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如何有效开展科学探究
发布时间:2015-11-16 信息来源:合肥市第四十八中学 阅读次数:1795次 【关闭】

    今天我能在此发言首先感谢许老师给我一个锻炼的机会!从2004年参加工作到现在我工作已是第八年了,虽然时间并不短但是真正担任初三化学老师也才一年多,这一年多以来我也是摸着石头过河,但是我比很多老师幸运,我这一路的摸索中有很多人给我了我帮助。刘继红主任,经常让我写反思,虽然有时候也感觉“烦死了”,但是在不断的反思中使我尽快的实现从高中老师到初中老师角色的转换;慈良琴老师,我们备课组组长,无论是从教学上还是管理学生上她都给了我很好的建议,正如她说的她对我们年轻人真是知无不言言无不尽;俞建生老师,他是我实验操作的老师,加强了我的实验基本功,还有在平时上课对探究实验的设计与改进我都经常向他请教,还有指导我如何带兴趣小组,因为我的兴趣小组也耽误了他很多午休时间,可他也从不抱怨;潘海玲老师,她在平时指导我去了解初三学生的认知水平,如何把每堂课的教学任务落到实处,每节课不是作为老师的我讲了多少内容而是学生掌握了多少;最后还不得不提的是我们教研员许老师,他给我们年轻人提供了很多平台和机会,记得在第四届中学生科学探究大赛前,许老师收集了专家们对我班学生作品的意见,把学生报告上存在的问题逐字逐句的解释给我听,她这种对工作一丝不苟的精神对我的感触也很深!今天借这样一个机会我首先要感谢他们,另一方面我还要感谢我来到了包河区这个以许老师为中心的大集体,还有名师曹特,学科带头人江校长,相信在他们以后的帮助下我离做一个好老师的目标更近了。

下面我就谈谈我对科学探究的理解,和在平时教学活动中如何进行科学探究的。

    1、对科学探究的理解

    《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》):

    “将科学探究作为课程改革的突破口”

    “倡导以科学探究为主的多样化的学习方式”

    “科学探究是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段的化学课程的重要内容,对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。”

    科学探究作为化学新课程的重要学习内容,《标准》把科学探究设为内容标准中五个一级主题的第一个主题,并对科学探究主题的内容和学习目标提出了 “增进对科学探究的理解、发展科学探究能力、学习基本的实验技能”三个方面的具体要求。

    科学探究作为化学新课程倡导的一种重要学习方式,《标准》在其内容标准中设置了“活动与探究建议”栏目,给出了“有关科学探究学习的案例”,提出了具体的教学建议。《标准》中强调“科学探究内容的教学和学习目标的实现,必须让学生亲身经历丰富的探究活动。”“探究活动包括实验、调查、讨论等多种形式。” “科学探究既作为学习的方式,又作为学习的内容和目标,必须落实在其他各主题的学习中,不宜孤立地进行探究方法的训练。对科学探究学习的评价,应侧重考察学生在探究活动中的实际表现。”

    2、创设有利于科学探究的氛围

    科学探究活动需要自由、轻松的气氛。爱因斯坦说过:“学生的神圣的好奇心好比一株脆弱的幼苗,它除了需要鼓励外,还是要有自由,要是没有自由,它不可避免地会夭折。”所以,在探究活动中要给学生以较多的时间、空间和活动的自由;要帮助学生克服害怕发言、害怕出错、害怕失败等心理,不断地激励学生积极参与探究活动;要在探究活动中建立教师与学生之间、学生与学生之间的积极、平等、协作的光线,真正使学生感受到教师也是学生的探究合作者、指引者;要充分肯定和赞赏学生在探究活动中表现出来的探究热情、探究行为和探究结论,不失时机地给予学生恰当的指导和帮助……总之,让学生在轻松愉悦、生动活泼的氛围中开展科学探究活动。

    科学探究需要探究的背景。问题是科学探究的源头,没有问题,学生就不会有探究结果的思维活动。爱因斯坦也说:“提出问题比解决问题更重要”。这就要求每一节课都要精心备课,跟据所教学内容和学生的不同,选择不同的方式来提出问题。

