科学课探究实验的策略.ppt
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1、小学科学课探究实验的教学策略,为了面对21世纪给我们带来的挑战,好好教育我们的下一代将是最重要的课题。华裔诺贝尔奖获得者 李远哲 先生,以科学素养为课程的培养目标,着眼于学生的全面发展,科学课程已经发生了一系列实质性的变化:教学内容已经从一般性的科学事实、信息、词汇转移到主要的科学观念和基本概念。教育学生科学地看待生命世界,理解生物与环境之间相互依存、相互作用的关系为主要目标,并从这一目标人手选择教学内容。科学课程已经不是单纯地学习有关学科(物质科学、生命科学、和地球科学)的知识,而是在科学探究,科学技术与社会,科学的历史以及统一的概念和过程背景下展开。,小学科学课为学生的全面发展和终身发展奠
2、定基础,教学的基本方式已经不是演示和证明科学事实和概念,而是开展大量的科学探究活动,注重在活动中运用证据和做出解释,小组交流和论争,并且强调探究活动的延续性,注意将课内的探究活动延伸到课外。对学生的要求更多的是理解科学概念和培养探究能力,不是了解、知道和记忆。科学课程已经不再覆盖许多内容和学习主题,而是集中研究某些基本的科学概念,以确保学生科学探究活动的深入开展。,“学生是科学学习的主体。学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲,学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上,提供他们能直接参与的各种科学探究活动。让他们自己提出问题、解决问
3、题,比单纯的讲授训练更有效。教师是科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴,对学生在科学学习活动中的表现应给予充分的理解和尊重,并以自己的教学行为对学生产生积极的影响。”,小学科学课要精心设计学生主动学习的科学探究活动,学生与生俱来就有对周围世界的一种强烈的好奇心和积极的求知欲,学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。小学新科学课教学要紧紧围绕“以学生探究活动为主体,使学生学会学习和创造”这个中心,教师必须精心设计学生主动学习的科学探究活动,实施积极有效的教学策略,才能切实提高学生的参与度,保证科学课探究活动的实效性。,一、实施每一课的教学策略,拿到教材应该想些什么:科学老师必须想的和必须做的
4、。1、活动:教材中有什么活动?我们还可以做什么活动?基于培养小学生科学探究能力的教材结构科学教育一个至关重要的方面就是帮助儿童发展探索世界所需要的探究能力,使他们在寻求理解时能像科学家那样去思考。小学生的探究能力大致可以包括:观察能力、实验能力、逻辑思维能力、记录整理能力、表达交流能力等。苏教版科学教材正是基于这样的考虑,建立了以学生科学素养形成为核心,以丰富的探究活动为媒介的学生探究能力发展的教材结构体系。,2、目标:,为什么做这些活动?这些活动对孩子产生哪些方面的影响?哪些探究活动侧重于帮助学生理解概念和知识点?哪些探究活动侧重于训练孩子的探究的过程方面的技能?哪些探究活动侧重于使学生获得
