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科学探究能力的培养范文1
小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段的核心课程,而科学探究是科学学习的中心环节。科学探究不仅可以使小学生体现到探究乐趣,获得自信,形成正确的思维方式,而且可以使他们认识到什么是科学,什么不是科学。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。皮亚杰指出:“一切真理都要学生自己获得,或由学生自己重新发明,至少由他重建,而不是草率地传递给他。”这就表明儿童是一个发现者、研究者、探索者,而在儿童的精神世界中,这种需要特别强烈。
小学科学教学,特别是边远农村小学要培养学生科学探究能力并非易事,在教学理念上要冲破“应试教育”照本宣科的方式,向素质教育转轨,创造有利实验环境,让学生多动手动脑,培养学生创新的良好素质。结合农村多年教学经验,谈谈如何培养科学探究能力。
1.问题:科学探究学习的动力
在探究学习的第一步就是提出问题,有问题,才有思考;有思考,才有探究;有探究,才有发现;有发现,才会有进步。问题提出可以是由老师提出,也可以是学生提出。如果由老师提出问题,那么提出的问题在严密的科学性的同时也要兼顾学生的年龄特征,让提出的问题贴近学生生活,充满童趣才能吸引学生注意,引起学生的兴趣。在科学探究的教学活动中,我对探究问题进行精心设计,提出一些在学生身边发生的事情或看到的有趣现象,或讲述一个有趣的小故事,引起学生的关注和好奇心,然后提出的问题,激发学生的参与兴趣,科学探究就迈出成功的一大步。如在教学《小河的哭诉》一课时,我在课堂上先出示一组事先拍好的学校周围被污染的小溪的照片,让学生看到小溪里的垃圾成堆,水中泛着泡沫;出示用矿泉水瓶装的污染过的水,让学生看水的颜色,闻水的气味,出示河里的鱼在哭泣的动画,提出问题:小河和小河里的鱼都受到深深的伤害,你们想当侦探吗?想找出那背后的凶手吗?在调动了学生积极兴后,让学生去完成水污染的调查。
鼓励学生提出问题。如果由学生提出问题,教师要为学生创设一种鼓励提问的氛围,让学生围绕课题大胆的提问,提一切问题,并肯定学生的问题。在学生提问过程中教师应该注意倾听和重视所有孩子的提问,并进行适当地记录。要知道教师给孩子的眼神和鼓励对孩子都是特别重要的。一定要让孩子感觉到你重视他的提问,你在倾听他的提问。学生能提出问题说明他们在认真思考,也说明他对此有兴趣,老师让学生合作学习解决他们自己提出的问题,学生会很有积极性,也觉得很有成就感。
2.过程:科学探究能力的培养
在科学探究的过程中通过大胆的猜想,培养学生思维能力和创新能力。无数的发明都是来源于科学家大胆的猜测。在科学的教学中,教师应当鼓励学生围绕问题,根据以往的经验,说出自己的猜想。在大胆的猜想过程中,学生调动以往的知识和经验,根据发展的趋势预测今后发展的过程,训练了学生的思维能力,也在大胆猜想过程中培训了学生的创新能力。在这过程中,教师不要否定学生的假设,即使学生的猜测和假设在目前的情况下根本无法实现,也应该给予鼓励,并让他们充分发表自己的意见,说过理由。
在科学探究的过程中通过小组实验,培养学生的动手能力和合作学习的能力。小学科学教学中,实验内容占了很大的比重,这些实验内容就是让学生自己动手,在小组内合作完成实验内容,锻炼学生的能力。在实验过程中充分发挥小组合作学习的优势,让学生在小组内通过阅读、研讨共同设计实验计划,学生分工合作,共同完成实验过程。具体做法是:把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在自己的小组中阅读、讨论,共同制定实验计划,在确定了实验步骤后,各小组根据成员的特点,学生在小组内分工合作,一部分同学操作实验,一部分同学认真观察,一部分同学进行记录,共同协作,完成实验整个过程。教师巡堂只做启发和点拨。
3.评价:科学探究前进的动力
科学探究能力的培养范文2
一、淡化知识目标
我在教学《观察我们周围的材料》时让学生观察自己随身携带的物品,书包和教室里的设施,分辨它们分别是用什么材料做成的,他们对于“塑料”、“金属”、“木头”、“纸”等材料早已“耳熟能详”,所以对这四种材料特性的探究也颇感兴趣。从难度来说,浅显的、便于儿童掌握的,而不是高深的、超越儿童认知水平的。从对知识的掌握程度来说:只要知道就行,只要能够把知道的知识应用于日常生活,由此逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯。而不去强求深刻理解、灵活应用甚至进行发明创造。因此学生对材料的软硬、柔韧性、吸水性、沉浮能力的不同,知道即可,不去苛求为什么这样。
