科学探究思维（精选十篇）
科学探究思维 篇1
1 地质找矿科学思维方法分类
随着地表矿的减少, 地质找矿的普查逐渐转为对盲矿等较难识别矿的寻找, 难度变得更大。这就对找矿前的普查工作提出了更高的要求, 只有通过有效的技术手段识别成矿的相关信息, 才能预测矿床的位置和分布情况, 从而精确地找矿。
1.1 地质学科学思维方法
地质找矿的首要任务是收集分析地质资料, 然后研究地质资料中沉积岩等以及断裂构造的规律, 在平面和剖面地质图中按照地质填图方法加以表示。地质学科学思维方法就是根据岩石和成矿间的专属性分析成矿地质成因的类型和分布规律, 从而指导地质找矿中部署勘探工程的思路。按照地质成因类型, 地质学科学思维方法可划分为以下四种找矿思维方法, 分别是基于地层学的找矿思维方法、基于岩浆岩岩石学的找矿思维方法、基于构造地质学的找矿思维方法以及基于变质岩岩石学的找矿思维方法。本文重点讨论地层学的找矿思维方法, 也就是于沉积岩进行地质找矿的科学思维模式。地层学的找矿思维方法以沉积岩石学理论为依据, 在成矿事实基础之上, 根据含矿地层的划分标志、含矿性以及组合特征等寻找沉积类型的矿床的一种找矿思维方法。
1.2 地球物理勘查科学思维方法
地球物理勘查是根据以矿石、岩石及其围岩物理性质上的差异, 通过专用的仪器设备观测研究天然或是人工形成的场变化的规律, 达到查明地质构造、找寻矿产资源以及解决水文和工程地质和监测环境等问题的目的。对于金属矿产而言, 运用电法、磁法等地球物理勘查方法对工作地区的物探测量, 可以获得该地物理性质的异样数据, 通过计算机处理并与已知地球物理模型进行数据拟合圈定背景和异常值, 可以分析引起异常的原因。然后对可能由矿导致物性异常的区域进行大比例尺物探测量, 缩小异常范围, 了解其产状和深部变化的特征, 指导勘查工程部署。
1.3 地球化学勘查科学思维方法
矿床矿体周围的岩石、水系、气体等天然物质中很容易发现矿化的痕迹, 这实际上是强弱不同以及赋存介质各异的地球化学异常的表现。这些地球化学异常甚至比矿体本身大得多, 这就使得圈定找矿的几率大大提高。地球化学勘查找矿就是通过采集和地表岩石和矿物质的化学成分, 研究地球化学指标空间分布状态的异常, 研究矿体和异常之间可能的联系进而找矿。采集何种天然物质需要根据地形地貌以及矿种特征等来定, 通过选取合适的勘查方法, 根据数理统计进行分析处理, 再区分出浓度较高的区域进一步确认找矿方法。
1.4 遥感勘查科学思维方法
遥感勘查找矿的方法是基于电磁波的相关理论。在特定的物理和化学作用以及导矿构造控制下, 会使成矿物质形成并储集在较为封闭的几何空间内。这些含矿物质、储矿构造和成矿元素的运移及沉积形成了成矿的重要条件, 成矿过程中也就必然产生了地球分散晕以及物理异常场, 它们的光谱敏感性较为强烈, 在遥感图像中通常呈现色、线、环的组合形式。因此, 遥感勘查的科学思维方法是发挥遥感图像真实宏观的特点, 从大面积中找到矿化集中区域, 缩小找矿的目标范围, 将图像上呈现的色、线、环和矿田构造基本要素结合起来建立遥感矿田构造模式。
2 各学科三维思维模式
2.1 地质勘查方法三维思维模式
沉积岩、变质岩、岩浆岩和构造是地质学的基本研究对象, 而矿产大多储集在三大岩石和构造的有利部位。由此, 地质科学的找矿思维模式也就可以划分为四种: (1) 与沉积控矿相关的三维思维模式; (2) 与岩体相关矿产的三维思维模式; (3) 与断层相关矿产的三维思维模式; (4) 与变质控矿相关的三维思维模式。
2.2 地球物理勘查方法三维思维模式
地球物理勘查方法得到的重力、磁法、电法等地质物性资料, 反映了地表及一定深度的地质体物性的叠加信息。而地球物理方法的三维思维模式就是针对物探测量数据, 结合地质背景阐释物性指数反映的竖向深部电性、磁性、密度地质体及它们之间分层界面的物理信息。地球物理专业人员需要亟待解决的问题就是根据物性异常将地质体进行区分, 从中挑选有意义的异常, 根据此推断矿种和测深定位。
2.3 地球化学勘查方法三维思维模式
大面积的化学勘查异常数据在平面地质图的投影上能够直观地表现出该区域内成矿元素的分布规律以及富集特征。这实际上反映出了地球化学方法二维体系。根据矿体引起的单一或几个化学元素的地球化学性质以及形成的物理条件, 结合元素组合在矿体不同部位表现的差异推演出的三维几何模型, 可以总结出矿产矿体的异常前缘元素和尾缘元素的变化规律, 从而利用三维地球化学找矿思维来预测隐伏矿体并判断剥蚀深度, 使地球化学勘查找矿方法具有三维地球化学规律。
2.4 遥感勘查方法与三维思维模式
岩石和构造地貌、地质体的地球化学晕以及某些物理场等特性的光学敏感性较强, 利用遥感, 可以以多种波段接受和记录地面信息制成多波段图像。并且它们显示三维信息时分辨率非常高。通过计算机把遥感图像与物理勘查和化学勘查资料进行整合, 可以强调重要的矿化标志。对深部隐伏矿化带和盲矿体来说, 成矿时的热力场变化会导致岩石蚀变和化学成分的变化。这些变化的信息将被遥感传感器接收, 经图像提取处理, 制成二维和三维信息图, 与物探和化探数据叠加处理后可预测盲矿体。
3 正确找矿思维模式的建构
目前, 地表矿化的减少造成找矿难度的增大。但是矿产资源的需求量却在不断增加, 这就需要我们不断改进地质找矿的科学思维模式作为理论指导, 以物理勘查、化学勘查、遥感勘查等勘查方法加强控矿因素的研究, 识别新型矿种和隐伏矿满足当前需要。只有充分了解区域地质情况, 有效发挥各种勘查方法的所长, 才是正确的地质找矿的途径。
根据已有的找矿思维模式和经验, 本文总结出正确找矿的思维模式, 并将其归纳为五个步骤: (1) 对地质资料进行初步的收集整理; (2) 以地质学专业知识及经验为基础, 运用数理统计对资料进行进一步的整理和信息集成; (3) 将地质勘查、物理勘查、化学勘查和遥感勘查方法搜集的资料综合分析, 通过三维形态反映地址信息, 判断沉积矿化的位置和特征; (4) 部署勘查工程, 实施地质找矿工程; (5) 对实施结果和预测进行比较总结, 找出误差来源进行校正。实际工作中, 需要根据实际情形展开工作而不是照搬以上步骤。地质背景简单, 技术方法就相对减少, 背景复杂, 则不可控因素增多, 就需要更加详尽地收集资料展开调查, 科学的进行地质找矿工作。
4 结束语
地质找矿中正确而科学的思维模式无疑能够对找矿工作产生重大影响, 它不仅能够理清找矿思路, 还能够更加明晰地质找矿的方向, 减少不必要的工作量。地质工作者应当建立科学的地质找矿思维模式, 在我国地质找矿的工作站实现重大突破。
参考文献
[1]钱建平, 伍贵华, 陈宏毅.现代遥感技术在地质找矿中的应用[J].地质找矿论丛, 2012, 27 (3) :355~360.
