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shizhiteachina的博客

草原的教育的草原

 
 
 

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关于我

草原的教育的草原,就是草原的教育的草原。体制内教者,体制外歌者。大学学历史专业,曾从事高考历史教学十五年,上过语文课程论研究生班结业,高中心理健康教育省级骨干教师,教过历史、政治、地理,在教师培训中心讲过学校教育管理。汶川地震那年评为省优秀班主任,这五年写过一本书,和500多首诗歌。

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【网摘】周燕珍 金振华《科学探究演绎科学发展史》  

2014-08-10 08:36:39|  分类: 草原的教育的草原 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科学探究演绎科学发展史

――基于《神奇激素》一课教学的思考

摘要:用探究型课题将科学史引入科学课教学中,以展示科学探究的过程与方法,让学生体会科学探究过程,这是有效地将科学史融入科学课程的重要方式。《神奇激素》(七年级科学)一课的教学,让我们深刻领悟到科学探究在科学史教学中的重要作用。科学史的教学,重在让学生理解科学家对科学的认识过程、理解科学的本质和科学的实验方法,学习科学家的精神。

关键词:科学史 科学探究科学课程 教学

科学史是科学产生、形成和发展及其演变的规律的反映,是人类认识自然和改造自然的历史,是一部科学探究的历史。这些科学史中不仅记载着科学知识的形成过程,还蕴含着科学家创造性思维的方式和灵活多样的方法,体现着科学的态度和精神,是培养学生素养的生动教材,是科学教育的重要资源。科学史融入课程已成为教育理论和实践研究的重要课题。

科学史这部分教学内容,在以往的教学中,往往注重的是学生对事实性知识的记忆与巩固,由教师简单介绍这些科学史,然后给出结论,让学生记住结论。这导致科学史内容得不到应有的关注,发挥出应有的教学功能。那么在新课改的背景下,科学课程中,如何实施科学史的教学,将科学史与科学探究整合,从而提高学生的素养呢?我们对此进行了一些探索。《神奇的激素》一课教学,是我们比较成功的尝试。

一、我们的教学实践

《神奇的激素》主要内容是通过介绍达尔文、温特、郭葛三位科学家的实验,让学生认识生长素的发现这一科学史及生长素作用。我们的教学,以“为什么植物具有向光性?”为探究主线,以科学家的实验为基础,通过学生探究生长素发现的历史,及生长素对植物向光性的作用,引导学生分析思考,使学生经历一个科学“发现”的过程。从而,让学生体验科学家的探究过程,让学生进一步学会控制变量法,培养学生的观察能力及对实验结果的分析判断能力,训练学生的实验设计和动手操作能力。

1、组织科学史料、引导学生探究

在教学过程中,我们让学生了解植物生长素的发现科学史,提出:达尔文所做的实验得出的结论可靠吗?学生回答:不可靠,只是推测。这种推测应如何通过实验来验证呢?有的学生提出可以用仪器来测,有的学生提出可以用化学反应的方法。这时提醒学生:在当时的条件下,这些方法可操作吗?通过创设教学情境,提供相应的实验事实给学生,为学生的探究提供依据。这样,将探究与知识整合在一起,让学生重走科学家探究之路,体验科学家发现问题、解决问题、深化认识的过程和探索的精神。

2、层层解疑推进,提高探究效率

这节课使学生了解科学家的研究历程,层层深入思考探究发现生长素的存在及作用机理。在学生了解达尔文实验的基础上,又提出,如果尖端产生了某种物质,是否有什么材料可以收集它呢?这时引入温特实验,把温特实验又转变为学生的探究性实验。同时提出,在温特实验中,琼脂的作用是什么?如何知道琼脂是否吸附了尖端产生的物质?学生经过讨论,认为应该设计一个对照实验:分别把接触过尖端的琼脂小块和未接触过尖端的琼脂小块放在切去尖端的胚芽鞘上,并观察实验现象,得出结论。通过对达尔文、温特、郭葛三位科学家的实验体验,学生领会科学探究来自于怎样解决问题。当一个问题解决后,往往会产生新的问题,从而使研究逐步深入;让学生体会探究是一个不断深入的过程,真理的得出需要实验的不断检验和证明,明白了成就真的来之不易。

3、运用角色表演,促进主动参与

我们用学生所熟知的事例与生命现象进行对比,有助于学生理解教学内容,确保学生对基础知识的掌握,让学生成为主动学习的研究者。如“给你一瓶生长素,你会怎么利用它?”将问题与学生个人紧紧联系起来,学生的回答很积极也很精彩。老师最后播放关于生长素作用的视频,效果非常好。又如,让学生分别代表达尔文、温特、郭葛、农民、科技人员说一句话,将生长素的发现、作用、特点等用表演的形式演绎出来,从而将整节内容的思路理清。教学中还用油烟机的排气管代表植物,某一学生代表太阳,让另一位学生拿着排气管将植物的向光生长表演出来,当其一拉管子,管子马上弯向代表太阳的同学,引得学生满堂笑,这样学生对植物向光现象的印象非常深刻。