如果单纯把教育局限于认识上,即使他的知识非常广博,他的灵魂也是匮乏而不健全的。我认为新课程改革中知识目标应放在低位,更应该突出过程与方法、情感态度与价值观的目标达成。如在《观察我们周围的材料》中,材料是学生生活中常见的,他们每天的学习、生活无不与材料打着交道,但他们对此只是被动地关心和接受,很少有学生去有意识地关注和研究,更没有人意识到不同的材料还有不同的特性。随着对材料特性的观察和实验,教师应充分利用学生强烈的好奇心和潜在的求知欲,教他们尝试用多种方式来研究身边熟悉的事物。此时,学生不再是被动的接受者,而是充满创造力的“生成者”。材料的颜色,大小、形状,这些物理性质已不能满足他们对物体特性的描述。我确定学生的学习内容是:辨别材料的过程与方法。在探索材料的物理性质的同时,也体验到认识一件事物,可以有各种各样的方法。在探究不同材料特性过程中,学生会用观察和实验来研究材料,能够运用多种方式(语言、文字、符号)将观察到的现象表述出来,并且愿意与同学合作交流,体验合作与分享的快乐。在课堂中,把科学知识和其他教学材料都当作帮助学生形成良好科学素养和促进学生发展的手段,围绕帮助学生形成良好的科学素养和促进学生发展来设计过程和开展过程,来获得巨大的教育价值。
二、以自主探究体验为核心
在小学科学教材中设计了大量的探究性活动。希望学生对每一个科学概念的发展都是建立在已有认识、探究所获得的事实和逻辑思维加工的基础之上。探究既是科学课程学习的目标,又是科学学习的方式。学生学习科学的主要途径是亲身经历探究过程,我们在科学课堂中提供充分的探究机会,使学生像科学家那样在进行探究的过程中,体验学习科学的乐趣,增长科学探究的能力,获取科学知识,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,了解科学发展的历史。因此,我常常设计以下的探究机会让学生来亲身经历、感悟体验,从而理解科学。
1.创设情境
如教学《谁更硬一点》时,先让学生猜一猜:塑料筷、金属筷和木头筷谁更硬一些?我们努力使学生的学习过程有所创新,设计猜一猜是学生综合的观察探究,学生描述的科学方法的训练,也增加了趣味性,充分发挥了学生的判断能力,既培养了学生的表达能力,又调动了大家共同参与的学习积极性。
2.采用“头脑风暴”式的研讨方式
学生分组研讨,畅所欲言,对原有知识交流的过程,是进行反思的过程,也是产生新问题的过程。充分尊重学生的学习意愿,体现以学生为主,以人为主的主体教学方式。如:绿色开花植物是从哪里来的,它们的一生发生了哪些变化?
有人说:“过度使用天然材料不好,那么我就全部用人造材料来替代。”你对此有什么看法?为什么?
通过研讨,突出研究的问题,唤起学生关心社会、关心环境的意识,体现“科学――技术――社会”的综合课程特点。
3.自行设计实验方法
培养学生养成提问-预测-假设-验证的研究方法和习惯,学生制定实验方案,要明白应该有目的、有计划、有步骤地研究,而不是盲目地玩。教师要适时有效地指导,从而使学生的自主探究不断地“从漫无目的的发问到选择性的提问”。如:在研究《空气占据空间》时,该怎么证明空气到底有没有质量呢?我们放手让学生分组讨论证明的方法,实验时应该注意什么?为什么?谁还有什么不同的方法可以来证明?然后交流实验方法并做出假设后请学生演示、验证。哪怕假设是错误的,老师也不在实验前指出,而是让他们自行研究后,用事实来发现自己的错误。从而对事物的认识深刻而隽永,因为他们亲历了、感悟了、体验了,效果远远胜于老师的帮助。长此训练后,学生遇到问题不再犹豫。在设计中,他们的实验材料也由自己来选择和利用,真正地体现了自主学习的含义,而不是在老师预先准备的实验器材的暗示下进行实验。
科学探究能力的培养范文3
关键词:猜想; 科学探究; 创新思维; 培养
一、问题的提出:
传统的课堂教学模式基本是灌输――接受,学生的学习方式基本是:听讲――记忆,理解――练习――再现教师传授的知识。整个教学过程学生往往被老师牵着走,教师设计好教学的每一步,实际教学时来回控制,把学生引向预定的结果,而当学生提出与教师的预定结果不相一致甚至相反意见时,往往被教师斥之为“异想天开”、“胡思乱想”,从而扼杀了学生猜想的天性,这样培养出来的学生,对学习缺乏积极性,不愿意思考问题,只是盲目地等待教师给出的正确答案或结论,以此养成了学习上的被动与惰性,毫无疑问的,当他们迈出校门走向社会时必然缺乏竞争力,缺乏创新的激情与活力。现今,新一轮课程改革正在如火如茶地进行,广大教师试图用探究性教学来改变这一切,使学生的创造性思维得到很好的发展与培养。但是,在当前的课堂教学上,探究式教学往往流于这样一种形式:教师引导学生遵循课本上正确的推理逻辑,预定的探究程度和表面的实验操作,来验证书本上科学知识的正确性。这样的探究教学必须会使学生形成这样的科学观与探究观:探究学习、科学实验只不过是在证明一个已知结论的假设而已。这样的探究学习其实已失去了探究活动的浓郁味道和勃勃生气,名为探究,实为外显,表浅的实验操作与验证,学生的探究体验肤浅,更谈不上对知识真伪的辨别与意义构建,久而久之,学生便会失去科学探究的热情与兴趣。因此,笔者认为,面对一个问题,需要开动脑筋,大胆猜想,提出各种可能的假设,然后组织学生进行讨论、设计与验证,才能使学生真正体验科学探究的乐趣,艰辛体验挫折感与成就感。从而真正起到培养学生创造性思维能力的目的,这才是科学探究的精神所在,也是探究教学的目标所在。
