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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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科学探究活动的类型及其对教学的启示

【作者】 赵姝静

【机构】 (浙江省宁波市余姚市泗门镇初级中学)


【正文】摘 要:科学探究是科学课程的重要组成部分,探究活动作为科学探究的载体,其开展的好坏将影响科学探究的程度和科学教育的效果。文章针对不同的探究活动进行分类,以此为基础对不同类别的探究活动设计各自的教学方式,为探究活动的开展提供若干思路。
  关键词:科学探究;探究活动;类型;教学启示
  科学探究作为科学课程的重要组成部分,它既是课程目标,又是课程内容。探究活动作为科学探究的载体,其开展的好坏程度将影响学生的学习效果。由于探究活动本身的多样性,因此需要对大量的探究活动进行分类,再对不同类别的探究活动针对性地提出教学建议,以此达到教学效果最佳化,学生探究能力发展最大化。
  一、探究活动类型
  不同的科学探究有不同的处理方法。我们可以将华师大版《科学》教材中的探究活动分成两大类:一类是学生已知结论的探究活动,另一类是学生未知结论的探究活动。
  (一)第一类:已知结论的探究活动
  “已知结论的探究活动”是指学生在进行探究活动前,可以通过前后翻阅教材提前知道探究的结论,是基于结论的探究。如:“探究二氧化碳的物理性质”、 “研究决定导体电阻大小的因素”、“探究铁钉生锈的条件”等。
  初中科学教材中共出现探究活动约36个,其中已知结论的探究活动约有27个,在数量上占所有探究活动的多数。这类探究活动在不同年级的分布也有特点,主要分布在七年级下到九年级上,在七年级上和九年级下的分布很少,这与探究内容和任务的难度有很大的关系,主要体现在开展这类探究活动的探究内容对学生而言较为困难,学习难度大,且大多为重难点内容,在这种情况下,科学探究作为一种学习和教学方法可以帮助学生克服难点问题,对科学课程的开展具有积极的作用。因此,这类探究具有很强的知识指向性,如果教材中没有给出结论的话,教材后续的编写可能会存在困难。
  但是由于学生往往已经阅读过教材,知道了探究的结果,是基于结论的探究,如果教师在进行这类科学探究时仍然是按照正常的探究流程来教,学生容易失去探究的主动性,那么进行科学探究也就没有意义了。
  (二)第二类:未知结论的探究活动
  “未知结论的探究活动”是指学生在教材中无法找到探究结论,只能通过亲身经历探究过程才能知道探究结论的探究活动。如:“豆类种子的发芽及幼苗生长对光的适应”、“探究凸透镜的成像特点”、“探究氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质”等。
  科学教材中可以看出未知结论的探究活动约9个,占所有探究活动的少数。在分布上,七年级上的时候这类探究活动最多,从七年级下开始逐渐减少,这一变化与探究内容和教学目标的侧重点转变有关。从内容上看,开展未知结论的探究活动时的探究内容相对比较简单和开放,学生有充分的空间从事探究活动,所以七年级所安排的这类探究会略多,随着学习难度的增加,学生进行这类探究活动的数量也就相对减少。教师在教学过程中侧重学生对科学探究本身的理解和掌握,把科学探究作为科学知识的一种进行教学,因此,未知结论的探究活动会偏多,在学生初步理解科学探究后,就要尝试运用科学探究来学习其他科学知识,这时科学探究就从科学知识逐步转变为科学方法。
  二、探究活动的教学启示
  (一)第一类探究活动的教学启示
  针对第一类探究活动, 教材中都是直接给出研究问题和研究方案,让学生按照给出的方案得出研究结论,但是研究结论又可以在教材中直接找到。教师如果按照一般探究的过程进行教学,学生进行的探究很可能是“伪探究”,不利于学生探究能力的发展。因此,教师可以安排学生对探究活动进行评价,甚至改进。通过评价和改进科学探究,教师不仅可以检测学生对科学探究本身的理解程度,而且可以提高学生科学探究的能力。
  如:“探究阿基米德原理”这个活动,课本给出的探究问题“浸入水中的物体所受的浮力大小可能与哪些因素有关?”后,直接就是活动过程了:测出浮力和排开的液体重力,得出两者之间的关系。提出的问题和探究的过程不完全对应,让学生难以理解和接受。我们可以对此进行改进:先讲解阿基米德发现浮力定律的故事,然后抛出问题“浮力大小与排开的液体的重力有什么关系呢?”,然后让学生设计实验、进行探究,得出结论,这样将探究的问题稍作修改,指向明确,学生比较容易接受。
  (二)第二类探究活动的教学启示
  针对第二类探究活动中探究结论未知的特点,教师应该尽可能地为学生提供机会,让学生像科学家一样进行探究活动。教师要鼓励学生积极参与探究活动,为学生提供必要的时间、空间和资源,对学生遇到的困难给予及时的指导和帮助。根据探究活动时间与空间上的差异,我们可以分为两类:
  1、 课堂上的探究活动
  “观察和提出问题→形成假设→检验求证→得出与解释理论→交流与应用”,这是教材中介绍的科学探究的基本过程,这种方式在课堂教学中是最常用的,因为这种探究模式过程简单明了,学生操作起来方便,便于教师对学生进行指导。但是这种模式的缺点也比较明显,如果经常采用这种方式,学生容易形成一个思维惯性,即探究活动的进行必须按照这样的步骤,这恰恰是对科学探究的错误理解。
  因此,这种探究模式比较适用于时间和空间都比较有限的课堂中一节课的科学教学,教师可以完整地安排科学探究的每个环节,如“研究运动对呼吸频率的影响”、“比较不同物质在水中的溶解能力”等这些探究活动。当然如果教师只是为了锻炼学生在某一探究环节中的能力,则可以针对性地安排探究的一个环节进行教学。
  2、课外的探究活动
  对于课外拓展和日常生活中的探究活动,或者是某一课题的探究,由于需要时间久,不是一节课能完成的,学生可以自由选择自己感兴趣的问题,从探究的任一环节开始,教师针对不同学生的不同探究活动分别给予指导,在几周甚至几个月的时间里逐步完成。如“探究蚯蚓” 、“观竿测影”等,学生可以从探究的任一步骤开始,没有规定的起点,使探究过程呈现出动态性和不确定性,这样的过程更接近于科学家真实的探究过程,适合让学生体会科学家是如何进行探究活动的。
  科学探究已经渗透于科学教学的各个方面,针对已知结论的科学探究,教师在教学上应组织学生对探究活动进行评价和改进;针对未知结论的科学探究,教师应该尽量让学生像科学家一样经历探究过程。通过不同的教学方法,以获得最佳教学效果,学生探究能力得到最大发展。
  参考文献:
  [1]王耀村.浙教版初中《科学》教科书编写特点探究[J].教学月刊,2013,(11):48-51.
  [2]王慧君.科学探究教学设计:依据、实施与评价[J].中国电化教育.2013(9):102-106.
  [3]陈秀华.初中科学探究活动实施策略及其有效性研究[D].宁波大学.2014.
  [4]彭玲.科学课程中的科学探究活动研究[D].华中师范大学.2007.