[2]杨海, 张凯, 任红伟.地质找矿的科学思维模式探析[J].西北地质, 2014, 47 (1) :261~266.
科学探究思维 篇2
创新意识和创新能力在科学素养上有着非常重要的意义，创新精神是科学精神的灵魂，应鼓励学生大胆设想，勇于探索，敢于实践，为了满足这样的要求，就要特别重视实践性教学活动。
下面以七年级生物（上册）第五章第一节《植物的光合作用》为例谈谈我的做法。教科书上关于光合作用的概念是“绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物（主要是淀粉），并且释出氧的过程”。光合作用的概念比较抽象、微观，应怎样讲解，才能使刚刚步入生物学大门的初中生理解“光合作用”这个概念，并在授课过程中注意激发学生的兴趣，启发学生的思维，引导学生主动的富有个性的学习，培养学生主动参与、善于探究、大胆质疑、自主学习的能力，使课堂真正成为学生展示才华的舞台，发表观点的论坛，使每个学生都能得到充分的发展和锻炼。为此，我作了如下的设计：
一、创设情境，激发学生的兴趣和知识需求
爱因斯坦有句至理名言，“兴趣是最好的老师”。古人亦云：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”我们只有通过创设问题的情境，才能使学生引起强烈的兴趣和求知欲。当学生产生某种需要而又没有满足时，便会产生一种不安和紧张的心理状态，在遇到能够满足需要的目标时，这种紧张的心理状态就转化为动机，从而推动学生的学习活动，向所确定的目标前进。在学《植物的光合作用》这一节时，我们可以先把一些花草布置在实验室的四周，也可以把一些著名生物学家的画像和格言布置在实验室里，使学生一进入实验室便沉浸在一种良好的情境中，从而自然本能地从内心激发学生的兴趣，并产生对知识的需求。
二、提出问题，进行设疑
学生的认识过程是在特定的条件下进行的，我们应加强教师的引导，最大限度地排除可能出现的偶然性和盲目性，使学生的认识具有明确的指向性和较大的受控性，从而有可能在规定的时间内获得预期的效果。
我向学生明确海尔蒙特的实验证明了水分与植物生长的关系，但忽略了自然界的其他环境因素，如阳光、空气对植物生活的影响。在课前让学生收集光合作用发现史的资料，组织学生讨论：海尔蒙特的实验证明了什么？忽略了什么？引导学生发现问题：绿色植物生长所需的物质和能量是从何而来？阳光、空气等因素是否与柳树重量的增加有关？
三、学生利用教材和提供的条件，进行学习观察和操作，进行积极的思维活动，提出假设
我们知道，实践性教学可以使学生在亲身的实践中感知客体，获得感性知识，为学习理论知识奠定好基础，还可以深化书本知识，扩大视野、开拓思路，培养学生的观察、分析、解决问题的能力和创新能力;通过实践性教学还可以促进学生自身脑力劳动和体力劳动的结合，树立正确的人生观、价值观、劳动观。
在这一节教学（2课时）中，我准备了十二个分组实验，让学生四人为一组，自己动手做实验，在实践中获得感性知识。（教师边巡视，边指导）
四、学生提出看法，相互交流讨论
学生在观察实验后，可以进行专题讨论。对于重点问题和难点问题，教者要能够及时地参与到学生的讨论中来，并督促学生集中力量进行讨论。在讨论过程中，一方面密切注视学生讨论的情况和进程，同时还进行及时的、恰到好处的点拨，但不越俎代庖，目的是充分调动学生的积极性和主动性，对在讨论中表现出色的学生，及时给予充分肯定。通过讨论，各抒己见，互相切磋，互相启发，取长补短，共同提高，使学生思路更开阔，认识更全面。
五、对讨论，老师要做出必要的、有针对性的结论
对讨论的结果，教师要做出必要、有针对性的讲解和小结，简明扼要，突出重点，强调难点，这有利于学生加深对知识的理解。同时，对在讨论中出现的知识性错误、知识漏洞或不严密、不规范的表述加以纠正。这样可以使学生对实验的观察过程、现象、本质和规律掌握得更简练、更精辟、更准确，避免出现知识的盲区和误解，有利于以后对书本知识的学习，让学生以积极的心态去获得知识，认识世界。
实验1结论：叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，这就是说叶片的见光部分产生了淀粉。可见，淀粉是光合作用的一种产物。
实验2结论：在植物体中，叶绿体越多的部位，蓝色越明显，也就是产生的淀粉越多，证明光合作用的场所在叶绿体。
实验3结论：快要熄灭的卫生香，遇到金鱼藻在光下释放出来的气体，立刻猛烈地燃烧起来，这就是说，金鱼藻在光下能够产生氧气，可见，氧气也是光合作用的一种产物。
实验4结论：甲装置里的氢氧化钠溶液，吸收了容器里的二氧化碳，叶片吸收不到二氧化碳，就不能制造出淀粉，乙装置里的清水，不能吸收容器里的二氧化碳，叶片吸收了二氧化碳，就制造出淀粉。可见，二氧化碳是光合作用的原料。
科学实验还证明，水也是光合作用的原料，光是光合作用的条件。
由此我们可以总结出光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。
本人认为，在生物教学中注重实践性教学，不仅使教学内容化繁为简，由难变易，大大降低教学难度，使学生能够充分地掌握教学内容中所涉及的事物，现象、过程、本质、结果及规律，而且还可以培养学生发现、观察、解决问题的能力和动手技能，更重要的是可以促进学生改进学习方式，培养学生思维的流畅性、多变性和独创性，主动获得生物科学知识，体验科学过程和科学方法，形成一定的科学创新能力，有利于学生科学素养的全面养成。
注重科学探究 培养创新思维 篇3
一、“科学探究式”教学法的具体操作环节
1.提出问题。教师根据课本的内容（或某些现象），向学生提出关键性的实质性的问题。
2.猜想与假设。学生自学精读课本上的内容，并在了解问题的基础上提出猜想或假设。
3.制定计划与设计实验。根据提出的猜想或假设制定详尽的探究计划，并设计科学的探究实验。
4.进行实验与收集证据。按照设计的实验进行探究和研究，并收集实验数据或证据。
5.分析与验证。对实验探究中获得的数据或证据进行科学分析及验证，验证其科学性和正确性。