二、猜想的重要性
首先从科学探究的整个过程来看,科学探究的主要环节有:提出问题――猜想与假设――制订计划与设计实验――进行实验与收集证据――分析与论证――评估、交流与合作。在这一过程中,提出猜想,树立假设是科学研究问题的核心环节,它决定探究的方向,同时又是学生认识事物的第一自我判断,对于培养学生探究问题的能力而言,应该说,提出猜想,树立假设比验证更为重要,没有对问题探究的猜想与假设,染色也就谈不上验证,因此,在学生的探究式学习中大胆而正确的猜想与假设是非常重要的。
第二,从猜想的思维过程看,猜想是指在观察、操作或根据已有知识经验的基础上对问题的发展趋势或本质规律进行归纳,判断的思维过程。因此,猜想并非瞎猜,是以一定科学事实和理论为依据的,具有科学性的特点。同时,猜想又是一种超前思维,具有一定的猜测性,与已成为真理的理论相区别,它的结论是否正确还需通过实践检验,因而具有证伪性的特点,它能激起学生强烈的探究与验证欲望,进而激发学生的创新思维能力。再者,猜想又是一种创造性的思维方式,一切创造活动都需经过认真思维,作大胆猜想才能实现,猜想思维往往能透过纷繁复杂的现象直接涉及事物的本质,重新排列已有的认识,创造出新形象,或在已有认知基础上提出新的见解,这些正是创造性思维的特征,因而猜想具有创造性,培养与发展学生的猜想能力,是培养学生创造性思维能力的最佳途径。
第三、从现代教育心理理论来看,猜想符合学生好奇、大胆、敢于尝试的心理特点,猜想为学生提供了展示自己才能的自由空间,当学生发现自己的猜想是正确的并为实验所证实时,心理就会产生一种满足感与成就感,因而更能促进其探究问题的兴趣;当学生的猜想被事实证明是错误时,在其脑海中便会留下深刻的印象,加深其对知识真伪的辨别与体验,并为构建正确的知识体系作准备,只要正确引导,亦能激发其再度猜想,探究的热情,以满足自身的好奇心与求知欲,正如爱因斯坦所说:“我内心深信,科学探索的发展主要在于满足对科学的如步与对纯粹知识的渴求”;因而,猜想之于学生各方面主动学习和主动发展具有十分重要的意义。
第四、从自然科学的发展史来看,猜想思维在基础学科的发展过程中是普遍存在的并起着不可低估的作用;如道个顿(原)假说:阿佛加 分子假说:促进了当时化学研究的深入与发展;胡克关于物体相互作用与距离平分成反比的猜想为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础;法拉第由“电生磁”进而大胆猜想“磁生电”而发现了电磁感应定律,并为电与磁统一奠定了基础,普朗克关于能量量子化的猜想打开了近代物理学的大门……可见伟大的猜想造就了非凡的智慧,科学是从想象开始,没有想象就不可能有创造的意向,便不能进行创造,只有想象和大胆的猜想才能产生假说,同时想象和猜想又能激励创造。因此,在物理教学与实践中有意识、有计划地鼓励、培养学生的科学猜想能力具有十分重要的意义。
三、学生猜想能力的培养方法
首先要改变教学方法,培养学生的猜想习惯
传统的灌输――接受式教学,教师总是要求学生课前先预习,课堂认真听,课后要复习,学生在预习过程中其实已知道相关的结论在教学过程中其实不可能有异于书本知识的猜想,这对于培养学生的猜想能力显然是不利的。因此笔者认为采用探究式教学,教师首要的一条是不能让学生进行课前预习,只有把学生置于一种未知结论的情景下才能有效地开展猜想与探究。笔者曾经听过一堂县级公开课,教学内容是《库仑定律》,任课老师试图用探究式教学,师生共同猜想――实验验证的出点电荷相互作用力大小计算公式――库仑定律。当教师要求学生猜想一下点电荷间的相互作用力与哪些因素有关时,有学生马上回答点电荷间相互作用力与两带电体间的电量的乘积成正比,与点电荷间距离的平方成反比。学生马上将结论得出,弄得上课老师十分尴尬、被动。事实证明,学生在已知结论情况下是不可能真正进行猜想的,因为一切的猜想与假设在已知结论面前是显得那么的多余和苍白无力。因此也就谈不上对科学知识获得过程的体验,从而掌握科学的思想方法,培养自己的思维能力。
同时要注意挖掘教材中的探究点,注意预设问题的梯度性设问必须由易到难,引导学生去思考、探究,养成对问题的猜想探究的好习惯。
其次、改变教学观念,营造猜想氛围
