實(shí)施科學(xué)探究提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
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國(guó)家教育部制訂的《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》的頒布，標(biāo)志著新一輪課程改革的開始，此次課程改革的基本理念就是以“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”為主旨，因此《課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出：義務(wù)教育階段的化學(xué)課程應(yīng)“以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生了解科學(xué)探究的基本過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使學(xué)生獲得進(jìn)一步學(xué)習(xí)和發(fā)展所需要的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能；引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和提高人類生活質(zhì)量方面的重要作用，通過化學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和社會(huì)責(zé)任感，提高未來公民適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)生活的能力。”因此，在教學(xué)工作中，我們應(yīng)時(shí)刻把握《課程標(biāo)準(zhǔn)》，重視科學(xué)探究，切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
一、科學(xué)探究的含義和特征
1．科學(xué)探究的含義
科學(xué)探究是指從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇和確定研究主題，創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情景，通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)可能的答案作出假設(shè)的猜想，并設(shè)計(jì)方案，通過實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集證據(jù)，對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理，得出初步結(jié)論。學(xué)生通過積極能動(dòng)的科學(xué)探究活動(dòng)來掌握科學(xué)知識(shí)，受到科學(xué)過程和方法的訓(xùn)練，并在兩者的相互作用中，理解科學(xué)，從而形成和提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。
2．科學(xué)探究的特征
科學(xué)探究是一種多側(cè)面、多形式的活動(dòng)，但無論何種形式，關(guān)鍵是體現(xiàn)科學(xué)探究的思想和基本特征。探究性學(xué)習(xí)具有以下特征：
(1)以問題為中心。科學(xué)探究是從問題開始的，發(fā)現(xiàn)和提出問題是探究性學(xué)習(xí)的開端。在教學(xué)中，我針對(duì)學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生熟悉的身邊現(xiàn)象入手，提出一些有意義的問題，引發(fā)學(xué)生的探究活動(dòng)。如空氣中二氧化碳會(huì)越來越多嗎？燃燒的條件是什么？怎樣來滅火？你家的菜刀為什么會(huì)生銹？怎樣來防銹？等等。總之，我在教學(xué)中盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景，通過調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、觀察、閱讀教材等途徑，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，將新的知識(shí)置于問題情境中，使學(xué)生獲得新知識(shí)的過程成為學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法，理解科學(xué)的本質(zhì)和價(jià)值，提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。
(2)強(qiáng)調(diào)自主參與。
探究是一個(gè)多側(cè)面的活動(dòng)，需要做觀察、提出問題、查閱資料、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析和解釋、合作和交流等。以上活動(dòng)沒有學(xué)生積極主動(dòng)的參與是不可能完成的。所以，我在教學(xué)中非常重視激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到探究活動(dòng)中來。例如，我在第一堂化學(xué)課上，就做了“魔棒點(diǎn)燈”、“清水變牛奶”、“燒不壞的手帕”等趣味實(shí)驗(yàn)，來激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生積極的參與探究活動(dòng)。
(3)重視合作交流。由于學(xué)生對(duì)同一個(gè)問題的認(rèn)識(shí)角度和認(rèn)識(shí)水平都存在著差異，不同的人可在共享集體思維成果上達(dá)到對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的正確理解。為此，我在教學(xué)中，經(jīng)常組織學(xué)生討論和交流，這樣，既有利于培養(yǎng)學(xué)生交流與合作的能力，也有利于發(fā)展學(xué)生的評(píng)價(jià)能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展所必需的科學(xué)素養(yǎng)。
二、在科學(xué)探究中，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
1．科學(xué)探究有利于學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)
科學(xué)探究為學(xué)生提供親身體驗(yàn)“做科學(xué)”的機(jī)會(huì)，幫助他們用各種方法去研究有關(guān)化學(xué)問題，讓學(xué)生自己去感受探究新知識(shí)，在新情景中解決新問題。如在學(xué)習(xí)燃料時(shí)，我布置了如下的探究課題；你認(rèn)為在氫氣、甲烷、煤氣、酒精、煤、汽油、柴油等燃料中，哪一種是最理想的燃料？學(xué)生在課后通過各種渠道，采用各種方法搜集到了很多資料，很多同學(xué)從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，分別對(duì)上述燃料進(jìn)行了評(píng)價(jià)，寫出了具有較高質(zhì)量的科普小論文。通過以上探究活動(dòng)，學(xué)生不僅牢固地掌握了科學(xué)知識(shí)，同時(shí)還體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的樂趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生產(chǎn)生了更強(qiáng)烈的科學(xué)探究欲望。
2．在科學(xué)探究中體驗(yàn)科學(xué)過程和方法
