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科學探究教學是指,教師按照科學探索和教育教學的一般規律,創設有益的教學情境,引導和幫助學生就某一探究主題自主地開展搜集資料、調查研究、設計操作實驗、合作討論等探究活動,在小學科學課程中指導學生進行科學探究,是讓小學生通過自主的探究活動,學習和掌握科學知識和科學規律,體會科學研究時的探究過程,培養學生的科學意識、探究能力和科學素養。科學探究有以下幾個特點:第一,學生的自主性。學生是自我知識建構過程中的積極參與者,通過探究自然而然地進入科學的學習。第二,過程的體驗性。學生進行的科學探究活動,是讓學生親身體驗和理解知識形成和發展的過程,探究活動的結果并不重要,讓學生在探究過程中對由親身體驗引出的現象概念有更加深刻的認識。第三,重視科學素養養成。科學探究教學的主要目的是培養學生的科學素養。讓學生通過自己參與、親身體驗、合作討論,從而提升學生的探究能力和科學素養。
二、小學科學探究教學存在現狀分析
探究教學作為一種全新的教學理念被引入到基礎教育中,越來越受到廣大中小學教師的重視,但在現實小學科學教學中也還存在著較多問題,教學效果并沒有明顯的變化,其主要原因還是教學改革的理念談得比較多一點,而實際操作層面的教學方法卻很少有專門指導。所以,小學科學教師已基本領悟了新課程改革的新理念,也明確了教學改革的方向,很多教師都將教育關注的主體放在了學生上,認識到了教學內容應該豐富、教學方法應該多樣化、要多關注教育過程的實施,但實施教育過程的時候,教師卻也力不從心,不知如何建構組織課堂教學,如何運用探究教學模式,或者運用了探究教學,而實質的教學效果并不如人意。所以,解決小學探究教學實際操作問題,是我們要首先思考的問題。
三、小學科學探究教學策略思考
1.信任學生,充分發揮學生的主觀能動性
探究教學與傳統的教學方式不一樣,教師首先要創設寬松的學習情景和情境,尊重和信任每一位孩子,充分發揮學生的主體性和主觀能動性,積極引導組織學生質疑、思考、調查、探究、討論。在探究活動過程中要為學生提供適時的指導和幫助。所以,在探究教學中教師要為學生多創設自主探究的實踐機會,讓學生自主設計實驗,觀察現象,思考分析,探究問題。要充分利用實驗室的資源開展一些生動有趣的科學實驗。如在《聲音是怎樣產生的》、《讓燈泡亮起來》、《觀察金魚的身體》、《水和油的分離》、《設計制作一個雨量器》等這些具有小實驗、小制作性質的探究課時,應該給學生充分的時間進行探究分析,讓學生盡情地探究快樂的實驗,在玩中學,學中玩,讓學生喜歡探究、喜歡動手,必能增長小學生的探究能力和解決實際問題的動手能力。因此,作為小學科學教師,如何開展有效的探究教學,更多是設計研究探究活動,組織引導探究過程,關鍵是讓學生成為學習的主體,信任和尊重學生,把科學課堂還給學生,讓學生多思考、多討論、多實踐、大膽放手,讓科學探究課活起來。
2.貼近生活,探究實驗貫穿于課內外