6.评估。对科学分析得出的数据进行评估，并进一步验证其可靠性，且得出正确结论。
7.交流与合作。组与组之间交流，综合、归纳总结，并形成终结性结论。
二、“科学探究式”教学法的操作方法及案例
导体的电阻与导体的材料有关，导体的电阻随着长度的增加而增大，随着横截面积的增大而减小，金属导体的电阻一般随温度的升高而增大。
三、“科学探究式”教学法的目标及优越性
科学探究是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一，它旨在将学习重心从过分强调传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是 的科学态度和敢于创新的精神。（作者单位：江西省南昌市湾里区第二中学）
浅析探究性学习中科学思维的培养 篇4
1 巧妙设疑, 提出问题与思维培养
古人云:“学起于思, 思源于疑”, 心理学家也认为, 疑, 最容易引起定向探究反射, 有了这种反射, 思维也就应用而生。没有发现问题, 就无存思维。可见设疑是诱发学生思维的重要途径。设疑需要把握三个原则:首先, 设疑要把握好时机;其次, 必须是由已知到未知, 即从最近学过的旧知识中找出与探究对象紧密相关的知识;最后, 设疑难度应适中, 即所提问题要有价值, 能激发学生的求知欲, 又不过分偏难, 在教师引导帮助下“启而发”由学生提出探究对象。这有助于培养思维的兴趣。例如, 在学习二氧化碳的实验室制法时, 教师可开门见山做一对比实验:分别往久置和新置盛有鸡蛋和食醋的烧杯里倒入澄清石灰水。师问:可以观察到什么现象, 为什么?这一简单问题, 学生很快踊跃答道:久置的烧杯中澄清石灰水变浑浊, 而新置没有。再搜索旧知识进一步可答道, 久置的烧杯中有二氧化碳, 而新置的没有。此时, 把握时机追问, 两烧杯中的鸡蛋有什么不同, 为什么新置的烧杯中没有二氧化碳, 二氧化碳从哪里来呢?学生就会再次对比、观察、思考, “思维”做出结论久置的蛋壳变软, 而新置的却没变, 二氧化碳可能是蛋壳与食醋发生化学反应后的产物。教师肯定的同时解释蛋壳的主要成分是碳酸钙, 食醋的主要成分是醋酸, 发生了这样一个反应:Ca CO3+2HAC=Ca (AC) 2+H2O+CO2↑。现在如果我们在实验室要制取二氧化碳, 根据氧气、氢气的制备, 首先要知道什么?学生回答:反应原理。此时, “思维”已经在考虑, 实验室制备二氧化碳的反应原理是不是上述反应呢?这样一个具有探讨性的问题被学生自己提出。
2 敢于“狂想”, 大胆假设与思维培养
运用假说是自然科学研究中一种广泛应用的方法, 它是根据已知的科学原理和科学事实, 对未知自然现象及其规律性所起的一种假定性说明。只有做“白日梦”的人才想到了制造飞机, 有朝一日象鸟儿一样飞向天空, 这个“白日梦”实现了。由此可见大胆假设才能使人不断地创造新生事物, 使得人的思维发出闪亮的火花。这有利于培养相似性形象思维和联想思维。例如:在学习了CuSO4命名, 尚未学习H2SO4的命名时, 遇到一道物质名称与分子式的题:H2·SO4的名称为_____________。某一学生做答硫酸氢。若老师循规蹈矩可能毫不犹豫就打“×”, 这恰恰是在扼杀创造性思维的人才。此学生的这种想法正是相似形思维和联想思维在创造性思维的撞击下擦出的火花, 应该鼓励该生的思维方法。做对的学生未必有这种思维, 如果我们能改用其他批阅方式, 可能会激发一批学生的积极性和创造性。
3 制订计划进行探究与思维培养
科学探究性学习, 不同于以往的实验教学, 学生只会“照方抓药”, 它要求学生发挥自己的想象、思维, 从已经学过的知识中去找感性材料, 进行思维加工, 设计合理的方案, 亲自去操作、观察、记录“真现象”, 这样有助于培养学生的创新思维和形象思维。如:H2还原CuO的实验中若不进行探究学习, 学生可能按部就班;若进行了探究学习, 学生就可能设计出如图1所示实验方案:
在这个方案中, 关闭了A、B活塞后, 即可拆除酒精灯, 这样即节省了资源, 又使操作简便, 还可以保证生成的Cu不被再次氧化。
4 收集证据, 做出结论与思维培养
通过观察记录的“真现象”是不是准确, 这需要验证。验证可通过与他人讨论、社会调查、查找资料 (如图书馆, 互联网) 等方法, 调查取证后经过分析、思维加工、判断出事物与假设之间的关系, 得出正确的结论, 认识知识之间的联系, 形成合理的认知结构。如:在Na CO3溶液中滴入酚酞试液后显红色, 红的“形象”引起思维, 此时“思维”看见了溶液中OH-离子的存在, 这就是形象思维起的作用。再如, 下图为甲、乙两名学生设计的除去铜中混有少量氧化铜的实验方案, 试判断哪个方案更合理一些, 说明原因。
通过此类题的对比、分析, “思维”解答出甲方案好, 同时批判乙方案操作没有甲方案简便, 而且消耗的药品多, 还需要加热。这可以培养学生的发散思维、类比思维、批判性思维。
5 反思评价, 做出报告与思维培养
探究结论出来后, 要求认真反思其可靠性, 对比发现他人与自己的长、短处, 进行合理评价, 提出具体意见, 并以口头或书面的形式做报告。要敢于发表自己的言论, 善于倾听他人的言论, 这有助于培养学生的批判性思维、辩证思维、逆向思维。如:一般教学后一提到CO2就想到既不燃烧也不支持燃烧。若改用探究性学习时, 有些同学也许就会试探着把燃着的镁带投放到CO2中, 观察到镁带剧烈燃烧, 生成白色粉末氧化镁, 析出黑色的碳附着在集气瓶的内壁上。其反应方程式为:2Mg+CO2点燃2MgO+C反思、评价、对比、做报告时“思维”得出正确结论:一般情况下, CO2既不燃烧也不支持燃烧。
综上所述, 科学探究是训练和培养学生科学思维的最佳教学方式。做好教师角色的转化, 成为“平等中的首席”, 重新定位教材的使用和学生知识的获取, 成为学生学习活动的组织者、引导者、参与者。
参考文献
[1]教育部.全日制义务教育化学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社2001.
[2]刘知新.化学教学论[M].北京:高等教育出版社, 2004.6.