    案例一:教师提出问题

    我们学校的初三从去年开始都借十八中校区,条件比较简陋,教室里没有多媒体,如何高效复习?如何把探究性学习放在复习课堂上?这两个问题让我很纠结,最后在复习酸的性质和碳酸盐性质时,我一上课就开门见山的提出问题,鉴别盐酸和氯化钠溶液的方法?让学生从不同角度找方法来鉴别,那位同学先找到就上台做演示实验,孩子们开动脑筋想办法,争先恐后的上台做演示实验,这节课使学生主观能动性得到很好的发挥,在科学探究中我根据所教授内容的特点采用了教师提出问题的模式。

    案例二:师生合作提出问题

    在对我们吸入的空气和呼出的气体成分探究时,我首先请一个胆小的同学起来回答问题,让同学们告诉他通过深呼吸可以缓解紧张,全班一起做几个深呼吸后,提出问题:我们吸入的空气中有哪些气体?学生很容易回答出氧气,二氧化碳,水蒸汽(在此可以给学生拿开封后一天的薯片和刚打开的薯片品尝后得出),氮气(这是提前上过衔接班的学生能回答出的)。回答完此问题后另一个问题也呼之欲出我们呼出的气体中又有哪些气体呢?学生通过讨论不难得出呼出气体中也有氧气、二氧化碳、水蒸气、氮气。呼入和呼出气体经过板书对比,气体的种类虽然一模一样,但是含量是否一样呢?若不一样你的猜想是什么?如何验证?学生顺着此思路探究下去!

    案例三:学生提出问题

    在学习空气的组成后介绍空气中氮气、氧气、和稀有气体的用途时,书本上两处地方提到可做保护气的气体氮气和稀有气体,有孩子马上就提出问题,我们吃的膨化食品中保护气是氮气还是稀有气体呢?当时我首先肯定了这个同学的想法,然后要求他们上网或者去图书馆查找资料,制定探究计划合格后我们去实验室探究。当时这个问题的提出使学生们钻研教材的基础上提出的,有时候需要学生提出问题我还必须创设问题情境!在探究蜡烛燃烧时已探究完燃烧前、燃烧时,在该探究熄灭后时,我当时是这样做的:“同学们,浪漫温馨的烛光课堂即将结束了,(孩子们和我都一声叹息),我现在需要一个人帮我吹灭这支蜡烛,邀请一发出很多人举手,请其中的一位同学来吹灭蜡烛其余同学在做最后的观看,蜡烛一灭,学生们问题也就提出来了,熄灭蜡烛后白烟是什么?

    综上,在科学探究中提出问题很重要,提出问题的形式有多种,我们要根据教学内容和对象的不同来调整我们采用的形式,使形式能够更好的为内容服务。

    3、科学探究要注重实效

    科学探究是一种重要的学习方式也是学习内容,无论是在课内还是课外的探究,我觉得不能为了探究而探究,要处理好预设和生成的矛盾。

    案例四:在上面提到的探究膨化食品中的保护气时,同学们通过书籍和网络查阅资料猜想膨化食品中的保护气为氮气,同学们很快又查找氮气的化学性质最后决定用镁带和氮气反应生成淡黄色固体来验证氮气的性质,可是当同学们准备好各种品牌的膨化食品走进实验室时,发现向气体中深入带火星小木条时小木条继续燃烧,这一个现象就说明膨化食品中的保护气是空气,我们的预设都不能进行。这时问题也就提出来:膨化食品中为什么要充空气做保护气?而不是氮气、稀有气体?这时我没有正面回答而是同学们可以通过讨论,上网查阅资料或者调查(若有父母、亲戚、朋友从事相关工作的),这样同学们又开始了不同形式的探究活动。