试想,在教学活动中,教师板着一张脸,学生绷着一张脸,在老师不看置疑的权威目光下,学生能进行大胆的猜想吗?实践证明是不可能的。因此,在师生互动的探究活动中,教师应发扬民主教学,成为学生学习活动的组织者、引导者、任命者,要摒弃“师道尊严”旧思想、旧观念,积极投入到学生群体中去,与学生打成一片,构建和谐、民主、平等的新型的师生关系;同时,教师要鼓励学生积极思考、大胆猜想,敢于提出问题,敢于提出不同见解,敢于大胆质疑,敢于向权威挑战,真正让学生畅所欲言。当学生的猜想与假设合理时,教师要进行表扬、鼓励,当学生猜想出现错误或偏差时,教师要进行引导和纠偏,师生共同对猜想与假设进行讨论,设计与实验验证,共同体验科学探究的乐趣。实践证明,只有在这种民主、轻松、和谐的氛围中,学生才能毫无压力地解放思想,大胆猜想,积极探究,其创造潜能才能最大限度地得到发挥、发展。
第三要适时启迪,培养学生的猜想信心
“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现”,要让学生充分认识到猜想的重要性。在平时的教学中,要有机地渗透科学史中科学家由大胆猜想而导致重大科学发现与科研成果的事例,以激发学生的创新意识,培养学生创新思维的“灵感”和意向,例如在进行有关电磁感应中,可以引导学生模仿法拉第由电生磁的实验事实,逆向思维作出磁能否生电的大胆猜想,进而进一步引导学生一起探究如何能使磁生电,如何设计实验检测出由磁生电的电流?如何由把导体棒置于强电场中使其产生电流的静态思维,到移动导体棒的动态思维,而发现产生感应电流的条件,并进一步猜想,如果导体棒没有切割磁感线运动能否产生感应电流?并最终发现产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化这一科学结论,在此基础上教师再进一步启发和引导学生猜想这一产生感应电流的闭合回路中的感应电流大小与哪些因素有关?如何设计实验来定量讨论探究它们之间的定理关系,并最终由实验定量的出法拉第电磁感应律的数学表达式,在这一探究式教学过程中,教师应是学生探究活动的组织者、引导者、合作者,当学生进行猜想的,教师要善于抓住其创意加以表扬,培养其猜想的积极性自信心。有了猜想后,还要注意培养学生不管正确与否都要亲自动手与证明的良好习惯,一旦猜想被证实,学生就会有一种成就感,猜想的积极性会更高,而一旦学生的猜想不正确时,教师要注意适时启迪与引导,有意识地保护学生的猜想积极性,并且教师也可以把自己作为学生中的一员去积极参与学生的猜想与反驳,有时甚至可以有意提出错误的猜想与假设,被学生所反驳、证伪,这样,既能使学生感受到科学探究的巨大力量,同时也能使学生深切体验科学探究的过程,加深对科学知识的理解,培养他们的创新思维的能力,也才能使学生走出学习只是为了用正确结论去解题的应试教育的误区。
第四要开展多种活动,提高学生的猜想能力
除了在课堂教学上采用探究式教学外,为了提高学生的猜能力,在课外教师还可以提出不带结论的问题去让学生去讨论,辩论去猜想,或以小论文形式,或以辩论会形式或以设计小实验、小发明等多种形式,提高学生的猜想能力。例如,在进行磨擦力知识教学后,可以以“假如没有磨擦”为题,要求学生以小论文形式展开大胆而合理的猜想,世界将会怎么样?我们的生活将会有哪些改变?再在进行完有关万有引力知识教学后;可以布置学生思考,结合宇宙大爆炸理论,布置学生猜想,万有引力作用使天体间有相互靠近趋势,而大爆炸理论认为现在宇宙还处于不断膨胀之中,今后宇宙演化趋势如何?是一直膨胀下去?还是要回塌宿回来?等等,象这样的例子还很多,它要求我们广大教师充分挖掘书本知识及课外活动的探究点以提高学生的猜想能力。
当然猜想毕竟是猜想,在进行论证前不能作为真命题,教师可举出一些不正确事例对学生进行科学态度和科学精神教育,为防止学生胡乱猜测或模式化,可以让学生充分地猜,并要求说明这样猜的理由,与此同时,我们教师要积极加以引导。一位哲人说得好:“知识是创造的基础,想像是创造的翅膀”,而想象的主要形式是猜想,让我们放飞猜想的翅膀。尽管有时猜想的结果可能是错误的。在平时的教学实践中努力去开发和培养学生的猜想能力,只有这样,我们才能更多的培养出言于想象力,富于创造性的人才,以适应与促进时代科学的发展,为人类社会的发展作出更大的贡献。
参考文献
[1]《中学新课程标准资源库》教育部《基础教育课程》编缉部编写,北京工业大学出版社,2004.2
科学探究能力的培养范文4
一、学会模仿
社会学习理论创始人班杜拉认为,学习是通过观察模仿而产生的,人们的大量行为都是通过模仿而习得的。模仿学习是初中学生学会探究性实验的第一步。义务教育课程标准实验教科书九年级上册(修订本)一开始就推出模仿实验。
模仿环节教学过程是:演示——模仿——讨论——练习。首先教师指导学生学习,即提出实验问题,解决方案和要求,并且让学生预习课文,了解有关实验目的、实验内容、现象和结论等,然后进行演示操作;其次学生动手模仿做实验;最后教师和学生一起交流讨论实验结果,完成实验报告和作业。如探究镁带可燃性教学过程是:
1.提出问题:镁带有可燃性吗,如果有该如何验证?