辩证思维方法和现代科学思维方法 篇5
随着现代科学的发展，产生了现代科学思维方法。辩证思维方法与现代科学思维方法有着方法论上的共同性，二者是相互联系、相互补充的。一方面，辩证思维方法是现代科学思维方法的方法论前提，辩证思维的基本精神和原则贯穿于现代科学思维方法之中。实际上哲学通过本体论、认识论、方法论等各个方面参与到现代科学思维方法中。只要稍加分析就不难发现，系统方法与普遍联系的观点、控制论的方法与内外因的观点、突变论与量变质变的观点、信息论与相互作用的观点都有着内在的联系。
尽管现代科学思维方法复归辩证思维的道路是多种多样的，它可以是在辩证思维方法指导下自觉进行的，也可以由科学发现本身所具有的力量而自然地实现。但不管是自觉的还是自发的，现代科学思维方法与辩证思维方法的一致性却是一个基本事实。另一方面，现代科学思维方法又丰富了辩证思维方法。现代科学思维方法是一个巨大的方法群，包括控制方法、信息方法、系统方法、结构—功能方法、模型化方法和理想化方法等，这些方法都丰富和深化了辩证思维及其方法。辩证思维方法从普遍联系、永恒发展的角度揭示事物的关系，侧重于人与世界的整体关系。
现代科学思维方法是在确认世界普遍联系和永恒发展的前提下，深入研究世界的某些关系。如系统方法就是在承认普遍联系的客观实在性的前提下去研究系统的最优解。所以。现代科学思维方法丰富了辩证法的宏观画面，使辩证法深入到发展的细部、更复杂的层次。因此，辩证思维方法应该从现代科学思维方法中汲取营养，以丰富自身的方法系统。
科学探究思维 篇6
【关键词】初中 科学实验 教学 体制改革
【中图分类号】G52【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）02-0174-02
作为新课标体系下的一大亮点，“科学探究”自伊始便吸引了教育界认识的广泛谈论。教学不仅是教师实现教学目标的过程，同时，也是学生获取知识的过程。现代教育理念愈加强化学生综合素质的提高、学习习惯的优化以及逻辑思维体系的完善。以实验为媒介，提高学生的能力成为改革的重点问题，同时也是改革的难点问题。
1.传统教育存在的弊端
现有的体制中，开设实验课程的形式意义远大于实质意义，课堂效率低下、教学效果差、学生参与度低、积极性不高等问题困惑着诸多的教师和学生；教学过程缺乏探究性、教学评价机制单一的问题也远远未得到有效的关注和解决。
1.1 忽略学生的主体地位
传统课堂上，经常出现教师在讲台上滔滔不绝地进行讲述，而学生则处于昏昏欲睡的状态，教师与学生之间交流和互动的机会少之又少。通常情况下，教师采取的教学模式往往是“满堂灌”，或者更贴切地形容为“填鸭式”教学。
1.2 教师作用的泛化与滥用
教育以学生为本，但在科学课程的课堂上，教师并未真正关注教育的这一本质内容。课堂逐渐地被教师专治地掌控，课堂上学生提出反对意见的机会愈来愈少。教育本身所蕴含的参与和交流日渐减少，教学渐渐地偏离其原本的方向。
2.有效教学的衡量标准
从教师角度讲，能否将教学任务高效而清晰地传授给学生；能否将教学过程组织地十分严密；能否与学生开展充分的交流和沟通；能否激发学生的学习兴趣；能否以平易近人的态度对待学生，这些都是衡量教师专业素质高低的因素。
课程效果的优化不仅需要有优秀的教师做基础，还需要积极配合的学生以及有高的策略和严密的计划。不同的学生具有不同的学习需求，深入了解学生的情况和学习要求，对于纠正教学计划与学生需要之间的偏差、以及采取具有个性化的教学方案十分有益。
有效的学习关注学生的成长和进步。教育理念鼓励学生能动性的开发和调动，主张在资源充沛的条件下，学生均可以在自身的努力之下取得优异的结果。在此基础上，教育也可以被定义为教师激发学生的学习兴趣，为学生提供必要支持和帮助的过程。
3.可供采取的解决措施
3.1 尊重学生的地位
学生地位的突出是转变传统观念最重要的一个环节。学生是教学过程不可或缺的一方主体，是学习过程的主人。在现代资源丰富、信息爆炸的时代，学生具备足够的资源和能力，依靠自己的力量完成一定程度的学习任务。这为教育模式的转变提供了必要的基础。
针对于科学实验而言，亲自参与实验过程、体验实验的过程并对实验过程予以总结和反思才是提高学习效率的捷径。为了使学生的主体地位得到凸显，教师可以让学生自己设置实验的过程，并根据学生自己的观察和总结对实验进行修改。教师可以引导学生对实验材料进行思考，提出一系列的问题，例如“为什么要选用这些实验材料？”，“这些材料有什么用途？”，“怎样使用这些材料才能充分的发挥其作用？”等，通过这些问题让学生思考实验材料的作用。
3.2 弱化教师的作用
教师作用的弱化，并非等同于教学内容的减少和授课时间的缩短；而是指教师并不直接对学生的学习过程进行过多的干预和强制，教师的角色更类似于导游，只将必要的知识进行讲述、正确的方向予以引导。
转变传统的教学理念并非一朝一夕即可完成之事，教师在日后开展教学时，需注意学生才是学习中最不可忽视的角色，教师的意义更多地体现在鼓励学生积极动手进行试验、主动对自然现象予以观察和进行反思。例如，在进行压力这一课的教学时，教师可以让学生自己总结生活中观察到的与压力有关的一些现象，并引导学生根据自己所学的内容对这些现象进行解释。
3.3 具体教学方法列举
第一，合作学习法。教师可以将班级分成若干个学习兴趣小组，鼓励学生在分工与合作的基础上，相互帮助、互相开发潜能。合作学习法是教师借助学生的力量来实现既定的教育目标的方式之一，并且这种方式可以提高学生参与的热情和学习的效率。
教师可以鼓励学生通过分组的形式，侧重对问题的某一方面进行深入研究；再鼓励学生以汇报小组成果的形式，积极开展讨论，加深对问题的理解和认识。
在讲述摩擦力的相关课程时，将课堂分成两组。其中，第一组研究水平方向动力的大小对摩擦力有何影响；第二组主要关注接触面的光滑程度是否会影响摩擦力的大小。
首先，教师对摩擦力的基本知识予以讲述；其次，对控制变量的试验方法进行讲解；最后，对试验中可能会出现的问题，实现给以介绍。
第一组的同学，第一个阶段，以五十牛顿的力匀速带动在桌面上的物体，注意观察并计算摩擦力的大小；第二个阶段，在同样的桌面上，以一百五十牛顿的力匀速带动同一物体，观察并计算其产生的摩擦力；第三个阶段，对两次实验结果进行分析和解读，在讨论和辩论的基础上得出最终结论。
第二，情景教学法。教师将生活中常见的问题引入课堂，使学生将枯燥的理论知识学习与生动地解决问题相结合，真正做到学有所用和学以致用。
教师可以将生活之中常见的，食用混合后的豆腐与菠菜，容易产生结石的现象予以介绍，引发大家的思考和讨论。例如，在生态系统这一课的教学中，教师可以为学生展示一定的视频或图片，让学生将科学课程的内容与真实的自然生态有效的结合起来。由于这一课的知识点较为简单，但包含的内容十分丰富，教师可以转变传统的教学模式，让学生在课下自主查阅相关的资料，并进行讨论，根据自己观察的内容写成一份报告或进行实验设计。学生可以从环境、政治、经济等各个角度来阐述自己对生态系统的理解，这样就将单一科学学科的教学与其他学科的内容进行了有效的结合，从而促进学生综合素质的发展。
第三，激发教学法。学生潜能的开发有赖于对挑战性问题的研究和解决。通过高强度和高难度的训练，教师可以在短时间内提高学生的发现问题能力、分析问题能力以及解决问题能力。为此，学校可以组织一定的课外实验探究活动，例如科技创新大赛，以比赛的形式在每一个班级选出一定的科学发明创造，在全校的范围内进行评比。在这样的过程中，学生能够有效的利用在课堂上学过的知识，并充分发挥自身的创新能力和动手能力。学校可以对比赛的优胜者进行一定的物质或学分奖励，从而激发学生参与到活动中的积极性。
4.结语
在生本教育理念下，学生成为学习的主体，其作用的发挥成为教育工作者重点关注的对象和努力的方向。“少教多学”模式成为教育工作者弱化教师作用和突出学生作用的初步探索。初中科学课程类似于物理课程和化学课程，是一门以实验为基础，对自然展开研究的学问。科学课程的设置具有双重意义，一方面体现为工具价值，它是学习知识、了解自然地中介和桥梁；另一方面体现为独立价值，科学课程本身就是教学任务的重要组成部分。
参考文献：
[1]吴承毅.初中科学实验数学例谈[J].试题与研究（新课程论坛），2014，（12）：26.
