培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力
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傅英菊1由 分享
認(rèn)真研讀《新課程標(biāo)準(zhǔn)》，我們不難發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究不僅是初中科學(xué)教學(xué)的一種方法，也是新課程的重要教學(xué)內(nèi)容。這將從根本上改變以往過分強(qiáng)調(diào)知識的傳授，通過學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手去自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息以獲取新知識的能力，分析解決問題以及交流與合作能力，形成正確的人生觀和價值觀?，F(xiàn)結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。
一 、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題
愛因斯坦說過：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要，因?yàn)榻鉀Q一個問題也許僅僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技巧而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要具有創(chuàng)造性的想象力。”所以我時常注意引導(dǎo)學(xué)生從日常生活自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)有價值的問題。如何從生活現(xiàn)象中挖掘、發(fā)現(xiàn)隱蔽的問題呢？觀察是發(fā)現(xiàn)問題的重要源泉，因此，教師在教學(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)問題背景，通過實(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，以問題為中心組織教學(xué)，將問題置于問題情景當(dāng)中，使獲得新知識的過程成為學(xué)生主動提出問題，分析問題、解決問題的過程。要由教師提出問題逐步轉(zhuǎn)向引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)和提出問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的問題意識。以問題為中心，圍繞科學(xué)的并能激發(fā)學(xué)生思維的問題展開學(xué)習(xí)，是科學(xué)探究學(xué)習(xí)的重要的特征。
二、猜想與假設(shè)
1. 讓學(xué)生根據(jù)已有知識和經(jīng)驗(yàn)對問題的成因做出猜想
科學(xué)猜想不是胡猜亂想，猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識對問題中的事實(shí)尋求可能解釋的過程。猜想的依據(jù)有兩點(diǎn)：一是已有的經(jīng)驗(yàn)和知識，二是科學(xué)事實(shí)。例如在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，可以先猜想電流與電壓的定性關(guān)系，電流與電阻的定性關(guān)系。據(jù)已有的知識可知：電壓是形成電流的原因，同一盞燈（電阻一定），電壓越大，電燈越亮，所以猜想電流隨電壓的增大而增大；而電阻對電流有阻礙作用，所以電流應(yīng)該隨電阻的增大而減小，這是根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識進(jìn)行猜想。
2. 對探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測與假設(shè)
推測和假設(shè)是探究者自己的經(jīng)驗(yàn)、知識以及所探究問題的科學(xué)事實(shí)，推測和假設(shè)的結(jié)論必須是可檢驗(yàn)的，檢驗(yàn)的結(jié)果有兩種可能：一是支持假設(shè)，即證實(shí)；二是否定假設(shè)，即證偽。
例如在探究“電阻的大小與什么因素有關(guān)”的問題時，在學(xué)生猜想電阻與導(dǎo)線的長度、粗細(xì)、材料有關(guān)后，可進(jìn)一步問學(xué)生：如果導(dǎo)線長度變長，導(dǎo)線的電阻會怎樣變？如果導(dǎo)線的橫截面積變大，導(dǎo)線的電阻會怎么變？學(xué)生可以以小組為單位相互交流討論。但不管怎樣，學(xué)生推測和假設(shè)都要有一定的根據(jù)。
三、指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計研究方案
猜想與假設(shè)的真?zhèn)我靠茖W(xué)的數(shù)據(jù)和事實(shí)去判斷。因此，制定探究計劃、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案就顯得尤為重要，所以，教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探究目的和對問題的猜測制定計劃、設(shè)計研究方案，讓學(xué)生從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化。
如在設(shè)計“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)方案時，學(xué)生對問題的結(jié)論提出猜想后，教師要指導(dǎo)學(xué)生按如下實(shí)驗(yàn)方案去設(shè)計：
1．對一個多變量問題如何研究？引導(dǎo)學(xué)生想到“控制變量”法：（1）保持電磁鐵線圈匝數(shù)一定，研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流大小的關(guān)系；（2）保持電磁鐵線圈中的電流一定，研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)多少的關(guān)系。
2．上面的方案中各量具體該如何控制？引導(dǎo)學(xué)生先獨(dú)立思考，然后小組討論，最后全班交流總結(jié)。
3．怎樣測量電磁鐵的磁性強(qiáng)弱？引導(dǎo)學(xué)生據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和知識，設(shè)計看它能吸引大頭針根數(shù)多少或鐵屑多少等方案。
四、引導(dǎo)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)，分析論證得出結(jié)論
收集、獲取信息和加工處理信息的能力是是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究所必備的能力。在教學(xué)中，獲取信息的重要途徑是引導(dǎo)學(xué)生親自操作，從中收集科學(xué)數(shù)據(jù)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不是探究的結(jié)論，它是客觀事實(shí)的反映，要得到科學(xué)結(jié)論和發(fā)現(xiàn)規(guī)律，就必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，尋找數(shù)據(jù)間相互關(guān)系，最后歸納論證，得出科學(xué)結(jié)論。