1.校內硬件資源的擁有情況《科學課程標準》在“實施建議”中,強調了科學教學設備和教室配置的問題。鑒于科學課是實踐性很強的學科,“每所學校必須開設科學專用教室,并配備相應的儀器設備”。學校內的實驗室、科學教室、圖書館、閱覽室及其配備資料等都是小學科學課程實施的硬性條件,能有助于豐富教師的課堂,為教師更好地進行教學提供支持,還有助于拓展小學生學習的興趣和熱情。針對校內硬件資源存在的問題,主要通過對教師的問卷進行了調查。從學校設實驗室、上網設備、實驗儀器、飼養條件進行調查。一是從實驗室的擁有情況看,紅河州120所農村小學中,實驗室的擁有情況不容樂觀,其中有實驗室的占20.8%,沒有實驗室的占79.2%。經過訪問大部分的學校都沒有符合國家基本標準的科學實驗室,一部分學校是把以前的自然實驗室當做現在的科學實驗室,所以空間上受到了很大的限制;另一部分學校的科學實驗室是有其他房屋改建的。二是從實驗室儀器的擁有情況看,實驗儀器很少的學校占74.2%,有一些的占11.7%,基本能滿足教學的占7.5%,齊全的占6.7%。可見教學實驗儀器是制約著紅河州實驗教學發展的瓶頸。小學科學教學儀器嚴重短缺,很多實驗課和實踐課不能正常開展,只能是紙上談兵。三是從上網設備的擁有情況來看,總體比較樂觀。“十五”期間在“農村中小學現代遠程教育工程”的重要工程項目中,86.7%的農村小學配備了上網設備,沒有配備的占13.3%。通過訪談這13.3%的小學也在努力達標,以盡量完善教學資源。四是從科學教學實驗室和教學儀器方面,情況不容樂觀。數據顯示種植條件沒有的占52.5%,可以用花盆種少量植物的占38.3%,有一塊地的占9.2%;飼養條件沒有的占85.0%,可以飼養1—2種小動物的占12.5%,可以飼養3種以上的占2.5%。根據訪問了解到大多數農村小學沒有專門的圖書館,更沒有有關科學教學的圖書供教師和學生閱覽。從上面的問卷和訪談中可以清楚地看出,紅河農村小學教學硬件設施資源嚴重缺乏,不利于小學科學課教學的順利進行。
2..教師對科學教學的態度情況在這樣一些科學教學條件匱乏的農村小學,在職的教師是怎樣來看待這個問題的。調查結果顯示,不動手制作教具、準備教學材料、制作教學課件的教師分別占34.2%,57.5%,51.7%。偶爾動手的分別占45%,27.5%,29.2%。有時動手的分別占17.5%,10.8%,15.8%。經常動手的分別占3.3%,4.2%,3.3%。從經常動手為科學教學制備條件教師的比例可以反映出教師對科學教育的態度不是那么理想。通過訪問,由于繁重的教學任務,考慮到學生的安全,幾乎沒有科學教師帶領小學生進行野外實踐或考察等活動。
3.學生對科學的興趣情況學生的興趣作為素材性課程資源,是能夠進入課程并對課程實施產生積極作用的課程資源。小學生對“你喜歡科學課嗎”的回答,選擇“非常喜歡”的占30%,“喜歡”占40%,“沒感覺”占16.7%,“不喜歡”占13.3%。通過訪問“進行課外觀察活動嗎?”,回答“經常”、“偶爾”、“從來沒有”的分別占12.5%、25%、62.5%,這就說明學生缺乏親身體驗自然的機會,也無法體會課外活動的樂趣。而在科學教育中學生進行課外觀察活動占很大比例。更重要的是,把學生的興趣與學生的課外觀察活動作為兩個變量進行分析后,說明小學生對科學課的興趣作為重要的課程資源沒有得到充分的重視。
二、結果討論
1.資金投入不足,儀器設備匱乏很多農村小學實驗儀器很少,甚至有的學校一套也沒有。僅有一兩套的學校,只有在老師做演示實驗時才拿出來,學生只有瞪眼睛看老師演把戲的份,沒有機會去自己親自動手實際操作,這樣的教學條件無法實現新課改中提升學生動手操作能力的素質要求。