二、对科学史的教学思考

把科学家的经典实验,设计成学生能够完成的探究课题,让学生沿着科学家的探索思路体验科学家的思维过程,让这些知识成为学生再发现和再创造的基础,让学生了解科学家怎样发现问题、分析问题和解决问题。领会研究的一般方法,培养学生的探究能力,这是科学史与探究整合的有效途径。我们认为,将科学探究和科学发展史整合,应注意以下几方面的问题。

 1、明确探究目标,紧抓科学史的教学主题

科学史的教学,重在让学生理解科学家的认识过程、理解的本质和实验方法,学习科学家的探究精神。正因为如此,才需要将探究性学习方式整合其中。至于如何用、何时用,要看具体的教学内容。在本案例中,利用生长素发现过程这一科学史料,从课前实验探究、课堂中思维探究和课后的继续探究,全方位地运用了探究性的学习方式。探究性学习方式在该案例教学中取得了良好的效果。但这并不意味着探究性学习方式是唯一的方式,也不意味着科学史教学的每一个环节都必须运用探究性学习方式,而是要视具体情况,有选择地、有效地运用探究性学习方式。

2、精心选择科学史料,运用科学史实施探究

事实上,在生长素发现历程中,有杰出贡献的远不止达尔文、温特、郭葛等几位科学家,这些科学家所做的关于生长素的实验也远不止这几项,而在本案例中,我们只选择了其中的六个实验,而且对一些实验进行了合并加工,将几位科学家的实验合并为一个较完整的实验。这样,经过选择加工后的科学史料蕴含的本质更为鲜明,更突出了探究的过程与特点,更有助于学生理解观察、推断、假设、实验等在探究过程中的作用;同时也更有助于探究式学习方式的展开和深入。

3、贯穿实验思想,领悟科学史的教学内涵

开展科学探究,并不意味着都要让学生亲自去获取直接知识或经验,尽管学生的探究性学习与科学家的探究有很多相似之处,但课堂毕竟不是真正进行探索研究的实验室。在课堂上,由于时间、空间、条件等因素的限制,进行完整的全程探究活动较难,而且课堂上师生所追求的目标也不是培养出小科学家。因此,在科学史教学中的探究更多的是实验思想。本案例中,学生的探究主要集中在找出问题、提出假设并设计实验来验证自己的假设,学生并不需要亲自动手实验,而是由教师提供实验过程和结果。可见,这种进行部分探究的实验思想更适合科学史的教学。

4、调动学生思维,关注探究活动的有效性

受学生智力水平、实践经验等方面的制约,学生以探究性的方式学习科学发展史时,经常会遇到探究材料、探究手段陌生、难以理解等问题,导致探究活动无法进行。这时,教师的引领就非常关键。首先,教师应尽量给学生提供多一些感性材料和背景材料,给学生的探究性活动奠定基础。如在本案例中,教师播放植物向光性录像,学生对向光性有了感性的认识;让学生自己动手解剖玉米幼苗,使学生的探究活动有了实质的载体;播放琼脂制作过程,让学生亲手触摸做好的琼脂平板,使学生对探究过程中所需的材料有了了解。这些都为学生的探究活动做了很好的铺垫。其次,教师应不断地提出有价值的、导向明确的问题来引导学生的思维。如在本案例中,学生的思维一下子达不到相应的高度,教师可以通过将大问题分解成几个小问题,将难度降低,学生沿着教师的指导一步步前进,将几个小问题逐一解决,让探究性活动能顺利进行下去。第三,教师不仅要关注学生如何形成探究的欲望和意识,更要指导学生掌握探究的方法。有些有一定难度的探究问题,通过小组合作探究的方式,会取得更好的效果。

综上所述,将科学史教学形成一个问题解决的探究过程,让学生沿着科学家的探索思路,领悟科学家的思维过程,让科学史知识成为学生再发现和再创造的过程,从而了解科学家怎样发现问题、分析问题和解决问题,领会研究的一般方法,这有利于培养学生的解决问题能力和创新能力;有利于发挥学生的主体性,促使他们主动学习和建构知识,形成正确的观念;有利于培养学生的探究能力。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育(7—9年级)课程标准(实验稿).北京:北京师范大学出版社.

[2]林焕祥融入科学史的多元化教学.http://www.isst.edu/tw/8910v12n3-45-1.htm.

[3]袁维新国外科学史融入课程的研究综述 比较教育研究.20051013.

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