2.进行假设:镁带有可燃性。
3.设计方案:镁带可燃性实验方案
①观察镁带的外观,了解的镁带颜色、状态是什么?并用砂纸打磨镁带,观察它的颜色有什么变化?
②用坩埚钳夹取一段打磨好的镁带,在酒精灯外焰加热。当镁带开始燃烧时,移到石棉网上方,让它继续燃烧,观察燃烧的现象和燃烧后产物的状态。
③进行实验时,教师先演示一遍,然后让学生模仿做实验。期间,教师在课堂上来回走动指导、纠正学生实验操作过程和步骤中存在的问题和错误。
④观察、记录时,要指导学生观察实验现象,及时纠正学生不准确的实验现象记录。
⑤分析、归纳,镁带燃烧生成了新物质,证实了猜想。
⑥交流、讨论,得出结论:镁带具有可燃性。
在教学中,学生要自觉模仿实验每一个过程,一边观察老师的演示实验,一边动手参与实验,一边分析思考实验现象得出实验结论,初步学会探究实验。
课后,布置学生做模仿镁带的性质,探究铝片、铁线、铜线与氧气反应的实验。布置学生思考:(1)为什么镁带能够在氧气中燃烧,而铝片、铁线、铜线不能在氧气中燃烧?这些实验说明了什么问题?(2)总结上述探究性实验的基本过程和方法。(3)比较上述几种金属和氧气反应的异同点。
在教学中,还要多布置一些家庭探究性、改进性实验的作业,让学生探究。多利用课文中的演示实验,验证性实验改成探究性实验,如《全日制义务教育课程课程标准(实验稿)》第12页列举了几例将课文有关演示实验,验证性实验改成探究性实验的案例,供学生动手学习模仿探究。
二、学会对照
对照试验是指两组或者两组以上实验中,除了一个变量因素不同外,其他因素都保持一致的实验。通常,对照实验分为实验组和对照组。设置对照实验能够找到影响实验的因素,排除其它无关变量对实验结果的影响,增加实验结果的可见度、可信度。对照试验是科学探究实验的基本方法,在教学中要加强指导。
1.要充分利用课本中对照实验,进行教学指导。要让学生分析实验中变量因素、不变因素,使学生渐渐学会设置对照组、实验组。如酒精灯火焰的焰芯、内焰、外焰温度对照实验,活泼金属与盐酸或者盐溶液反应测定金属活泼性顺序的对照实验等。
2.组织学生讨论对照类型和设置方法。如空白对照、自身对照、条件对照、相互对照等实验,使学生学会设置对照组、实验组。
3.多角度设计,提高实验的对照效果。如图A白磷、红磷自身对照实验。即实验组与对照组在同一对象上进行,即不另设对照组。已知白磷的着火点为40摄氏度,红磷的着火点为240摄氏度,按左图装置进行实验。回答下列问题。(1)此装置中铜片的作用是什么?(2)此实验装置中烧杯内的热水起到的作用有那些?(3)可观察到燃烧的主要实验现象是什么?通过控制温度的高低(着火点)和跟氧气接触两个变量,探究燃烧的条件。
三、学会设计
实验设计应考虑六个要素:实验目的、实验原理、实验用品以及装置、实验操作及规程、实验结果处理、实验程序。如铁生锈的探究性实验设计如下:
提出问题:由学生提出钢铁为什么会生锈?