2.對科學課重視程度不高由于受傳統教育思想的的影響,科學課一直被稱作“副科”,很多地方僅以語文、數學、英語三科的成績來決定一個學生的能力。據調查,小學科學課存在不同程度的被擠占用現象。即使是上實驗課,也是教師照本宣科或讓學生自己看書;同時,不執行課時計劃,一節課上幾節課的內容,根本不考慮到學生的接受能力。另外,在科學教師的安排上,不少學校讓語文、數學等科目上教學成績不好的老師或年齡大的老教師來擔任。可見,在廣大農村小學,科學教育得不到各級教育者的重視,其地位并沒有提升到應有的高度。
3.評價制度以考試為主當前中國的教育弊端,很多地方仍以分數作為唯一標準來衡量學生的成績和學校的辦學質量以及教師的教學能力。教師們在傳統的應試教育理念下狠抓書面成績,考慮到科學實驗課的實驗做得再精彩,也無法搬到試卷上,于是他們便取消實驗,專攻書本知識,根本就沒有顧及到學生在做實驗時的樂趣,這無疑損害了學生熱愛自然以至熱愛科學的美好情懷。
4.教師素質偏低據訪問調查紅河州建水縣的農村小學只有一所農村小學有專職的科學教師,而且只有一位。農村小學科學教師,多為中老年教師或農村代課教師,且多數教師未經過系統的專門培訓,對科學實驗教學很難勝任。教師編制過緊,工作繁忙,很難有時間進行業務進修,提高自己。他們沒時間也不肯花時間和精力去鉆研教材,更談不上進行小學科學實驗課的科研工作了。隨著時代的進步,他們將無法承擔時代所賦予的素質教育的重任。
三、應對建議
1.政府應加大資金的投資力度課程財物資源是科學教學活動的基本支持,缺乏必要的財力、物力支持,科學課程活動就會失去生存和發展的空間。經費緊張是每一個農村學校的領導和老師感受最深刻的,想搞一個活動,或課題研究,沒有充足的資金是做不到的。在與老師的交流中,一位老師的發言很有代表性,他感慨地說,自己從事科學教育十多年,對這門課十分的鐘愛,而且學校地處山區,各種自然資源比較豐富,所以每年都要組織學生進行各種考察,并制作標本,他所自制的教具曾榮獲過市州級一等獎。但由于經費的原因,許多良好的課外活動都沒法進行或半途而廢,如果要學生承擔,農村家庭的經濟負擔重;教師自己出,一次兩次還可以,多了也承受不起;找學校要,學校領導對資金的利用問題也很無奈,事實上學校并沒有撥出專門的活動經費用于科學教育。因此政府要加大對農村地區教育經費的投入。
2.學校應強化教學實驗儀器的管理對現有實驗儀器的管理工作是學校工作的一個重要且不可缺少的組成部分,但在所調查的小學,儀器的管理往往被忽略。一些學校沒人管理儀器,有的學校是科學教師監管,這樣一來由于管理不當,許多儀器出現生銹、損毀、流失,霉變、腐蝕等現象,導致大部分的教學儀器和藥品不能使用。所以為提高對現有教學儀器的利用,管理工作不能忽視。管理好儀器設備不是目的,其管理的目的是為了用好,通過管理給師生提供良好的儀器設備,隨時給師生的教學研究、教學活動提供方便。支持并歡迎、鼓勵、提倡和幫助師生使用儀器設備。總之,做好服務,使實驗教學儀器最大限度的發揮作用。
3.轉變思想觀念,選配好任課教師由于受傳統教育思想的的影響,科學課是“副科”這一思想仍為嚴重。所以要轉變科學是“副科”這一觀念。據了解,不少學校的科學課是有上不好語文、數學等科目的老師來擔任或有年齡大的老教師來擔任,這類教師沒有扎實的科學專業知識,研究教材的時間相對較少,所教內容不嚴密,很難達到課程標準的培養目標。通過和任課教師的交流,發現能夠完整學習課程新標準的教師寥寥無幾,更嚴重的是有的教師連課程新標準是什么都不知道,那就更談不上理念轉變了。為此,需要學校為這部分教師提供培訓學習和教研的機會,讓每一個小學科學教師的教育教學理念有所改變、教學能力有所提高。