通過科學(xué)探究教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生逐漸養(yǎng)成了主動參與、樂于探究、勤于動手的好習(xí)慣。相信經(jīng)過一定案例的積累和知識的逐漸豐富，學(xué)生一定能逐步提高自主學(xué)習(xí)的能力，逐步形成正確的人生觀、價值觀以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，科學(xué)探究能力也得到了很大的提高。
一 、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題
愛因斯坦說過：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要，因?yàn)榻鉀Q一個問題也許僅僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技巧而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要具有創(chuàng)造性的想象力。”所以我時常注意引導(dǎo)學(xué)生從日常生活自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)有價值的問題。如何從生活現(xiàn)象中挖掘、發(fā)現(xiàn)隱蔽的問題呢？觀察是發(fā)現(xiàn)問題的重要源泉，因此，教師在教學(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)問題背景，通過實(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，以問題為中心組織教學(xué)，將問題置于問題情景當(dāng)中，使獲得新知識的過程成為學(xué)生主動提出問題，分析問題、解決問題的過程。要由教師提出問題逐步轉(zhuǎn)向引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)和提出問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的問題意識。以問題為中心，圍繞科學(xué)的并能激發(fā)學(xué)生思維的問題展開學(xué)習(xí)，是科學(xué)探究學(xué)習(xí)的重要的特征。
二、猜想與假設(shè)
1. 讓學(xué)生根據(jù)已有知識和經(jīng)驗(yàn)對問題的成因做出猜想
科學(xué)猜想不是胡猜亂想，猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識對問題中的事實(shí)尋求可能解釋的過程。猜想的依據(jù)有兩點(diǎn)：一是已有的經(jīng)驗(yàn)和知識，二是科學(xué)事實(shí)。例如在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，可以先猜想電流與電壓的定性關(guān)系，電流與電阻的定性關(guān)系。據(jù)已有的知識可知：電壓是形成電流的原因，同一盞燈（電阻一定），電壓越大，電燈越亮，所以猜想電流隨電壓的增大而增大；而電阻對電流有阻礙作用，所以電流應(yīng)該隨電阻的增大而減小，這是根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識進(jìn)行猜想。
2. 對探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測與假設(shè)
推測和假設(shè)是探究者自己的經(jīng)驗(yàn)、知識以及所探究問題的科學(xué)事實(shí)，推測和假設(shè)的結(jié)論必須是可檢驗(yàn)的，檢驗(yàn)的結(jié)果有兩種可能：一是支持假設(shè)，即證實(shí)；二是否定假設(shè)，即證偽。
例如在探究“電阻的大小與什么因素有關(guān)”的問題時，在學(xué)生猜想電阻與導(dǎo)線的長度、粗細(xì)、材料有關(guān)后，可進(jìn)一步問學(xué)生：如果導(dǎo)線長度變長，導(dǎo)線的電阻會怎樣變？如果導(dǎo)線的橫截面積變大，導(dǎo)線的電阻會怎么變？學(xué)生可以以小組為單位相互交流討論。但不管怎樣，學(xué)生推測和假設(shè)都要有一定的根據(jù)。
三、指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計研究方案
猜想與假設(shè)的真?zhèn)我靠茖W(xué)的數(shù)據(jù)和事實(shí)去判斷。因此，制定探究計劃、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案就顯得尤為重要，所以，教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探究目的和對問題的猜測制定計劃、設(shè)計研究方案，讓學(xué)生從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化。
如在設(shè)計“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)方案時，學(xué)生對問題的結(jié)論提出猜想后，教師要指導(dǎo)學(xué)生按如下實(shí)驗(yàn)方案去設(shè)計：
1．對一個多變量問題如何研究？引導(dǎo)學(xué)生想到“控制變量”法：（1）保持電磁鐵線圈匝數(shù)一定，研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流大小的關(guān)系；（2）保持電磁鐵線圈中的電流一定，研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)多少的關(guān)系。
2．上面的方案中各量具體該如何控制？引導(dǎo)學(xué)生先獨(dú)立思考，然后小組討論，最后全班交流總結(jié)。
3．怎樣測量電磁鐵的磁性強(qiáng)弱？引導(dǎo)學(xué)生據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和知識，設(shè)計看它能吸引大頭針根數(shù)多少或鐵屑多少等方案。
四、引導(dǎo)學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)，分析論證得出結(jié)論
收集、獲取信息和加工處理信息的能力是是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究所必備的能力。在教學(xué)中，獲取信息的重要途徑是引導(dǎo)學(xué)生親自操作，從中收集科學(xué)數(shù)據(jù)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不是探究的結(jié)論，它是客觀事實(shí)的反映，要得到科學(xué)結(jié)論和發(fā)現(xiàn)規(guī)律，就必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，尋找數(shù)據(jù)間相互關(guān)系，最后歸納論證，得出科學(xué)結(jié)論。
通過科學(xué)探究教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生逐漸養(yǎng)成了主動參與、樂于探究、勤于動手的好習(xí)慣。相信經(jīng)過一定案例的積累和知識的逐漸豐富，學(xué)生一定能逐步提高自主學(xué)習(xí)的能力，逐步形成正確的人生觀、價值觀以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，科學(xué)探究能力也得到了很大的提高。