    上面提到科学探究的形式也有很多种,可以是实验,也可以调查,阅读讨论、上网查阅资料等多种形式,这也是要根据我们教学的内容来选择相应的形式。前面有很多以实验为主的探究形式,下面我举一个把史实故事与阅读讨论相结合探究活动的案例:《原子的构成》,首先复习原子和分子的联系和区别导入新课。在化学反应里分子可以再分,而原子不能再分。那抛开化学变化原子是否真的不能再分呢?当年英国的道尔顿先生创立了原子学说,其观点就是原子不能再分,是一个实心的球体。果真如此吗?这样的观点直到1897年英国的一位物理学家汤姆生先生在原子中发现了带负电的电子,开始动摇!既然原子不显电性,是一个实心的球体,怎么会有带负电的电子呢?唯一的解释就是原子内还存在......我故意放慢了语速,等待着孩子们的接话。果然聚精会神听我描述这段化学史的孩子们很快就反应过来,“原子内一定还存在着带正电的微粒!”这种带正电的微粒在原子内的什么地方,以什么方式存在,是汤姆生想的最多的问题,于是他假设的原子“西瓜模型”,即带正电的微粒和带负电的电子以西瓜子和西瓜瓤镶嵌的方式存在。这种假设需要试验来验证。这时,又出现了另一位科学家卢瑟福,他大胆地设计试验。他利用质子加速器将艾法粒子(带正电)发射去撞击金箔,不轰不知道,一轰吓一跳!结果发现大多艾法粒子一穿而过,只有少数粒子的运动方向发生了偏转,极少数的粒子被反弹回来。根据卢瑟福的实验现象你推测原子的结构?最后看书70页表格总结原子的结构?在学生了解了原子的构成后,我又布置了新任务:仔细阅读表4-1,表表4-2几种原子的构成同桌讨论从表格中你获得那些信息?学生能总结出1质子带正电、中子不带电、电子带负电;2相比质子、中子而言电子的质量很轻,可以忽略不计;3原子的质量主要集中在原子核上;4、原子不全是由质子、中子、电子构成;5原子中质子数等于电子数,原子对外不显电性;6原子中质子数与中子数不一定相等。本节内容由于教学内容抽象枯燥无味,我采用了把史实故事与阅读讨论式相结合的探究形式结合,很多概念与原理如果是通过我自己的嘴说出来学生的印象不够深刻,但是让学生通过阅读讨论总结出来的,调动了学生学习的积极性和主动性,也有利于学生主观能动性的发挥。

    上面我介绍了在课内我在如何进行探究性教学的,我们学校在这次课题中主要负责初中化学有效实施课外探究实践,关于课外探究活动我觉得是对化学课堂教学的延伸和发展,也是培养学生创新能力的有效途径。丰富多彩的化学课外活动,也可以开阔学生的视野,发展学生的智力,提高学生把知识运用于实践的能力,满足和发展学生在各种知识领域中的兴趣、爱好,促进了学生的全面发展。

    5、课外科学探究的具体做法

    (1).组建班级化学兴趣小组

    每学年开始,采取自愿报名的方法,在各班级中组织化学课外兴趣小组。同学们报名十分踊跃,有些班级报名人数超过80%,一般是每班成立一个大组(20多人),分成4—5个小组。参加的学生人数基本达到50%,主要对象是各班对化学有浓厚兴趣的学生。

    (2)、建全组织、制定计划

    各班课外兴趣小组成立后,选出大、小组长,在老师的指导下,及时制定出活动计划,确定组内成员分工。

    (3)、抓活动内容、活动时间、活动地点的落实

    为了使课外活动开展的有成效,在各班级课外兴趣小组建立后,召开全体课外兴趣小组成员会议。明确开展活动的目的是:为了丰富同学们的课外生活,开拓视野,培养同学们动手、动脑的实践能力,帮助同学们学习科学探究的方法,响应学校开展科技创新活动的要求。明确活动内容主要是:拓展和巩固教学中的演示实验和学生实验,协助同学进行家庭小实验,开展同学感兴趣的课题研究,有关化学问题的社会调查、访问、资料查询、收集和化学有关的科技创新等。明确活动开展的时间、地点、方式:每班兴趣小组三周活动一次,主要安排在中午和双休日,开放学校的实验室,为同学们提供实验场地和实验器材。