[2]徐卫星.初中科学实验教学方案探究[J].新校园（上旬刊），2014，（5）：128-128，129.
在科学探究中培养学生的思维品质 篇7
关键词：科学探究,思维品质,科学素养
《科学课程标准》明确指出“小学科学课程学习是以探究为核心, 以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”以科学探究为核心, 就是要鼓励学生在课堂中通过“动手动脑”学科学。“动手”强调主体行为参与的过程, 注重技能的训练;“动脑”强调主体思维参与的过程, 注重思维的发展。没有好的思维品质, 学生就不可能在分析问题和解决问题的过程中有积极的反应, 并迅速而正确地得出科学结论。下面结合教学经验, 谈谈如何在科学探究的各环节中培养学生的思维品质。
一、在创设情境中培养学生思维的敏捷性
兴趣是最好的老师。有经验的教师都会在课堂中创设情境, 让学生在情境中积极地思维、周密的考虑、正确的判断和迅速的作出结论。让学生在情境中研究问题, 在情境中分析、思考问题, 在情境中选择有效途径、寻求解决办法, 进而得到智力的发展、情操的陶冶以及思维敏的训练。
在承教《简单电路》一课时, 在探究组装简单电路过程中, 我给每一组学生分发了所需的材料, 让每个组自己设计组装一个简单电路, 让小灯泡亮起来。在课前准备材料时, 我就有意在一组器材的导线上作了手脚。活动中, 该组学生几经尝试都没能让小灯泡亮起来。当他们抓耳挠腮时, 我把问题抛给全体学生, 一起来分析问题:为什么小灯泡不亮, 会是哪儿出了问题, 应该怎样检测, 怎样解决呢?有的学生预测可能是线路连接出现错误, 我请他来连接, 小灯泡还是没有亮;有的学生预测是小灯泡坏了, 建议换一个或是连接到成功的电路中检测一下, 验证的结论是小灯泡没有问题;学生将目光锁定在导线上, 一检测, 问题找到了, 那该怎么解决呢?有的提议换一根好的, 有的提议将断点重新连接, 也有的提议在断点处加一个刀型开关, 用来更好的控制电路。一个巧设的“故障”, 激发了学生的思维活动, 促使学生能够适应变化的情况来积极地思维, 周密地考虑, 准确地判断和迅速地作出结论。
二、在实验设计中培养学生思维的逻辑性
在当今的信息时代, 不论你是从事科学研究、艺术创作还是经营管理, 你的思维都需要有严谨的逻辑性。动手之前先动脑!围绕着要探究的问题, 引导学生设计合理可行的方案是探究活动的重要环节。这一环节也是培养学生思维的逻辑性的最好载体。在承教《热的传递》一课时, 我曾尝试过让学生“想怎样设计就怎样设计”。结果呢, 学生从自己的偏好出发, 将热源设计为:利用炉火产生热、利用热水产生热, 利用太阳能产生热等;传热的物体设计为金属容器;观察热的传递, 有的学生想用手摸, 用温度计观测。学生辛辛苦苦设计的实验方案不能做, 刚刚点燃的热情却被我无情的否决了。不是这些实验方案不科学, 而是不可行。探究中, 一个合理可行的实验方案, 体现的是学生思维的逻辑性。教师要抓住这一关键环节, 充分调动学生的积极性, 引导学生一步步设计出科学、严谨、可行的实验方案, 使学生亲历实验设计的全过程, 这样学生才能借助概念、判断、推理等思维形式对科学知识有客观现实的理性认识。在以后的教学中, 在设计实验方案之前, 我让学生先想一想:我们身边那些材料可以用, 哪些效果最好;实验时要先做什么再做什么, 要观察什么、注意什么。
三、在汇报交流中培养学生思维的批判性
学生在具体的科学探究过程中积累了大量的感性认识, 他们各自都有不同的发现。这些发现可能是片面的也可能是错误的, 要使它成为一个真正的科学的概念, 还需要经过语言的表达、交流和探讨。在汇报交流中, 只有产生思维的碰撞, 学生才可以对已获取的认知进行调整或校正, 各种思维互相影响和碰撞, 才能擦出智慧的火花, 才能构建科学的概念。
在承教《各种各样的能量》一课时, 进行完“能量与物体运动的关系”实验后, 我组织学生进行一次交流汇报。在汇报中学生进行了自我反思和评价, 如“我这次实验探究很成功, 关键在于实验方案的设计较合理, 对实验中的变量控制和操作较好, 以后我一定要继续发扬”;“我的实验失败了, 主要是我的实验操作不当所致”;“别的同学装置既简单, 实验现象又明显, 而我这个实验耗时太长, 装置较复杂, 可能是实验设计方案有问题。”这样, 通过小组交流或全班交流的方式, 让学生反思各自在实验探究过程中的行为表现, 学习他人长处, 改进自己的不足, 也不失为培养学生思维批判性的好方法。
四、在拓展应用中培养学生思维的深刻性
学为所用。课堂上, 教师会在学生新知识生成后, 创设一个拓展应用环节。在这一环节中, 会促成学生“动脑”与“动手”的结合。这一过程中, 需要学生多方思考, 相互启发, 激励学生大胆预设, 去粗取精、去伪存真, 由此及彼、由表及里, 进而抓住事物的本质与内在联系, 认识事物的规律性, 培养学生思维的深刻性。
在承教苏教版小学科学六 (下) 《各种各样的能量》一课时, 在最后的拓展应用环节中, 我设计了一个问题:一辆无动力小车, 现在处于静止状态。假如你能找到足够的材料或者使用不同的方法, 会有多少种方法能让这辆小车运动起来, 再说一说每种方法是哪种能量在工作?学生结合之前学到的各种能量的相关知识, 很快给出了自己的答案:有的安装电池、马达, 用电能来驱动小车;有的安装太阳能电池板、马达, 让太阳能成为小车运动的能量;有的用手来推, 用机械能来驱动小车等等。我接着追问:以上方法中, 哪一种小车会跑得最快, 哪一种会跑得最远, 哪一种最低碳环保, 为什么?通过这一问题, 再次将学生的思维活动推向更深的层次, 也为后面的课程实施作好了铺垫。
科学探究思维 篇8
所谓思维力, 简言之, 是指科学思维的逻辑性、敏感性、周密性和条理性。然而, 学生在现实的课堂上, 往往只对观察的对象特别感兴趣, 而忘记理性的分析和思考;实验过程中, 教师只注重实验的操作过程和现象, 而轻视了对实验结果的分析和提质。如何改变这种状况呢?
一、在理性观察中揭示现象的本质
科学的价值不是在模仿而在创新, 科学的本质不是技能而是思想。科学学习的过程不能只是一个遵照指令进行操作的过程, 而是一个不断运用自己的知识经验进行自我建构的过程。学生需要的不是去复制别人的科学, 而是去建构自己的科学。
[案例《]土壤中有什么》教学片断
在对土壤进行肉眼观察、用放大镜观察、倒入水中观察、搅拌后静置观察一系列观察后……
师:你发现静置后的土壤颗粒有怎样的特点?
生:土壤沉淀了。
师:大家的土壤才静置了几分钟而已, 我这儿有一瓶昨天就开始静置的土壤, 两者比较一下, 你发现什么?
