浅谈在小学科学教学中如何培养学生的探究能力

2022-09-10

21世纪是科技迅猛发展的时代, 科学知识的拓展、传播和应用己经成为社会进步的动力。在现代科学技术的发展潮流面前, 科学教学正在发生着革命性的变化。在国家课程标准中, 科学探究作为重要的理念强调和教学建议提出, 而且被列入了课程目标和内容标准中, 作为必须实施的内容要求。在新教材实施的过程中, 如何把握新课程理念, 如何理解科学探究, 如何组织培养学生的科学探究能力, 成为摆在小学科学教学工作者面前的一项紧迫课题。

1 充分认识培养学生科学探究能力的必要性

2001年我国教育部公布的《基础教育课程改革纲要 (试行) 》指出, 要“改变课程过于注重知识传授的倾向, 强调形成积极主动的学习态度, 使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。” (1) 同时, 新课程标准还强调, 要“加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系, 关注学生兴趣和经验”。 (2) 在这种精神的指导下, 新的《科学课程标准 (3~6年级) 》明确指出, 要“积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动, 培养他们的好奇心和探究欲, 发展他们对科学本质的理解, 使他们学会探究解决问题的策略, 为他们终身的学习和生活打好基础。”这一规定符合当今科学教育发展的趋势, 充分说明开展科学探究教学实验, 培养学生的科学探究能力, 有其必然性。

1.1 科学技术的发展对提高学生科学素养的要求

21世纪是知识经济的时代。科技迅猛发展, 公民的科学素养水平已经成为衡量一个国家竞争力的重要体现。在这种形势下, 改变传统的教学方式, 加强科学素养教育, 已经成为社会发展的必然需求。我国的科学教学长期以来, 重视对科学知识的传授, 忽略了学生对科学过程以及方法的理解, 忽略了学生科学情感态度与价值观的培养, 这对我国公民科学素养的提高是极为不利的。在新的社会背景下, 要适应社会发展的需要, 就必须加强科学教育, 全面提高我国公民的科学素养。这是我们在激烈的国际竞争中立于不败之地的基本保证。

1.2 有利于全面提高学生的科学素养

进行科学探究不仅要运用科学知识、科学方法, 也要运用各种科学探究的技能, 而且探究也是一个科学的过程, 在这个过程的实施中, 还需要探究者之间的合作、交流, 对探究的结果进行评判还会涉及到科学价值观和情感的问题。所有这些都与人的科学素养息息相关, 都是发展和提高人的科学素养的重要内容。因此, 通过科学探究, 有利于学生认识科学探究是认识自然规律的最有效途径, 能够从形成、检验、接受或者抛弃科学假设的过程中去领悟科学的相对性和可变性, 从而理解科学的本质。科学探究还有利于学生更多地接触生活和社会, 了解科学能够做什么, 不能够什么, 领会科学、技术与社会的互动关系, 形成正确科学价值观;科学探究能够有效保持学生对自然及其规律的好奇心, 激发他们求知欲, 使他们体验探究过程的喜悦和艰辛, 增进对科学探究过程的理解, 培养他们主动参与, 勇于探索、善于合作、敢于超越的科学品质。促进这些品质的形成, 有利于全面提高学生的科学素养。

1.3 有利于学生学习方式的转变

“应试”背景下的科学教学突出机械训练, 学生以接受学习为主, 习惯于“讲、记、背、练”的学习方式, 轻视或忽略亲身体验所获得的经验, 缺乏动手实践和探索的机会, 分析解决问题和合作交流的能力得不到应有的锻炼, 学生的实践能力和综合解决实际问题的能力差。这样, 学生学习的主体性得不到应有的发挥, 个性优势得不到发展。要改变这种现状, 必须改变学生的学习方式, 倡导科学探究式学习。如前所述, 科学探究是一个多侧面的多样化学习活动, 涉及提出问题, 猜想和假设、实验、查阅资料、调查、合作、讨论、分析综合、归纳与概括、表达与交流等。提倡学生自主参与者各种各样的探究活动, 亲历科学过程, 是科学探究式学习区别于接受式学习的重要特征。学生在科学探究活动中, 在老师的指导下, 需要自己提出问题, 设计解决问题的方案, 通过自己动手搜集各种资料, 开展调查或者实验, 自己整理信息, 做出解释或结论, 自己写研究报告, 并进行交流与表达。这种学习方式的改变, 非常有利于培养学生的自学能力。