5、情感态度价值观方面的体验?,“以探究能力发展为主线的科学教材,这类教材从内容的选择到组织都体现了以科学探究为中心,以努力促进学生探究能力的发展为目的,强调探究活动的连续性。”科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。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。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会,使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中,体验学习科学的乐趣,增长科学探究能力,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。但也需要明确,探究不是惟一的学习模式,在科学课教学中,灵活和综合运用各种教学方式和策略都是必要的。”,带领学生亲历科
6、学探究活动 选择有利于学生亲历科学学习过程的内容,面向未来的科学课需要考虑哪些教学内容对于学生的发展是最有价值的。小学阶段科学教育的特点决定了学生需要亲身体验以获得直接经验为主的学习过程,其中包括最基础的科学知识、能力和价值观,这就是亲历科学探究活动。对科学形成基本的理解,形成 与他们年龄相适应的探究技能、情感、态度和价值观,这就是在新的基础上建立的小学科学课程的基本任务。“科学课程在培养小学生科学素养的时候,重点不在于科学知识体系的传授,而在于通过引导学生亲身经历科学探究的过程,激发对科学的兴趣,形成科学的态度和科学探究的能力。科学教材应注意选择那些能够引起他们对自然事物和现象动手探究的欲望
7、,有利于发挥他们在学习中的主动性,适合于形成发现问题、解决问题、得出结论的学习过程。并便于开展观察、实验、栽培、饲养等活动的有关内容,以向学生提供亲历科学探究的机会。”,3、策略:,为顺利开展活动应该做哪些准备?如何有效地开展这些活动?(一)、为儿童学习科学搭建脚手架材料如何准备?问题如何提出?情景如何创设?活动如何组织?过程如何控制?结论如何提升?,“探究研讨”法,“探究研讨”法(“Investigation-Colloquium”Method)是由美国哈佛大学教授兰本达(Brenda Lansdown)在二十世纪四十年代创立的。1971年,她与人合著出版小学科学教育的“探究研讨”教学法一书
8、。她在全世界好多国家推广“探究研讨”教学法。1979年,她应邀来到了北京师范大学,并介绍了她的探究研讨教学法。1984年6月,在北京师范大学、课程教材研究所、联合国儿童基金会联合举办的小学数学、自然教材教法讨论会期间,她对北京育才学校三年级的孩子上了一堂“探究研讨”教学法的表演课。在与中国学者、老师的长期合作中,她进一步发展了“探究研讨”教学法。,小学科学课课堂组织形式,教师需要事先考虑如何组织课堂互动,对于大型班级更是如此。在一个由4050人组成的大班之中,如果任由学生们提问,只由教师一人回答,教学效率将是非常低的,而且,不爱发言的学生所受到的训练将大为减少。一般而言,在大型班级中,教师可以
9、采用小组讨论与全班提问相结合的方法来实施探究训练。教师向全班学生呈现问题后,先让学生分组讨论可能的假设,并围绕假设设计出一系列疑问。为了节省时间、防止混乱,教师可在课前划分小组、指定组长。教师再让各组代表对教师展开问询,小组代表以及其他组员可以根据教师的反馈,及时修改预设疑问、生成新的疑问。在小组代表问询期间,学生们不能私下谈话。教师要向学生反复强化一种理念:这是以小组为单位的过程,需要全班的注意和参与。,1.小学科学课探究活动的材料如何准备?,小学科学课教学首先要考虑的就是为学生的科学探究活动,设计、提供大量的、有意义的、有结构的活动材料。有结构的材料就是经过精心设计的典型材料的组合,这些活
10、动材料的组合,在使用时既要揭示教学内容有关的一系列现象,体现教材的科学性,又要符合学生年龄特征和认知规律,贴近学生的生活实际,使学生喜欢并有能力通过运用活动材料的探究来发现问题、认识问题。,为了有效地选择适合教学目标的材料,教师需要从孩子的角度来看看这些材料,需要懂得科学,需要同孩子之间有敏感的关系,还需要对这种教学法有相当的实践经验。兰本达等人提出了选择材料的几个标准:材料具有结构性,蕴涵着科学上某个重要的概念。材料能引起孩子们的兴趣。材料中存在多种相互作用,允许学生进行多方探究。每个学生应有足够的材料。材料不应该使人从心理上想出一些标新立异的活动。,A.教师选择探究材料 这是“探究研讨”教