4.完善評價機制,激發教師積極性課程評價是課程教學的瓶頸,評價方式引導教師的教學方式和學生的學習方式,既制約著教師的教,也制約著學生的學。評價不僅是教師自我評價,更多的來自學校、家長,同時這種評價又往往是決定性的。而廣大農村小學其教學思想比較落后,包括學校領導及其他教師,喊著素質教育的口號,實施的還是應試教育,仍然唯成績是舉,往往是穿新鞋走老路。許多學校領導由于達標要求,仍然以分數來評價教師的教育能力和教學水平;一些家長認為只要語、數、英能考高分就行,并不在意孩子除此之外的其它方面的長進,如果教師教不出符合他們要求的學生,對教師的評價當然不高。所以教師為了達標,就不會在科學這樣的科目上大花時間,而是專攻語數英。對此,教學部門和管理部門要摒棄以學生的考試分數考評教師的做法,建立一套完善有效的評價機制,激發教師的積極性。
5.重視教學資源的開發
一是充分利用和開發校內教學資源。學生的學習主要是在學校內進行的,豐富的校內教學資源,有利于學生進行自主學習和主動探究。根據以上的數據顯示,很多農村小學目前存在設施設備缺乏現象,主要體現在缺少科學教具、模型甚至科學活動的場所及實驗室場所。因此,學校應該明確科學課的要求和科學課程的特點,根據教學需要加強實驗室建設、購置儀器設備、掛圖、投影片、音像資料,組織科學學習興趣小組等活動,有條件的還可以在校內開發建立小型的植物園、動物園等,豐富學校科學課程的教學資源,方便學生進行校內科學探究活動。另一方面,有些學校沒有充分利用現有設施設備的功能,造成浪費。因此,發揮現有設施設備的多種功能,提高教學中的實際利用率,是有效利用科學教學資源的主要途徑之一。學校還可以舉辦群眾性的科學教育活動,這樣有利于提高學生的參與意識和科學意識,這些活動由于本身的趣味性和挑戰性對兒童很有吸引力,可以寓教于樂,取得較好的效果。但是教師應該注意對教學資源進行適當選擇和整合,利用不同的資源去滿足教學的需要。
二是善于利用社區科學教學資源。社區在教育中的作用非常明顯,其豐富的教學資源為校外教育注入了新的活力。在農村社區中可利用來作為科學教學資源的主要有社區的山川、河流、農業用田用地、工廠、養殖場、種植技術園、樹葉、花、果實、蝸牛、蝌蚪等。這些社區資源都是可以利用的,貼近自然,發揮農村小學的地理優勢,充分利用農村豐富的資源,在學校實驗教學儀器短缺的情況下充分利用這些社區已有的資源來培養學生的科學探究能力和科學素養。社區科學教學資源可以充分實現培養學生科學探究和實踐能力的目標,使學生走出課堂、學校。
由于學生的認知能力和動手能力有限,需要教師能夠針對學生的水平,確定不同的教學目標。要在教學中有層次的引導學生,努力開發學生的積極性,最好的方式就是提出問題,讓學生進行討論思考。如《土壤中有什么》一課的教學,在上課時,教師可以先向學生介紹自然環境的主要構成有水、空氣和土壤等等,根據科學結論,水的成分主要由氫氣和氧氣構成,空氣中則有氧氣、二氧化碳、灰塵、顆粒、塵埃等成分,那么土壤中究竟有什么呢?學生根據學過的知識就會推斷:可能有水分,有空氣,還有一些無機物。接下來,教師要進一步引導學生思考:如果有水分,應該如何用實驗證明出水分的存在?并要求學生們獨立思考,思考結束后即興小組的交流討論,討論結束后再做出小組的匯報。匯報的可能實驗程序如:將土壤放在密封塑料袋里并置于陽光下觀察,如果出現了水汽則表明土壤中有水;又或者是取一定量的土稱重,然后攤開曬干以后再次進行稱重,對比前后的質量變化等等。