2 正确理解科学探究的内涵

什么是科学探究?美国《国家科学课程标准》中指出:科学探究是科学家们用以研究自然界基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径;科学探究也指的是学生们用以获得知识, 领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。 (3) 科学家的探究和学生的探究式学习既有不同之处, 也有相似之处。所不同的是, 科学家探究的对象往往是人类未知的, 其目的是为了发现人们尚未认识的科学事物及其规律, 而学生进行科学探究的目的是为了获得科学探究活动中典型的行为和思维体验, 提高自己的科学素养。学生科学探究的对象往往是人类已经认识而对学生是未知的事物, 学生探究的过程中也往往有教师的指导。相同的是, 学生课堂中的科学探究与科学家的科学探究活动具有相同的过程, 即“提出问题—明确问题—提出假设—制定计划—观察、制作、实验—搜集并整理有关信息—做出解释—表达与交流”。

我国《科学课程标准 (3~6年级) 》中对科学探究并未给出明确的定义, 但是指出, “科学探究不仅涉及提出问题、猜想结果、制定计划、观察、实验、制作、搜集证据、进行解释、表达与交流等活动, 还涉及到对科学探究的认识, 如科学探究的特征。”对于科学教育中的科学探究, 可以理解为, 一方面科学探究是一种学习的方式。这要求教师要把探究作为一种学生认识自然和理解物质世界的重要途径和手段, 通过让学生亲身经历和体验科学探究活动, 激发学生学习科学的兴趣, 获得科学知识, 增进对科学的情感, 理解科学的本质, 学习科学探究的方法, 初步形成科学探究能力。另一方面, 科学探究是一种重要的教学方式, 与其他教学方式不是相互排斥和对立的关系, 应是相互融合。此外, 科学探究本身还是科学课程的重要学习内容之一, 探究能力的培养也是科学课程的重要目标之一。

3 培养学生科学探究能力的路径

科学探究能力是在科学探究活动中形成、发展和表现出来的, 因此, 培养学生的科学探究能力, 必须从科学探究的每一个要素 (环节) 着手。

3.1 大力营造和谐环境

心理学家罗杰斯认为:“成功的教育依赖于一种真诚的理解和信任的师生关系, 依赖于一种和谐的安全的课堂气氛。”有了和谐的环境, 它能使人身心愉悦、自觉地为达到某个目标而努力, 其学习效果就不言而喻的。在探究的过程中, 肯定会有错误发生, 如果教师对学生的这种错误嘲笑、讽刺甚至挖苦的话, 那必将会给他们造成恐惧的心理, 最终导致他们不敢去探究, 不愿去探究。因此, 教师要使学生乐于探究, 善于探究, 必须给学生创造一个自由、安全的心理环境, 这是培养学生探究精神的前提。为了创设一种积极互动的学习氛围, 我在课堂上充分运用表扬、小组竞赛等多样化的手段, 调节课堂气氛, 使课堂教学活而不乱, 稳而不闷, 使学生始终处于主动的学习状态中。

3.2 积极创设问题情境

问题的提出是科学探究的开始, 也是学生探究兴趣的所在, 只有学生自己选定的问题, 学生才有极大的兴趣进行探究。爱因斯坦曾经说过“一个问题的产生通常要比它的结论的得出更为重要。”因此, 老师一是要积极地鼓励学生大胆地提问题;二是要给学生提供一个良好的问题情境, 让学生有问题可提。只有这样思维活动才能开始, 探究行为也就会主动启动。一开始, 学生所提出的问题会漫无边际, 没有针对性, 这些都是正常的现象, 教师要让学生充分想象, 引导学生大胆质疑。在学生思维得到充分发散的基础上, 教师要给予必要的收敛, 进而引导学生集中于一或两个问题进行重点研究, 并帮助学生确认本节课的学习目标。经过一定的训练, 学生基本能针对某一自然现象或自然事物提出相应的较恰当的问题, 并能对问题的结论有一定的猜想。