11、学过程的准备阶段。兰本达教授提倡的“探究研讨”法,非常重视教师对探究材料的选择。她认为,学生要学习科学,首要的是让他们去亲历科学、体验科学,“经历是发现意义的中心环节”,而材料很容易引起经历。要考虑教学活动材料的普遍性、易得性。在选用教学活动材料时,不必追求奇缺的材料,要尽可能与学生的生活密切相关,要源于生活,尽量选择学生在生活、学习中认识的、熟悉的常见的物体。在课外、校外、家庭都存在着丰富的课程资源,它们可以为课堂学习提供广阔的活动材料来源和学习背景。,科学课学生的探究实验采取仪器自助的形式,是符合科学课程标准的新理念,既节约了教师分配试验器材的时间,又可以从真正意义上做到培养学生的自主学习
12、能力。仪器自助的形式更能充分调动学生思维的积极性,可以发挥学生的创造力,促使学生想出更好的与众不同的试验方案来解决问题。各小组根据他们集体确定要想做的实验,然后由组长到前面材料桌上选取实验器材,这种尊重学生意愿和选择的做法,使学生的探究活动在空间和心理上都比较和谐放松,自始至终都表现出极高的探究积极性。,2.小学科学课探究活动的问题如何提出?,问题的情境性:问题不要表现为一个或一组抽象的提问,而是隐含在一个特定的具体情境之中。3.小学科学课探究活动的情景如何创设?导入 创设问题情境 激发兴趣 发现问题 提出问题引导学生在小学阶段就形成对科学的强烈兴趣,发展对周围事物的好奇心,确立起对科学的正确
13、态度和价值观,对学生一生的发展是极为重要的。新科学课实验教材和课堂教学从教学目标的确立、教学内容的选择都在向这一新的方向积极努力。新科学课程标准要求担任科学课程教学的教师应扮演“激励者”的角色,积极创设教学情境,激发学生的学习兴趣和学习热情,使学生的情感卷入认识探究的对象,就能充分调动学生思维的积极性,达到自觉参与、主动探究。,创境激趣,让学生主动参与探究活动。,新科学课程标准要求担任科学课程教学的教师应扮演“激励者”的角色,积极创设教学情境,激发学生的学习兴趣和学习热情,使学生的情感卷入认识探究的对象,就能充分调动学生思维的积极性,达到自觉参与、主动探究。因此任课教师要善于点燃学生好奇求知的
14、“火花”,可以根据不同的年级、不同的教材需要,通过形式多样、生动有趣的教学手段导入新课的学习,为学生的主动探究创设一个积极的学习氛围,变“要我学”为“我要学”,把蕴藏在学生身上的潜力发挥出来。让学生始终处于主动积极、兴奋活跃、稳定持久的状态中参与探究活动。,变“要我学”为“我要学”,激发学生探究大自然奥秘的兴趣,让学生始终处于主动积极、兴奋活跃、稳定持久的状态中参与探究活动。通过小学科学课课堂教学让学生对科学发生兴趣,因为这种兴趣将激起他们自发的观察认识活动,通过课堂教学力图对学生在课外、校外的自发观察认识活动施加积极的影响,尝试初步的指导。,因此我们要求任课教师要善于点燃学生好奇求知的“火花
15、”,可以根据不同的年级、不同的教材需要,通过形式多样、生动有趣的教学手段导入新课的学习,为学生的主动探究创设一个积极的学习氛围。变“要我学”为“我要学”,激发学生探究大自然奥秘的兴趣,让学生始终处于主动积极、兴奋活跃、稳定持久的状态中参与探究活动。通过小学科学课课堂教学让学生对科学发生兴趣,因为这种兴趣将激起他们自发的观察认识活动,通过课堂教学力图对学生在在课外、校外的自发观察认识活动施加积极的影响,尝试初步的指导。,引导学生在小学阶段就形成对科学的强烈兴趣,发展对周围事物的好奇心,确立起对科学的正确态度和价值观,对学生一生的发展是极为重要的。新科学课实验教材和课堂教学从教学目标的确立、教学内