生:我们的静置的时间短, 水还很浑浊, 老师的水比我们的清, 都沉淀了。
师:水浑浊说明什么?
生:还有小的土壤颗粒没有沉淀。
师:而大的呢? (用课件出示放大图)
生:越往下土壤的颗粒越大。
师: (课件出示上游、下游图) 大家再来瞧瞧, 这些经河流冲刷后留在河岸边的岩石。
生:上游都是大石块, 下游都是小石块。
师: (课件出示中国地图) 大家再来看看我们中国的高山平原分布图, 你有什么发现?
生:西边多高山, 东边多平原。因为石块被水冲刷得久了, 大石块就变成了小石块了。
师:这是我们上节课学的, 岩石风化的内容, 再想想, 还是什么原因造成的?
生很茫然。
从土壤实验, 到河岸上的岩石, 到中国地形分布情况分析, 课堂结构似乎很完美, 但学生的认知仍停留在前一课的“风化”层面, 而没有推进。究其原因, 实验仅停留在观察的层面, 未透过现象揭示本质。土壤的静置实验学生只发现了“越往下土壤的颗粒越大”而未深究其为什么;留在河床上的岩石只发现了“上游都是大石块, 下游都是小石块”, 而没有深究为什么大石块都留在了上游, 小石块都留在了下游;始终未点拨学生思考产生这种现象的真正原因, 因未介入“大的颗粒先沉, 小的后沉”这一思维主线, 从而未能实现三个教学层面的层层推进。
在这样的课堂中, 由于缺乏思维的介入, 即使观察到了现象, 也不能上升为理性认识。可以说, 缺乏理性思维的观察, 只是一种肤浅、低级和原始的观察, 这种观察不知道使多少有价值的现象从眼前滑了过去。理性的观察是获得知识的大门, 也是发现新问题、认识世界必要的品质。生物学家达尔文说:“我既没有突出的理解力, 又没有过人的机智, 只是在观察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细地观察的能力上, 我在众人之上。”
二、在理性指导中提升学生的生活经验
科学课程标准强调:要从学生已有的生活经验出发进行教学。教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上, 从学生的生活经验和知识背景出发, 向他们提供充分的从事科学活动和交流的机会, 帮助他们在自主探索的过程中真正理解和掌握基本的科学知识与技能、科学思想和方法, 同时获得广泛的科学活动经验。
[案例]《轮轴的秘密》教学片断
结合工具箱里的轮轴器材, 第一个教学活动非常顺利地揭示了“在轮轴的轮上用力能够省力。”但要完成“轮越大, 越省力”这一教学目标却苦于缺少配套的实验器材。
A教学
师:因实验器材有限, 老师在课前做了实验, 得到了这样一些数据, 我们一起来瞧瞧, 你还能发现轮轴的哪些秘密? (师报数据, 生记录在作业本的活动记录表中)
生:我发现轮轴的轮越大, 越能省力。
B教学
师:我们发现教室的门把手其实就是一个轮轴, 下面我请一个小女生上来, 你能用一个手指头将门打开吗?
(小女生用食指在门把手的最外端用力将门打开)
师:我再请一个大力士男生上来, 你也能用一个手指头将门打开吗?不过有个要求, 请你在门把手的最里端用力。
生: (男生很用劲, 但门未打开) 我只要稍稍往外移一点就能把门打开。
(男生一试, 门打开了)
师:这其中有什么秘密呢?
生:越往外越省力, 越往里面越费力。
师:真的吗?我再请刚才的女生来试试。
生: (生演示后) 越往外轮越大。
师:通过我们的生活经验, 我们又发现了轮轴的另一个秘密, 生活中还有哪些例子说明轮越大越省力。
生:……
面对同样的缺少配套器材, 两位教师的教学理念完全不同。A教师注重的是知识的内在逻辑体系, 忽视了学生的情感状态以及经验状态。我们应该从学生的生活经验出发, 指的是学生自己的生活经验, 而非教师的生活经验, 更不是教师的“教学经验”。苏联教育家阿莫纳什维利说过:“儿童回答教师提问的精确性, 主要取决于儿童自己经验的逻辑性, 而不在于事物本身的逻辑性。”我们要尊重学生的经验, 让他们尽可能地把经验充分地表达出来, 而不是一开始就规定好了“前进的路线”, 使学生的经验与学习进程相隔离。
三、在理性类比中经历概念的形成
当前, 在对儿童的科学教育中, 有两种典型的价值取向, 一是学科取向, 二是生活取向。学科取向的科学教学以儿童科学概念的发展为指向, 教师往往从简单问题、单一变量入手, 通过呈现一些典型情境或操作, 揭示现象背后的科学道理, 目的是为儿童将来的学科性知识学习打下坚实的基础。而生活取向的科学教学则以解决儿童生活中的具体科学问题为指向, 从儿童生活中所遇到的科学问题入手, 利用儿童已有的日常科学概念或经验, 通过解决生活中的具体问题, 让儿童学习科学、理解科学, 并逐渐建构科学知识对于生活的意义。这两种, 哪一种是儿童的需要呢?
[案例]《我们周围的材料》教学片断
A教学
师:我们周围的物品是由许多材料做成的, 5分钟时间内, 小组合作, 看哪一组发现得最多。
生观察记录汇报。
师小结:我们周围的材料有很多, 其中最常见的有木头、塑料、金属等。
B教学
在学生合作观察完成周围的材料后, 师出示木头汤匙、塑料汤匙、金属汤匙、陶瓷汤匙。
师:这是大家熟悉的汤匙, 谁能说说这四只汤匙分别用什么材料做成的?
生:……
师:观察这四只汤匙, 你有什么发现?
生:我发现同一种物品, 可以由不同的材料做成。
师:再来看这木头汤匙, 教室中还有哪些物品是用木头做的呢?
生:……
师:这又说明什么呢?
生:同一种材料可以做成不同的物品。
(师出示一只塑料柄的金属汤匙。)
师:大家再来看这只汤匙, 你又想到了什么?
生:一种物品可以由不同的材料组合而成。
师:厂家为什么要做成这样子呢?你想过吗?
生:可能金属部分比较干净, 但比较烫, 而塑料刚好弥补了金属的缺点。
师:可见, 一种材料有一种材料的特点。这些材料分别有哪些特性呢?接下来几节科学课, 我们就要好好来研究研究。
我们的教学, 不能总是“零起点”。促进学生的自主学习, 首先要努力让孩子们把已有的知识状况展现出来。让他们在面对新知时, 自己主动去回忆、调动已有的认知结构, 并对新知产生构想。同时, 在交流的过程中, 大家相互启发和激励, 享受已有知识给自己带来的自豪感, 并在新知构想的过程中产生自主探究的愿望。
四、在理性思辨中提升探究的效益
曾经, 我们教给学生知识, 说“知识就是力量!”后来, 我们教给学生方法, 提出“给学生点石成金的‘金手指’”。现在, 在科学课堂上, 我们希望在学生经验的基础上, 经由科学性的探究活动, 使学生在获得相关知识与技能的同时, 依照科学方法进行探讨与论证, 使学生养成科学的思考习惯, 提升运用科学知识与技能来解决问题的能力, 让学生的经验得以提升。
[案例]《食物链和食物网》教学片断
A教学
师:大家一起完成了“田野”里的食物链, 这些食物链彼此交错在一起, 形成了一张网, 我们称它为食物网。 (师板书)
师:这些生物之间有什么关系呢?