    我们开展的活动主要有:

    (1)、结合课堂教学,开展实验探究。

    例如:探究不同物质对过氧化氢分解的催化作用;实验过程中,同学们先通过查阅课外学习资料和网上搜索,提出实验方案,方案一、采用其他的氧化物如:氧化铁、氧化铝、氧化铜、氧化镁等一些氧化物作催化剂,在相同的条件下,比较它们与二氧化锰对过氧化氢分解催化效果;方案二、采用一些日常生活中的物质如:土豆、西红柿、水果、蘑菇、动物肝脏、食品脱氧剂┅┅等许多物质(有的小组找了三、四十种物质),试验它们对过氧化氢分解的催化效果;通过实验同学们了解了实验探究的基本方法—控制变量法,知道蘑菇、动物肝脏、食品脱氧剂等一些物质可以做过氧化氢分解催化剂的替代品,┅┅。

    同学们还开展了其他许多探究活动,如:探究膨化食品中的保护气;探究植物酸碱指示剂;探究物质溶解时溶液温度的变化;影响物质溶解速度的因素等等。

    (2)、开展家庭化学实验。

    如:自制简易净水器

    在学习水资源后,布置学生利用家庭材料自制简易净水器,并且让学生用自制的净水器于课堂上净化从天鹅湖取来的水样,学生之间互相比较制作效果,这激起了学生的热情:纷纷找来饮料塑料瓶、纱布、细沙、鹅卵石、木炭等物品,精心制作了净水器,并取来水样试验自己的制作效果。通过相互比较,相互探讨,科研气氛浓厚,学习兴趣不断提高,学习效果明显。

    (3)根据学生的兴趣和需求开展探究实验

    如:探究暖宝宝中的发热物质

    合肥冬天显的格外冷,因为暖气不是很普及,去年冬天有学生家长在使用暖宝宝,兴趣小组的同学知道后就萌发了探究暖宝宝中的发热物质的想法,按照以前的模式我先让他们上网查阅资料,制定计划,然后计划通过后带他们到实验室,在这个实验中可以根据已学过的铁的物理和化学性质去验证铁粉,通过多次实验得出暖宝宝中黑色粉末有铁粉和炭粉,做完预设实验后有学生提出暖宝宝为什么会发热?这时我手臂上正好贴了一个使用了5小时的暖宝宝,我打开这袋使用过的暖宝宝,同学们发现原来的黑色固体变成了红棕色粉末,同学们通过讨论后得出暖宝宝中的发热物质为铁粉,铁粉通过在空气中的缓慢氧化释放热量。这次探究之旅本认为到此就可以画上完美的句号了,可是这时有人问我炭粉的作用是什么呢?这个问题我当时也没有正面回答让他们先自己想办法解决,自己不行是再寻求我的帮助。

    5、有效探究与合理评价

    无论是课内探究还是课外探究,探究活动应注重过程性评价,对于科学探究活动的评价应重在学习过程,重在亲身参与探索性实践活动获得感悟和体验,重在学生的全身心的参与。重视学生在学习过程中的自我评价,使评价成为学生学会:实践—反思—发现自我—欣赏别人的过程;强调评价的激励性,鼓励学生发挥自己的个性特长,施展自己的才能,形成有助于全体学生积极进取,勇于创新的氛围。

    科学的评价体制是为了使学生更深入的探究作好准备,合理的评价应成为学生继续探究的新起点。叶澜教授曾说过:教师在教学中不仅是对话的“提问者”、学习的“指导者”、学业的“评价者”,更应该是教学过程中信息的“重组者”。通过合理的评价,形成新的、又具有连续性的信息和激发学生的学习兴趣,使教学过程呈现出动态生成的创新过程。

    综上,就是我在课内和课外如何开展科学探究的,今天借这个现场论坛的机会讲出来,希望各位专家和同仁给我一些宝贵的意见,让我这个新教师更快的成长!