3.3 注重实践过程

教学的最高境界是使学生学会学习, 让学生亲身经历科学探究的过程, 体会、感悟探究过程中运用的科学方法, 是学生学会学习的关键。因此, 在科学课的教学中, 必须注重学生的实践活动, 注重学生的经历、体验和发现的过程。比如:让学生回答问题时, 不能因为学生回答不出来或答错而责骂学生, 教师就直接告诉答案, 而应带着这个问题让学生去实践、操作, 如果操作不成功, 应该组织学生去分析问题出在哪儿?最终让学生自己得出一个正确的结论。对学生的探究活动, 教师应舍得花大量的时间, 让学生多动眼“看一看”, 多动脑“想一想”, 多动口“说一说”, 多动手“做一做”, 充分发挥学生在课堂上的主体作用, 培养探究能力。

3.4 重视研讨过程

科学探究之后组织学生认真钻研、共同探究。对这种研讨不是盲目的, 是以探究过程为基础, 有目的、有针对性地对探究的问题进行研讨。美国有一位博士对下面两种情况进行比较:一是探究后立即进行研讨, 一是探究后不进行研讨。研究结果表明, 前者概念水平的发展达到高层次, 研讨认识深化。教学中, 每次学生探究后都有许多话要说, 而学生对各种现象的理解不尽相同, 这样就激起了许多“矛盾”, 教师要重视学生自己对各种现象的理解, 首先倾听他们的想法, 洞察他们这些想法的由来, 并鼓励学生之间相互交流和质疑, 进一步研讨, 了解彼此的想法, 以此为根据, 引导学生彼此丰富和调整自己的理解。

3.5 重视方法辅导, 并把探究式学习向课外延伸

在科学探究过程中, 有时可能会遇到各种各样的问题和困难, 而教科书无法解决。因而教师应该注重对学生进行方法的辅导。比如, 提前让学生收集与学习相关的资料, 可以通过网络、电视、书籍等许多媒体来获得。在要求学生收集资料时, 要把收集的资料进行初步的消化:把收集的信息资料先看懂、理解, 能进行简单的复述, 并根据解决问题的需要整理资料, 这样才能真正培养学生的理解、归纳、概括能力。在多数探究中, 教师要适时给予帮助、引导, 从而使探究在经历了一段努力之后有所结果, 让学生体验到收获的喜悦和兴奋, 否则总是探究不出什么结果, 学生也会丧失对探究的兴趣和信心。同时, 大自然包罗万象, 奥秘无穷, 仅仅靠课堂上获取的知识是有限的, 因此, 教师可以引导学生利用课堂上所学到的学习方法, 到校园、家庭、社会、大自然中去学科学、用科学, 使科学探究活动突破教学时间的限制和教学空间的束缚。要重视学生在课后的更有意义的后续活动, 注重拓展学生的信息渠道, 广泛利用存在于教科书以外的各种资源, 这样既能扩展学生的知识, 激发学生多方面的兴趣, 又能培养学生的实践能力, 增强学生的探究精神。

摘要:适应21世纪科技发展的潮流, 科学教育正在发生深刻变化。科学探究作为国家课程标准, 正随着国家基础教育课程改革而产生和发展起来。培养学生的科学探究能力, 已成为小学科学教学的一项重要任务。

关键词:科学素养,科学探究,培养,途径

参考文献

[1] 彭蜀晋, 林长春.科学课程与教学论[M].北京:高等教育出版社, 2005.

[2] 中华人民共和国教育部制订.科学 (3~6年级) 课程标准 (实验稿) [S].北京:北京师范大学出版社, 2001.

[3] 靳玉乐.探究教学论[M].重庆:西南师范大学出版社, 2001.

[4] 袁振国.教育研究方法[M].北京:高等教育出版社, 2000.

[5] 张大均.教与学的策略[M].北京:人民教育出版社, 2003.