當學生的看法發表結束以后,教師進行點評,首先要肯定學生們的想法是有一定意義的,接著開始增加難度,并將學生往事先設定好的教學思路上引導:這些方法一定程度上都是可行的,但是我們有條件限制,現在只有燒杯、酒精燈和玻璃片這三樣器材,如果只能應用這三個材料,應該怎么進行實驗?請同學們再次思考并討論。這樣,就讓學生的思維上了一個臺階,利用有限的工具,進行思維的發散。第二輪討論結束后,學生的觀點就比較統一,都是對土壤進行加熱,觀察是否有水分出現,只是具體的操作過程不一樣罷了。這樣提出問題并讓學生進行討論,一方面在有限的時間內講解了本課的知識點,另一方面增進了學生間的交流與互動。同時,在小組討論前給學生一定的時間獨立思考,這就滿足了學生的個體需求,同時增強了學生的興趣。給學生一定的空間,在實驗室前就進行設想,無形中教會了學生科學的思想方法和研究方法。
二、分組合作,布置任務
前面的自主談及已經激發起了學生的興趣和主動性以后,課堂氣氛也就開始活躍了,但是在這個階段,學生的思維還只停留在設想上,也許很多設想看起來都是合理的,如果沒有經過實際操作,即使教師指出了學生的錯誤,學生一時也很難改正過來。因此,第二階段就要讓學生開始合作進行實驗驗證。小組合作進行實驗,在克服器材設備不足問題的情況下,也可以再次鍛煉學生的合作能力和動手能力,從而有效地達到合作教學的目標。通過實驗的過程和結果,學生在實際的動手中就會糾正原有的錯誤,向著正確的方法前進,而實驗的結果也能夠證明事先的設想正確與否。實驗動手的過程,也易激發學生的熱情。如上文我們提到對土壤中是否存在水的驗證,這應該是土壤中的成分里最好驗證的部分了,但是在實際的實驗操作中不一定就容易實施。如有的學生會將土壤放在燒杯中,并在燒杯上蓋上玻璃蓋,將燒杯加熱,觀察玻璃蓋上是否有水珠出現。也會有學生反過來,將土壤放在玻璃片上,蓋上燒杯,加熱玻璃片。顯然,光設想時覺得都是可行的,而且兩個方法的原理其實一樣,都是利用加熱揮發土壤中的水汽,使之形成水珠。但是后一種方法操作起來就很吃力,因為玻璃片承受的質量太大,增加了加熱過程的難度。而直接加熱燒杯,由于燒杯的體積較大,玻璃片較輕,操作起來就會比較容易。這些都是在實驗中才可以體會到的。動手的過程是讓學生自己體會的過程,也是一個比較自由的過程,在科學學科的教學中是不可缺少的,教師可以利用簡單的器皿,進行簡單的實驗。總是,要關注學生動手能力的培養。
三、小組總結,得出結論
實驗結束后,教師組織學生再次進行討論,根據記錄的結果和看到的實驗現象,對實驗做出總結并且要提出在實驗中應該注意的事項。這樣又讓學生進行交流與討論,合作學習的方法再次應用。同時實驗結束后的討論,是對學生思路的整理,有助于學生科學態度的養成。承接上文講到的土壤實驗,根據實驗的現象,學生一致得出了土壤里面確實含有水的結論。教師可以引導學生思考:在實驗過程中有哪些注意事項?或者說應該如何加快玻璃蓋上水珠的形成?學生就會再次思考實驗的過程中遇到的問題,并加以總結,如加熱時可以在玻璃蓋上面滴些冷水,這樣可以加快升騰起來的蒸汽變成水珠等。對實驗結果的反思總結和延伸,是科學學科必須做好的收尾工作,幫助學生形成嚴謹細致的態度與精神。驗證完土壤中是否含有水以后,學生的熱情已經完全調動了,這時教師可以趁熱打鐵,進一步詢問學生思考如何判斷土壤中含有空氣并思考討論,設計出實驗方案。這對學生分析問題能力的提升是極為有影響的。
四、結語