16、容的选择都在向这一新的方向积极努力。新科学课程标准要求担任科学课程教学的教师应扮演“激励者”的角色,积极创设教学情境,激发学生的学习兴趣和学习热情,使学生的情感卷入认识探究的对象,就能充分调动学生思维的积极性,达到自觉参与、主动探究。,问题要能激发学生的学习兴趣 问题要能激发学生的好奇心、学习兴趣和内在动机。如果问题中含有一个似乎有悖于常理的矛盾,就能增强学生的好奇心和探究欲望。激发学生学习科学的兴趣和好奇心,在小学阶段形成对科学的强烈兴趣,发展对周围事物的好奇心,确立起对科学的正确态度和价值观,对学生一生的发展是极为重要的。新科学课实验教材和课堂教学从教学目标的确立、教学内容的选择都在向这一
17、新的方向积极努力。例如,三年级的“动物”单元,在认知方面其实并不是真的需要学生学习有关蜗牛、蚂蚁等动物的知识,这是没有多大意义的。这一单元的教学主要是要让学生对其中的一种或几种动物发生兴趣,因为这种兴趣将激起他们自发的观察认识活动,教学力图对学生在在课外、校外的自发观察认识活动施加积极的影响,尝试初步的指导。,如果上课不能够创设激发学生学习兴趣的情景,学生的学习积极性就会大打则扣。因为激发学习动机是有效学习的必要的心理准备,是引导学生主动学习的必要前提。以下导入就是采用悬念质疑的情境激趣导入引导学生发现问题提出问题,充分发挥教师的主导作用。导入方法:1、教师展示一个漂亮的小盒子(里面藏有一块环
18、形磁铁),将另一块环形磁铁套在小盒子上面中间的小木棍上,引导学生观察此时的现象此时只见那环形磁铁不管你怎么用力往下按,它都不往下落依然悬浮在小盒的上方。2、接着教师把悬浮着的环形磁铁从小棒中取出后,再次“套入”小棒,只见那块环形磁铁“唰”地一声落在了小盒面上,学生都不约而同惊讶地叫了起来;,演示效果:在教师演示的过程中,孩子的好奇心和浓厚的学习兴趣被这奇怪的现象激发了。有“疑”才会生奇,疑”能产生智慧、“疑”能孕育发现,只要学生的探究欲望被激发起来,就能点燃学生求知的火花,为科学课的探究活动创设一个生动有趣、主动参与的学习氛围。为小学科学课学生自行探究的活动创造了一个生动有趣的主动参与的学习气
19、氛,引导学生从要我学转化成我要学,调动了学生强烈的学习兴趣和积极的探索欲望,把蕴藏在学生身上的潜力发挥出来,让学生始终处于主动积极、兴奋活跃、稳定持久的状态中参与探究活动。学生有了主动学习的精神,就会学的生动活泼。,科学课导入方法设计说明:,空气的性质一课中教学重点是引导学生认识空气的性质,虽然在日常生活中,学生对空气有一定的认识,知道人类生活的空间都有空气存在。但是用探究实验的手段去证实空气的存在并从中探究空气的性质,其直观性至关重要,教材中设计的:探究空气具有占据空间的性质的实验活动不尽人意!本实验创新之处就是让看不见、摸不着的空气直观形象地展现在学生面前,有利于激发学生的探究欲望。器材:
20、一粒橙色的乒乓球、一个去掉底带瓶盖的塑料大油瓶或饮料瓶,一个装了水的塑料或玻璃水槽。导入方法原理:利用一个带瓶盖的塑料饮料瓶,由于饮料瓶的空间被空气占据,所以瓶内的乒乓球由于空气的作用就会被压到水槽底部;拧开瓶盖空气跑出来水占据了瓶的空间,所以被压到水槽底部的乒乓球又浮到了水面上。,演示方法:先将一粒橙色的乒乓球丢在玻璃水槽中,乒乓球浮在玻璃水槽中的水面上,然后取一个拧着盖、去掉底的塑料大油瓶或饮料瓶罩住乒乓球并将瓶压到水槽底部。此时学生惊讶地看到瓶内的乒乓球会“沉”到了水槽底部,然后再将瓶盖拧开,只听见“吱”地一声响,水瞬间涌进瓶内本来“沉”到水底的乒乓球又浮到了水面上。演示效果:本来浮在玻