实验假设:钢铁生锈与空气中氧气、水有关或者与空气中氧气、水分共同作用有关。
实验变量:空气中氧气、水。
实验方法:让铁钉跟空气中氧气、水接触,并观察发生的变化。
实验用品:仪器:试管、橡皮塞;用品:铁钉、蒸馏水、生石灰或无水氯化钙。
实验步骤:课前布置学生实验:让铁在干燥空气中,铁在蒸馏水中,铁在潮湿的空气中(有空气和水)与空气、水接触,观察三种实验现象。
实验记录:铁在潮湿的空气中(有空气和水)最容易生锈,在其它两种情况下不容易生锈。
实验结论:铁的生锈是铁与空气中氧气、水发生反应,生成铁的氧化物的过程。
通常,实验设计还可以让学生由实验目的,确定实验原理,选择实验用品,设计实验装置和步骤等程序进行分析思考。如实验室制取气体,可以根据反应原理、气体的性质,选择实验装置和气体的收集装置。要让学生多角度、多渠道、多方式练习实验设计,提高学生创新意识。
1.多角度设计鉴别实验。如利用家庭条件,区别厨房里精盐(食盐)和面碱(纯碱)的设计,写出几种区别方法(简要写出步骤、方法、现象、结论)。让学生运用尝味道、加食醋等方法进行探究,充分发挥了学生的想象力和创造力。
2.多渠道控制实验变量。在双氧水和二氧化锰制取氧气的实验中,当二氧化锰的用量不变的情况下,加入一定量不同浓度的双氧水试剂,放出氧气的速度是否一样,有什么规律?当双氧水的浓度和用量不变时,向试管中放入二氧化锰的用量不一样,放出氧气的速度和气体的量是否一样,为什么?使学生进一步认识催化剂的含义;认识不同浓度的双氧水分解速度不一样,初步建立化学反应速度的概念,初步理解变量控制的意义,增强对照意识。
3.多方式改进实验。布置学生开展改进实验的“活动与探究”实验。如,实验室制取二氧化碳的装置是:锥形瓶+分液漏斗+导管。让学生在实验目的、原理不变的情况下,更换反应仪器,使实验更简约合理。学生放开思维后,有的学生更换反应容器,用大试管、集气瓶代替锥形瓶;有的用长颈漏斗、针筒替代分液漏斗;有的用开关导管替代无开关导管等,学生通过对实验进行必要的增减、合理的拆分、科学的搭配,更加熟悉实验装置和实验步骤,体会各部分实验装置的作用,不断优化设计。
四、学会评估
在评估实验方案时,要引导学生对实验过程和结果进行分析讨论。判断过程是否合理,证据的收集是否准确,分析归纳、推理和结论是否正确,实验对照组设置是否合理,能否排除干扰,以减少实验误差,增加实验的可信度。具体从以下几方面评估实验方案。
1.体现科学性。实验原理、实验操作和方法与化学理论知识、化学实验方法相一致,实验设计符合科学思想和科学方法。如鉴别Cl-和SO42-,不能选用硝酸银做试剂,因为硫酸银微溶,氯化银难溶,两者用眼睛观察的视觉条件下是很难区分的。
2.体现可行性。实验手段、方法切实可行,选用的实验药品、仪器容易获得,同时还要符合学生的认知结构和个体差异。
3.体现简约性。采用简单装置、简约步骤和较少药品。例如,盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙、氯化钠四种溶液的鉴别。有的学生采用紫色的石磊试液和饱和的碳酸钠溶液两步就完成鉴别;但是也有学生先用无色的酚酞试液,把氢氧化钠、氢氧化钙和盐酸、氯化钠分成2组,再对氢氧化钠、氢氧化钙以及盐酸、氯化钠分别鉴别,用三步完成鉴别。相比之下,选择前一种设计比较好。
4.体现主体性。要充分调动学生的积极性、主动性,发挥他们的才干,提高他们的探究能力。
科学探究能力的培养范文5
通过深入学习,不难发现:一个问题的提出和探究的过程,往往比得出某个结论、出现某种结果来得更重要。科学家不也是经历了许多次失败才有收获的吗?所以,在新课程教学活动中和课堂外,教师都应给学生提供充分探究的机会,要求学生应像科学家那样进行探究,在积极的探究活动中逐渐对自然界有所认识,获取科学知识,提高科学探究能力,形成尊重事实、善于质疑的科学态度。那么,如何充分把握和利用课堂教学来提高小学生的科学探究能力,从而培养良好科学素养的新一代人才呢?笔者认为在课堂教学中,可以采取以下策略:
一、创设情景,激发兴趣
要培养学生的探究能力,首先要激发学生的探究兴趣,激起学生的探究意识。学生的探究欲望一旦被激发,就会对研究活动感兴趣,并以积极主动的态度和坚强的意志参与研究活动,进行有效的研究,而学生只有主动参与了,他才想做、想说、想思考。因此,教师在教学中应根据教材内容的特点,创设问题情景,激发学生的探究欲望。问题的提出是科学探究的开始,也是学生探究兴趣的所在,让学生产生迫不及待地要求获取新知的情感,可以使他们在探究活动中更加积极主动。我在教学《物体的沉与浮》时,先让学生以小组为单位,用老师提供的泡沫、小卵石、空瓶子、木块、小石子、啤酒盖等典型材料和学生自己准备的一些材料进行实验。我积极地鼓励学生在实验后大胆地提问题,给学生创设良好的问题情境,让学生有问题可提。对刚才的实验学生提出的问题越来越多,越来越深入:为什么泡沫、空瓶子、木块等会浮,而小卵石、小石子则会沉?为什么啤酒盖轻轻地放在水面会浮,而用力一点放就会沉呢?那啤酒盖算浮还是沉呢?为什么塑料尺子也会和啤酒盖有同样的现象?空瓶子放入水底怎么会很费力?潜水艇为什么在水里能上下自如呢?轮船是铁做的为什么也能浮在水面上,并且还能装很多货物呢?带着这些疑问,学生就能积极踊跃地投入到学习中去寻找答案。