生:这些生物, 你吃我, 我吃他, 少了谁都不行。
师:所以啊, 我们要保护生态平衡, 保护生物的多样性, 谁来说说你打算怎么做?
生:……
B教学
师:大家来看这绿色植物水稻, 现在生活水平提高了, 好多农户都把两季的水稻只种了一季, 或者改种成了收入较高的草莓, 甚至把大批农田变成了高楼大厦。说说你的想法?
生:那稻螟虫的食物就少了, 接着麻雀的食物也少了, 它们的数量都会因食物不足而减少, 还有, 对吃麻雀的蛇也应该有影响。
生:还有蝗虫的数量也会减少, 那青蛙也会减少, 总之是一连串的。
生:还有老鹰, 还有我们人类……
师:可见, 这水稻是许多动物的直接食物或间接食物。同学们, 如果有一天, 水稻这物种像恐龙一样灭绝了, 会是怎样一个景象?
生:那其它的物种数量是一定会减少的, 如果找不到其它物种来代替水稻的话, 也会跟着灭绝。
师:看来, 同一种植物会被不同的动物吃掉, 植物直接影响着许多动物的生存。草原上的草是野兔、牛、羊等许多动物的食物, 我们将来发明一种青草增长剂, 让草快速生长、大量繁殖行不行?
生:这也不行, 如果大量繁殖, 到了冬天, 青草都变成了枯草, 那就有可能引发火灾, 如果草原真的着火了, 那会烧死好多动物的。
师:哦, 看来这植物少了不行, 多了也未必是好事。在菜市场里, 我发现有人在卖青蛙, 你怎么看?
生:如果青蛙数量太多的话, 被我们人类吃掉几只也没事, 只是现在好像青蛙的数量并不是很多。
生:青蛙数量的减少直接会导致蝗虫之类的害虫大量繁殖, 那我们的水稻就糟殃啦!
生:还会影响到以青蛙为食物的动物, 如蛇、老鹰之类的动物数量也会减少。
师:如果青蛙灭绝了呢, 又会怎样?
生:那这个食物网就破了, 不仅许多动物会受到影响, 甚至植物也会受到影响。
师:能说得具体点吗?
生:……
科学探究思维 篇9
关键词：小学生,科学思维,混合式探究,案例分析
科学探究活动的目标, 重点在于培养小学生的科学思维能力, 科学思维是探究的灵魂。探究活动是科学探究的外在形式, 科学探究活动离不开一定的探究环境, 而我们提供给学生开展科学探究活动的环境是多层面, 多维度, 多渠道的, 一般包括社会、校园、家庭、网络 (软件) 等诸多环境, 小学生正处在科学思维、科学素养启蒙的关键时期, 学校和教师创造条件, 多手段、多渠道、多层次地让学生进行科学研究活动, 我们称之为混合式探究教学。探究活动中, 目标、任务、过程的设定, 犹如三块基石, 直接影响到科学教学的核心目标——小学生科学思维能力的培养。本文结合我校科学教师的混合实验室虚拟实验课堂教学和开展的科学项目活动, 针对科学探究活动中目标、任务、过程的分析, 探讨以培养小学生科学思维能力为目的的混合式探究教学相关的命题。
一、案例来源
二、案例分析
1.目标分析
思考比较:面向知识传授的教学目标侧重让学生知道事物的概念, 主要的教学目的围绕让学生能够说出事物和现象是怎么一回事, 对相关的内容做出合理的解释。面向科学思维培养的教学目标要求围绕一个或若干核心概念, 展开一系列探究活动, 在探究活动中, 鼓励学生关注:“为何做?”“做什么?”“怎样做?”“做出了什么?”“说明了什么?”重点培养科学思维和逻辑推理能力。
2.任务分析
思考分析:探究活动中, 教师应该筛选足量而又合适的有思维价值的观察和实验研究任务, 而这个任务最好能和小学生的生活实际发生联系, 是学生个人或小组合作努力能够自寻解决的。对于一个较大的或核心的任务, 可以分成几个相关联的小的任务, 有步骤有计划地分别加以解决完成。在具体的教学实施过程中, 根据学生情况重点突出某一个或某几个以下环节:制造问题情境——提出问题——猜想与假设——制定研究计划——实验观察——搜集整理信息——解释与结论——交流与表达。学生探究过程中, 教师提供结构性材料和开放性材料 (包括虚拟实验) , 有目的地引导学生理解科学模型、科学概念、科学规律, 实现“做中思, 思中做”, 训练学生分析问题的全面性和推理的严密性, 促进科学逻辑思维的形成。
3.过程片段
三、讨论与建议
1.虚拟实验与真实实验的关系
信息技术作为学习科学的工具、手段, 在实验中, 借助信息技术去收集、分析、处理信息, 从中亲身感受并体验知识的建构过程, 培养分析问题、解决问题的能力, 发展思维, 提高学习能力, 学会学习。
在探究连接电路的连接方法时, 让大家在电脑上代替实物连接电路。动态、直观的电流路径和方向, 让学生明白了什么是通路、短路和断路。在电脑上操作, 每位同学都饶有兴趣, 相当投入。不少同学不止设计了一种连接方法, 而且还创造性的设计了多种连接电路, 有的还尝试点亮五、六个小灯泡, 各种连接方法五花八门, 挺有创意, 真正实现了玩中学, 做中学, 思中学。第一次让学生点亮小灯泡的时候, 只有3个小组成功了, 通过虚拟软件的帮助理解, 再次连接几乎全班每组都成功了, 效果十分显现。课的结束部分让学生完成一个挑战任务:能否用电脑软件设计一个电路点亮两个小灯泡?每位学生都跃跃欲试, 充满期待。
在《种子发芽实验 (一) 》的教学中, 要求设计种子发芽的对比实验, 因为当堂不能看到实验结果, 课堂上缺少动手操作, 处理不好学生参与学习的积极性大打折扣, 课堂氛围难免会显沉闷。为了让学生在课堂上得出实验结果, 我尝试让学生运用一个“种子发芽”的虚拟实验软件进行探究, 软件操作十分简便, 却能够说明问题, 并且课堂上可以马上反馈实验结果, 这大大激发了学生的学习兴趣, 提高了学习效率。在真实实验中由于种子发芽的实验涉及到的环境非常复杂, 一些条件如空气、温度等是小学生不能控制的, 虚拟实验可以帮助我们完全控制相同条件和不同条件, 排除了其他因素的干扰, 使学生探究活动在一个理想、简单的环境条件下进行。当然我们必须让学生知道电脑实验只是一种模拟实验, 不能替代真实实验。
2.课堂教学与教材的关系
自主高效的课堂教学活动应该满足学生的发展和需求, 重点在于培养学生的科学思维能力。《科学》教材不再是学生科学学习的全部内容, 它只是学生学习科学的一个资源、一种凭借, 是开放的科学教育的起点。为此, 正确认识教材, 切实用好教材, 根据学生、学校的实际条件和状况, 对教材内容进行适当删减和整合, 有经验的科学教师都会有自己的思考。