21、璃水槽中水面上的乒乓球,只要将塑料大油瓶或饮料瓶罩住乒乓球并压到水槽底部,就可以清楚地看到由于空气占据瓶的空间,乒乓球在瓶内会“沉”到了水槽底部;再将瓶盖拧开,会听见“吱”地一声响空气从瓶口跑出来,同时看到水瞬间涌进瓶内,饮料瓶内“沉”到水底的的乒乓球又浮到了水面上。创新之处:利用小小的乒乓球和带瓶盖的塑料饮料瓶可以直观形象地说明瓶子里的空间确实是被空气占据着。,引导学生从观察到提出有关问题。在观察的基础上引导学生提出一系列的问题是探究发现的第一步,提问是探究得以继续进行的基础,它处在探究过程的核心地位,应该成为任何学习情境中都要得到鼓励的一种思维习惯。当学生进行科学探究活动时,发现的每一个问
22、题都能引发一次探究行动,而每一次探究行动又激发他们使用其它的过程技能,其中包括能够提出更多的问题。在学生的整个探究过程中问题会有规律地反复出现,这就是科学探究的特征。,例如:孩子们从观察蜗牛产生的一些问题:蜗牛有没有嘴?蜗牛的眼睛长哪儿?蜗牛吃什么?怎样吃?蜗牛是怎样运动的?蜗牛会不会下蛋?等等。发挥学生在探究学习活动中的主体作用,让学生自己捉蜗牛、观察蜗牛、提出想要探究的问题,组织学生汇总各组提出的问题,找出能在课堂上进行探究的问题,选择自己最想探究的问题,再根据自己选定的探究问题小小组开展探究活动。,形式是次要的重要的是学生提了问题就说明他在思考,哪怕这个问题没有多少价值,哪怕是突发而至的
23、奇想,把学生的问题写在黑板上,充分满足学生表达的愿望,会让孩子感觉到自己的问题是有价值的,同时获得一种满足感。但是,对学生提出的问题进行梳理也是非常必要的,这将帮助学生决定下一步的探究方向。充分发挥学生活泼好动、思维广阔的天性,激发他们的研究兴趣,同时也有利于培养学生团结合作的精神和解决问题的能力。,引导学生运用已有知识对问题作出假想答案,恩格斯说:只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假设。牛顿:没有大胆的假设就做不出伟大的发现。假设是科学认识过程中的基本环节,在培养学生的创造性思维中及自行探究的学习过程中会起到不可代替的作用。学生只要能提出猜测也意味着为问题的解决搭起一座桥。建构主义理论指
24、出:要让学生先用已有的知识经验猜一猜可能是怎样的?学生可能猜的有对有错,这些都是不要紧的,接下来动手试一试、验证一下,不对就改正原来的看法,重组知识,改造经验。新知识就是建立在原有基础上的,因此,猜想这一环节由为重要,预测是科学探究的必经之路。,我的土壤书姓名 月 日 我的预测:可能挖到什么:我的理由:我为什么这样想?,我的土壤书姓名 月 日 我所看到的土壤世界:(写下或画出自己看到的土壤)我的感想:,我的土壤书姓名 月 日 我制作的肥料袋:(写下或画出自己的制作过程)我的预测:天后,肥料袋里的东西会变成肥料。,我的土壤书姓名 月 日 五个星期以后的肥料袋:我猜测的可能发生的变化过程:,例:预
25、测“把固体放到水里”会有什么现象产生?进行实验前的预测,学生的预测各不相同,正是教学的最佳资源,在这里要让学生发扬小组合作的精神,让小组长负责协调组里的意见达成一致,这个活动的目的就是充分调动学生对固体性质的认识和在生活中的经验,让组内同学共享信息。同时,也通过预测活动,增强学生观察时的目的性,使学生的观察行为更有意义。同样,由于预测的结果来自学生的原有生活经验,所以当学生观察到固体放如水中后的现象时,就会产生一种寻求正确答案的欲望。正是这种欲望的产生学生往往能够发现一些平时没有发现的问题,观察的收获就会更大。学生在接下去的探究活动中得到验证或找出预测的差距,久而久之预测的水平就会逐渐提高,从
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