二、引导推理,展开探究
在日常教学中,学生研究的问题大都是依托教材或观察生活中现象、事物后产生的想要研究的问题,探究过程也就是从这些具体的问题中展开。探究过程本身不仅可以使儿童的思维得到最好的锻炼,有利于学生解决问题能力的培养,而且也是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。
我在教学《马铃薯在水中是沉还是浮》一课时,当学生们发现马铃薯在不同的液体中有沉浮不同的现象时产生了想要探究的浓厚兴趣。是什么原因造成这种结果呢?研究的方式很多,有实验研究、有观察法、查询资料等。不管采用哪种研究方法,培养学生科学的思维推理能力至关重要。学生们发现问题以后,大胆的猜想推理开始了。他们根据已有的经验猜想,那杯能使马铃薯浮起来的液体肯定是盐水!教师问:你怎么知道的?学生说是从书上看来的。怎么证明呢?用嘴尝。这是个好办法。但面对一种新的陌生的液体,先不说其危险,液体是不是卫生都不知道,怎么可以轻易地放到嘴里尝呢?有学生提出可以把这种液体放到太阳底下晒。有学生提出反对,那要晒到什么时候呀!还有学生提出可以用火烧的方法等。师生间的这种相互交流既培养了学生仔细观察分析、爱提问的好习惯,又进一步激发了学生的好奇心,培养了学生的思维能力。
学生们这种强烈的探究欲望,大胆猜想,想要探究到底的决心,是科学精神的具体表现。学生选择好实验方法后开始实验取证、交流。学生们通过这样的活动从中领悟到,科学研究的方法过程是:问题产生、研究计划的制订、取证实验的开始和最后交流总结。学生们在探究中理解科学,培养了能力。
三、鼓励合作,有效探究
科学教学不仅是教师讲解和演示的过程,也是师生交流共同发展的互动过程,而其中的生生互动常被传统教学忽略。新课程积极倡导合作的教学方式,旨在以此方式促进学生互相启发,互相激励,共同发展,因此,从某种意义上说,合作是学生自主探究能力形成的前提。
在小学科学的教学中,通过学生互相交流与合作学习,可以使不同的探究者贡献出经验和发挥各自的优势,从而使探究者完成单个探究者无法完成的复杂任务。按照建构主义的教学论,学生会按照自己的方式来加深对事物的理解,由于已有经验、文化背景的特殊性,学生对事物的理解各不相同。合作学习能使学生看到问题的不同侧面,对自己和他人的观点进行反思或批判,从而形成新的和更深层次的理解,同时,也增强了集体荣誉感和合作意识。所以,在科学探究前先组建合作小组,将不同学习能力、学习态度、学习兴趣、性别、个性的学生分配在同一组内,组成四人或六人的小组,促使合作学习小组形成“组内互助合作,组间相互竞争”的氛围。在科学探究中,各组进行制订计划、实验和调查、研讨和综合意见等合作学习,达到共同提高的目的。有效的小组合作学习可以在小组成员间形成开放、包容的学习氛围,可以提高学生的学习效率,培养学生的合作精神,激发学生的学习兴趣,促进学生之间的共同进步。
四、主动参与,培养能力
未来社会呼唤具有个性和合作精神的人,需要创新型、研究型的人才。我们必须相信孩子,乐于为孩子提供“研究”所需要的时间和空间,并且给予积极的配合与指导。教学中,只有创设条件,提供他们主动参与的空间,科学探究的效果才能得到增强。
主动参与实践活动不仅能够发展学生的观察、实验、制作等动手能力,更能促进思维能力和想象力的发展,因为任何实践活动都是技能和智能的密切结合。因此在教学中,要热情鼓励、精心诱导学生最大限度地主动参与实践操作过程。我在教学中充分发挥小组合作学习的优势,让学生通过阅读、研讨设计实验。具体做法是:把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在自己的小组中阅读、思考,共同填写实验报告,等于是自己设计实验,自己进行操作、观察、分析,培养了学生的实践能力和创新精神。学生带着这些问题认真阅读教材,然后以小组为单位进行了热烈的讨论,他们互相补充,互相帮助,共同填写有关内容,教师只作启发和点拨。在确定了实验步骤后,各小组按照自己确定的方法独立地操作、记录和分析,让他们多动眼“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,注重学生的经历、体验和发现的过程,培养探究能力。
五、课外延伸,提高素养
科学探究能力的培养范文6