设计种子发芽实验时, 同学们猜测影响种子发芽条件有多种:光、土壤、空气、水、养料、温度、湿度等, 这也反映了同学们的前概念水准, 哪些条件是种子发芽所必须的, 还有待实验证实。影响种子发芽的因素在一节课中都要求设计实验, 分析研究, 面面俱到, 这无异于蜻蜓点水。实际教学中, 我们采用的策略是:先选择一个条件 (水) 进行实验设计, 因为水这个条件在实验中学生比较容易控制, 也跟他们的生活经验联系紧密。开始设计时, 老师没有给学生任何限制和引导, 让他们自由地进行设计实验方案, 目的在于充分暴露设计当中的问题和欠缺, 为接下来的交流讨论做好铺垫, 激发同学们之间思维碰撞的火花。设计实验中出现的问题也是五花八门的:有的只有一组实验, 缺少对照组;有的同时改变了两个条件:常温和低温;有的实验组和对照组都选择了低温 (有些种子在低温下根本就不发芽, 所以看不出有水和无水对种子发芽的影响) 。同学们都找出了其他组设计的问题, 并说出了改进的措施和方法, 最后达成了共识:作对照实验, 必须只有一个条件不同, 其他条件必须相同。这个活动虽然花了较长的时间, 但帮助学生理解了什么是对照实验的公平性, 很好的解决了难点和重点, 体现了“一英寸宽、一英尺深”, “开口要小, 切口要深”的教学理念, 由于有了前面的分析探讨, 在设计其他条件如空气、温度等对种子发芽影响的实验时, 绝大部分同学都能把对照实验的公平性原则迁移过来, 达到了举一反三的功效。
3.课内与课外的关系
《科学课程标准》指出:“科学探究既是学生的学习目标, 又是重要的教学方式之一”。科学课堂中实施科学探究的时间是有限的, 而小学生对科学知识的探索是无止境的。苏霍姆林斯基曾说过:“不要让学校的大门把儿童的意识跟周围世界隔绝开来”。小学生科学素养的养成离不开课堂教学, 更需要他们的亲身实践。
《太阳能热水器倾斜角度的探究》就是从小学科学五年级《光与热》单元延伸出来的探究活动, 在制作完太阳能热水器的活动后学生开始对太阳能热水器产生兴趣, 他们平时也会留意楼房顶上的太阳能热水器, 发现太阳能热水器都是倾斜放置的, 并且倾斜的角度似乎都是一样的。为什么太阳能热水器要倾斜放置?采取什么样的角度才能让太阳能热水器获得最多的太阳辐射能?市面市场上销售的太阳能热水器吸热板与地面的夹角都是固定的, 其角度度数是否合理?为了解决孩子们提出的一连串问题, 于是我带领着他们开展了《太阳能热水器倾斜角度的探究》的科学实践活动。在活动中学生除了运用到课堂上学到的实验方法外, 还运用了实地调查、采访、网上搜索资料等方法去解决问题。孩子们在活动也收获了很多, 不仅知道了太阳在一天及一年中位置的变化, 了解了太阳能热水器的工作原理, 并通过实验探究了太阳能热水器倾斜放置的原因及倾斜的最佳角度。在活动中还提高了学生的实验设计、实验控制变量、实验分析能力和人际交往的能力。
实践证明, 科学教学与课外实践活动相结合能激发学生的学习兴趣, 我们要从过去较封闭型的教学向开放型转变, 提供更广阔的探究空间给学生, 充分开发学生的各种潜能, 让学生成为具有现代科学素养的有用之材。
参考文献
思维科学36讲 篇10
第二讲钱学森院士构建现代思维科学体系
一、钱学森院士创立的现代思维科学体系, 坚持了以马克思和恩格斯的论述为指导原则
钱老认为, 现代思维科学体系, 无论是基础层次, 还是技术层次、工程层次, 最终都要通过认识论这个桥梁与马克思主义哲学相联系。因此, 钱老说, 研究思维科学欢迎与研究搞哲学的人参加, 尤其希望搞逻辑学的人参与抽象 (逻辑) 思维形式研究, 因为逻辑学毕竟与抽象 (逻辑) 思维规律既相联系又有一定区别。
钱学森院士构建的现代思维科学体系不仅是对马克思、恩格斯关于思维及思维规律的理论继承和发展, 而且还是马克思主义的思维科学理论中国化、时代化、大众化的典型代表。
恩格斯在提出思维的科学之后, 紧接着就说:“思维规律的理论并不像庸人的头脑在想到‘逻辑’一词时所想象的那样, 是一种一劳永逸地完成的‘永恒真理’。” (《马恩选集》4卷人民出版社1995年版, 第284页。) 那时关于思维的规律科学包括形式逻辑和辩证法, 而形式逻辑本身自亚里士多德以来到现在仍是激烈争辩的领域。思维的规律科学还包括辩证法, 辩证法不过是关于自然、人类社会思维运动发展的普遍规律的科学, 它自然不属人的某种思维形式范畴。
对于思维的科学仅包括形式逻辑和辩证法, 恩格斯显然是不满意的, 如果只认为思维的科学仅仅包括形式逻辑和辩证法那只能是“庸人”之见。“逻辑”思维也不只是形式逻辑一种, 还可能有其他形式, 更重要的还有“非逻辑”思维形式。但由于当时社会生产水平和自然科学发展水平的限制, 恩格斯是无法回答的。
二、钱学森院士发现并补充非逻辑思维形式
钱老认真分析恩格斯关于“思维规律的理论并不像庸人的头脑在想到‘逻辑’一词时所想象的那样, 是一种一劳永逸地完成的‘永恒真理’。”的论述, 并依据自身和其他科学家从事科学发现的体验以及经验教训, 于1958年发表了首篇有关形象思维规律方面的学术论文, 钱老在“形象”一词后面加上“直感”一词就属于他自身的体验。到了20世纪80年代, 钱学森院士又将带有“非逻辑”性质的灵感纳入思维规律行列, 进一步佐证了恩格斯的这一光辉论述。
什么是钱学森院士的现代思维科学体系?所谓钱学森院士的现代思维科学体系, 主要是遵循以马克思主义哲学为指导, 以总结和体验科学发现、技术发明、文学艺术创作成功或失败的经验教训为主要途径, 以探索和揭示抽象 (逻辑) 思维形式、形象 (直感) 思维形式、灵感 (顿悟) 思维形式、社会 (集体) 思维形式等思维规律的本质、特征, 及其思维方式和方法为主要内容的开放式的现代思维科学体系。
三、钱学森院士创立的思维科学体系有三个鲜明的特点:一个核心、一个精髓、一种精神
一个核心:钱老的现代思维科学体系坚持了以马克思主义关于思维科学的论述为指导, 如“思维和存在的关系问题”是思维科学的重大基本问题, 这是根本性原则;“主观的思维和客观的世界遵循同一些规律”, 这是本能和无条件的原则;“随着自然科学领域中每一个划时代的发现, 唯物主义也必然要改变自己的形式”, 自然思维规律也会改变自己的形式, 这叫做可改变性原则, 等等。
一个精髓:钱老以非逻辑思维规律进一步完善和丰富了恩格斯的思维科学体系设想。恩格斯对那时候仅包括形式逻辑和辩证法的思维科学体系并不满意。为此, 钱老在补充了带有非逻辑思维性质的形象思维规律、灵感思维规律后, 还说以后会发现新的什么形式思维规律, 这不仅完善了恩格斯的思维科学体系, 而且给人们认识、改造和利用客观世界带来了方便。从而使现代思维科学体系更加丰富多彩, 更加具有活力, 更加具有开放性。