析“實驗原理”(三段法)
1.實驗原理一般由三段組成:“自變量和因變量的關系+因變
量的觀測指標+實驗具體過程描述”。
2.實驗原理中“因變量的觀測指標”可作為實驗結果的參考;有些題目要求對實驗結果進行分析,其實就是對實驗原理的考查,
所以,對實驗結果分析時套用實驗原理即可。
三、辨“材料用具”(消元法)
依據所給材料,消去已用材料,分析選用未用材料。
四、套“實驗步驟”(套用法)
實驗步驟一般從以下三點考慮:
1.取材分組:將若干生長狀況、大小等相同的材料(用具)均分為若干組,并用A、B、C……進行標號。
2.材料處理:不施加實驗變量(自然條件或模擬自然條件)設為對照組;施加實驗變量,設為實驗組(或是相互對照組);控制無關變量,即其他條件相同且適宜,試劑等量且適量。
3.觀察記錄:反應(生化反應類)或培養(生理實驗類)相同時間后,觀察指標(特異顏色變化、沉淀反應;形態結構、生理特征變化等)或測定指標(生長發育速度、生化反應速度等),記錄數據。
五、述“實驗結果、結論”(照抄法)
依據實驗原理寫出實驗結果,實驗結論照抄實驗目的。
實驗對照加減法
1.適用實驗
若實驗的操作步驟中需要進行對照,就可以用“加減法”進行解答。
2.方法
①減法原理:實驗需要消除或減去某變量,從而反映出某些特征。例如探究光合作用中CO2作用的實驗,實驗組就需要用NaOH除去CO2,即減去了變量。
②加法原理:實驗需要施加某變量,從而反映出某些特征。例如探究某激素對高等動物生長發育影響的實驗,實驗組需要飼喂或注射某激素,即施加了變量。
③自身對照――減法原理和加法原理,如探究植物必需礦質元素的實驗中,先依據減法原理在完全營養液中去掉某種礦質元素,培養一段時間出現了某些特征之后,再運用加法原理補充這種元素。
題型二 探究性實驗
【流程簡圖】
■
【答題模板】
一、審“實驗目的”(變量法)
1.從試題中提出的問題“探究×××(自變量)對×××(因變量)
的×××”找出自變量和因變量。
2.有些試題要求寫出實驗研究課題,就是要求寫實驗目的,可套用“探究×××對×××的×××”這句話。
二、作“實驗假設”(轉換法)
1.假設是根據現有的科學理論和事實,對所研究的對象設想一種或幾種可能的答案或解釋,即實驗原理。
2.提出一種可能的實驗原理,換用陳述句表述。
三、辨“材料用具”(消元法)
同驗證性實驗。
四、套“實驗步驟”(套入法)
同驗證性實驗。
五、述“實驗結果、結論”(反推正寫法)
1.先假設出可能的實驗結論再得出實驗結果,最后反過來寫,即反推正寫法。
2.常見三種結論:實驗變量有利促進,實驗變量不利抑制;實驗變量無影響。
3.有時也會出現“預測最可能的結論”,此種情況應根據已有知識推測最合理的結論。
結果結論假設法
1.適用實驗
如果要求預測實驗結果,就可以用“假設法”進行解答。
2.方法
先假設實驗結論,再推出所對應的實驗結果,然后逆過來寫,即先寫結果再寫結論(一般用“看得見”的結果得出“看不見”的結論,即結果是可測量、可觀察的,結論是不可測量、不可觀察的)。
①若僅A、B兩組且B為對照組,則A>B“促進”;A
②若有A1、A2、A3、A4……多組實驗,則結果有如圖1所示的
多種可能(單調遞增、單調遞減、先增后減、先減后增、無影響、無規律等),結論也有相應的多種可能。
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題型三 評價和修正性實驗
【流程簡圖]
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一看“對照”:若無對照,則參照實驗組補充對照組;若有對照,則看對照是否有標記、是否遵循了單一變量原則、是否遵循了等量原則。
二看“步驟”:步驟是否完整。