关键词:初中化学;科学探究;能力培养
科学探究能力是初中阶段化学学习的一项重要的能力素质。《化学课程标准》明确指出:“义务教育阶段化学课程中的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识,认识和解决化学问题的重要实践活动。”初中化学教师应该激发并保护学生的科学探究精神,同时重视培养学生的科学探究能力,以促成学生自主学习方式的改变。初中学生化学科学探究能力的形成在很大程度上要依靠课堂教学组织。在化学课堂教学中,化学教师如果能够尽可能使用演示实验或是通过图片、模型、影像等直观教学手段,甚至是大胆放手,让学生动手操作,获得第一手学习感受,那么,他们的科学探究精神就会被培养。这个时候,如果教师再适当设置疑问,引导他们在质疑解疑中不断进步,相信学生化学科学探究能力的培养就会走上正轨。
一、使用直观教学手段
初中化学是一门很有趣的、与生活密切相关的科学。在教学中,教师如果能够抓住化学的学科特点,引导学生关注生活、探究生活,相信就会取得很好的教学效果。可惜的是,实际教学中,我们发现许多原本生动有趣的初中化学课堂变得枯燥无味,学生对化学科的兴趣极为低下。这是为什么呢?仔细研究这些枯燥无味的课堂,我们会发现有一个共同的不足,那就是化学老师都忽视了初中生好动、喜欢新奇、更乐于接受直观的影像的特点。正因为如此,初中化学课堂没能吸引学生的“眼球”,久而久之,这种枯燥说教的教学方式影响了师生教与学的兴趣和效果。所以,在初中化学课堂教学过程中,初中化学教师应该更多地考虑学生年龄阶段的心理特点,多从生活中寻找教学的切入点,多使用直观教学手段,尽可能地激发学生的学习兴趣。在化学课堂教学中,可以采用演示实验或是通过展示图片、模型、影像资料等直观教学手段调动学生的学习热情。比如说在教学《水的组成》这一章节的时候,我先是演示了电解水的实验,让同学们亲眼目睹水是如何电解成氢气和氧气的。通过这一环节的教学,同学们感受到了生活中化学的神奇,激发了学习兴趣。在此基础上,我就势引导同学们进一步领会化学变化的实质,让他们记住通过水这种生活中处处可见的物质可以获得氢气这一理想能源的道理。从教学效果来看,学生们经历了由惊讶到有了探索欲望的过程,学习兴趣被激发。可以想象,如果说还是由教师一味的讲解水可以电解成氢气和氧气的知识,学生还是被动地接受的话,那么教学效果肯定不好。
二、大胆放手让学生实验操作
化学是一门很注重实验的科学。在新课程改革的背景下,初中化学的实验教学越来越受到重视。可尽管如此,我们还是遗憾地看到还是有许多原本应该有的学生动手实验被人为取消或者是被简单地用教师演示替代。为什么会有那么多实验被取消呢?究其原因,不外乎以下几个:要么是嫌弃一次实验要多花费教师课前课后的不少时间,要么是担心学生损坏仪器或是造成危险等站不住脚的理由。在初中化学实验教学中,化学教师一定要本着负责任的态度,争取让每一个学生都能获得第一手的学习体验,让他们在亲手实验的过程中感受科学的魅力。比如说在教学“酚酞的变色反应”时,我就把学生带到了实验室,让学生们亲眼看看正常状态下的酚酞什么形状,呈现什么色彩。再组织学生在实验中观察酚酞在酸性和中性溶液中、在碱性溶液中、在极强酸性溶液中及在极强碱性溶液中分别呈现出什么样的色彩。最后要求学生通过实验观察当酚酞加热到分解时会表现出什么样的化学反应。通过这堂实验课,同学们有了最真实的体验,对知识的掌握和理解得到了加强,取得了很好的教学效果。反观同年级的某些班级,因为教师的原因没能让学生亲自动手实验,学生们对于这些知识点只能死记硬背,学习效果自然不好。
三、引导学生巧妙设疑积极解难
作为一门与生活息息相关的学科,生活中许许多多的现象都能够从初中化学找到解释。但是,有许多现象是我们常见的,难免会熟视无睹。通过生活现象教学某个知识点的时候,要引导学生多问个为什么?多提醒他们注意看似普通的生活现象中所隐藏的化学原理。这样长久坚持,学生们就能够建立生活现象与化学原理的联系,养成探究生活中的科学原理的习惯。这一切都需要教师引导学生巧妙设疑,学生才能积极解难。比如说在教学有害气体的时候,我就面向全体学生提出了两个问题:一是“在一个冬天有雾的早晨,有一个妇女骑着摩托车停在某个交通路口等绿灯,妇女的前面有很多汽车也在等绿灯。突然,这个妇女昏倒了。想一想这个妇女昏倒的原因可能是什么?”。二是“据报道,有位农村妇女到自家地窖中拿腌白菜时,不幸死在了地窖里。想一想这个妇女死亡的原因可能是什么?”。通过这两个问题的巧妙设疑,学生们的探究热情被充分调动。在积极解难的过程中,他们逐渐加深了对一氧化碳和二氧化碳性质的认识。
参考文献:
[1]化学课程标准.人民教育出版社,2011.
[2]吴良.根影响初中化学科学探究能力的因素及其培养策略.中国基础教育,2009.