探索性是科學(xué)的重要屬性。科學(xué)并非僅僅包括科學(xué)知識(shí)，還包括探索科學(xué)知識(shí)的過程和方法。而科學(xué)探索使學(xué)生在積極主動(dòng)地探索化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程與方法，享受科學(xué)探究的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如在學(xué)習(xí)燃燒條件時(shí)，我安排了如下探究過程：首先提出問題，物質(zhì)在什么條件下才可發(fā)生燃燒？然后讓學(xué)生作出猜想，在教師的引導(dǎo)下學(xué)生制訂計(jì)劃，并收集資料和證據(jù)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，接著開放實(shí)驗(yàn)室，并盡可能多地提供一些物質(zhì)供探究，如水、酒精、食油、煤、白磷、紅磷、木炭、紙張、木條等。學(xué)生經(jīng)過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，來證實(shí)自己的猜想和假設(shè)，并作出結(jié)論，與同學(xué)進(jìn)行討論和交流。通過上述探究過程，學(xué)生不僅學(xué)到了豐富的知識(shí)，更重要的是體驗(yàn)到了科學(xué)探究的過程和方法，知道了科學(xué)的真正含義，有效地提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
一、科學(xué)探究的含義和特征
1．科學(xué)探究的含義
科學(xué)探究是指從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇和確定研究主題，創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情景，通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)可能的答案作出假設(shè)的猜想，并設(shè)計(jì)方案，通過實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、搜集證據(jù)，對(duì)獲得的信息進(jìn)行處理，得出初步結(jié)論。學(xué)生通過積極能動(dòng)的科學(xué)探究活動(dòng)來掌握科學(xué)知識(shí)，受到科學(xué)過程和方法的訓(xùn)練，并在兩者的相互作用中，理解科學(xué)，從而形成和提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。
2．科學(xué)探究的特征
科學(xué)探究是一種多側(cè)面、多形式的活動(dòng)，但無論何種形式，關(guān)鍵是體現(xiàn)科學(xué)探究的思想和基本特征。探究性學(xué)習(xí)具有以下特征：
(1)以問題為中心。科學(xué)探究是從問題開始的，發(fā)現(xiàn)和提出問題是探究性學(xué)習(xí)的開端。在教學(xué)中，我針對(duì)學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生熟悉的身邊現(xiàn)象入手，提出一些有意義的問題，引發(fā)學(xué)生的探究活動(dòng)。如空氣中二氧化碳會(huì)越來越多嗎？燃燒的條件是什么？怎樣來滅火？你家的菜刀為什么會(huì)生銹？怎樣來防銹？等等。總之，我在教學(xué)中盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景，通過調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、觀察、閱讀教材等途徑，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，將新的知識(shí)置于問題情境中，使學(xué)生獲得新知識(shí)的過程成為學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法，理解科學(xué)的本質(zhì)和價(jià)值，提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。
(2)強(qiáng)調(diào)自主參與。
探究是一個(gè)多側(cè)面的活動(dòng)，需要做觀察、提出問題、查閱資料、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析和解釋、合作和交流等。以上活動(dòng)沒有學(xué)生積極主動(dòng)的參與是不可能完成的。所以，我在教學(xué)中非常重視激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到探究活動(dòng)中來。例如，我在第一堂化學(xué)課上，就做了“魔棒點(diǎn)燈”、“清水變牛奶”、“燒不壞的手帕”等趣味實(shí)驗(yàn)，來激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生積極的參與探究活動(dòng)。
(3)重視合作交流。由于學(xué)生對(duì)同一個(gè)問題的認(rèn)識(shí)角度和認(rèn)識(shí)水平都存在著差異，不同的人可在共享集體思維成果上達(dá)到對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的正確理解。為此，我在教學(xué)中，經(jīng)常組織學(xué)生討論和交流，這樣，既有利于培養(yǎng)學(xué)生交流與合作的能力，也有利于發(fā)展學(xué)生的評(píng)價(jià)能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展所必需的科學(xué)素養(yǎng)。
二、在科學(xué)探究中，培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
1．科學(xué)探究有利于學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)
科學(xué)探究為學(xué)生提供親身體驗(yàn)“做科學(xué)”的機(jī)會(huì)，幫助他們用各種方法去研究有關(guān)化學(xué)問題，讓學(xué)生自己去感受探究新知識(shí)，在新情景中解決新問題。如在學(xué)習(xí)燃料時(shí)，我布置了如下的探究課題；你認(rèn)為在氫氣、甲烷、煤氣、酒精、煤、汽油、柴油等燃料中，哪一種是最理想的燃料？學(xué)生在課后通過各種渠道，采用各種方法搜集到了很多資料，很多同學(xué)從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，分別對(duì)上述燃料進(jìn)行了評(píng)價(jià)，寫出了具有較高質(zhì)量的科普小論文。通過以上探究活動(dòng)，學(xué)生不僅牢固地掌握了科學(xué)知識(shí)，同時(shí)還體驗(yàn)到了學(xué)習(xí)的樂趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生產(chǎn)生了更強(qiáng)烈的科學(xué)探究欲望。
2．在科學(xué)探究中體驗(yàn)科學(xué)過程和方法
探索性是科學(xué)的重要屬性。科學(xué)并非僅僅包括科學(xué)知識(shí)，還包括探索科學(xué)知識(shí)的過程和方法。而科學(xué)探索使學(xué)生在積極主動(dòng)地探索化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程與方法，享受科學(xué)探究的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如在學(xué)習(xí)燃燒條件時(shí)，我安排了如下探究過程：首先提出問題，物質(zhì)在什么條件下才可發(fā)生燃燒？然后讓學(xué)生作出猜想，在教師的引導(dǎo)下學(xué)生制訂計(jì)劃，并收集資料和證據(jù)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，接著開放實(shí)驗(yàn)室，并盡可能多地提供一些物質(zhì)供探究，如水、酒精、食油、煤、白磷、紅磷、木炭、紙張、木條等。學(xué)生經(jīng)過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，來證實(shí)自己的猜想和假設(shè)，并作出結(jié)論，與同學(xué)進(jìn)行討論和交流。通過上述探究過程，學(xué)生不僅學(xué)到了豐富的知識(shí)，更重要的是體驗(yàn)到了科學(xué)探究的過程和方法，知道了科學(xué)的真正含義，有效地提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。