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在实验探究中培养学生的科学素养


在实验探究中培养学生的科学素养
南漳县武安镇丰坪中心小学尹松刚 《科学课程标准》 明确指出: 小学科学应以全面提高每个学生的科学素养为其核心理念, 面向全体学生,立足于学生的发展,体现科学本质,突出科学探究,反映当代科学成果。农 村小学生由于受到条件、环境、思想意识等方面的限制,科学素养远远不足以适应自身发展 和将来适应社会的需要;而农村小学生又是未来建设农村乃至国家的主力军。 那么,实验探究应怎样培养农村小学生的科学素养? 一、科学素养的培养要突出科学方法的培养。 本人认为在实验教学中不仅强调学会做实验, 更要强调学会做科学, 在科学实验教学中, 指导学生正确地运用科学的方法, 进行实验不仅是培养学生科学方法的重要途径, 也一直是 科学实验教学中的焦点。 1、指导学生正确地运用科学的方法进行实验,培养学生在实验中去独立思考、认真观 察,去发现问题。我认为,首先要求学生学会观察,要善于捕捉那些不易被观察到的细微现 象,那些呈现时间短暂,稍纵即逝的现象。其次要培养学生的观察兴趣,养成乐于观察、勤 于观察、善于观察的良好习惯,使学生由“目的性”观察变为“思维性”观察。为此,在实 验教学中我要求学生特别注意以下几点: a 既要观察实验中的主要现象,又要观察实验中次要现象。 每做一个科学实验都是有一定目的, 因此一些与达成一定目的相关的实验现象, 无疑是 该实验过程中应该重点观察的主要现象; 但是, 任何一个科学反应所产生的现象都不是唯一 的。例如,金属钠跟水反应的实验,不仅要求学生要观察到有氢气放出,以及反应后的溶液 能使酚酞变为红色这两个主要现象, 而且要求学生注意观察实验过程中出现的一切现象。 实 践证明,通过学生认真仔细的观察,他们还能在实验过程中观察到钠浮于水面、熔成一个金 属小球、不断地在水面上游动、发出“嘶嘶”的声音、有水雾产生等现象。 b 既要观察明显现象,又要观察不明显现象。 实验教学的目的不单纯是传授知识,而是要让学生在实验过程中“学会认真观察、学会 全面观察” 。例如,活泼金属单质与酸的反应,除了氢气的生成外,还有热放出。如果我们 能让学生摸一摸反应仪器(试管) ,及时捕捉到这些现象,不仅有利于学生观察能力的培养, 还能对所研究的事物有一个更加全面、深入的认识,并从中发现问题。 2、培养学生探究、设计实验原理。

a 挖掘课本知识,探究实验原理的设计。 课本知识是探究实验原理的有效题材,例如,在归纳总结“二氧化碳的制取”时,为了 增强实验的探究性, 可以引导学生从二氧化碳生成的反应进行思考, 他们可以找出十几种生 成二氧化碳的反应或方法来,例如人和动物的呼吸;木炭、煤、酒精、甲烷、一氧化碳等等 的燃烧;碳和一氧化碳还原氧化铜;碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸铵的分解;碳酸钠粉末、碳酸 钙粉末、碳酸钙块状固体分别跟稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸进行反应等等,再引导学生从科学 性、安全性、可行性、简化性等方面进行分析、评价,从中找出可行的方案进行实验,最后 采用对比的方法研究碳酸钠粉末、碳酸钙粉末、碳酸钙块状固体分别跟稀盐酸、浓盐酸、稀 硫酸进行反应,从而得出制取二氧化碳的实验原理。 b 利用生产、生活中的科学现象,探究实验原理的设计 “新《科学课程标准》有两大特征:一是提倡从生活走进科学,从科学走进社会,二是 科学探究贯穿始终。 ”所以我们教师应注重从生产、生活中引出科学问题,并引导学生对一 些可行性强的科学问题进行探究,比如“铁为什么生锈?”可进行如下探究,第一步,提出 问题:铁为会什么生锈?第二步,引导学生充分考虑后提出实验假设; (学生提出了三种假 设: ①铁生锈是因为和空气中的氧气发生了氧化还原反应。 ②铁生锈是因为和空气中的水蒸 气发生了氧化还原反应。③铁生锈是因为与空气中的氧气和水蒸气一起发生了氧化还原反 应。 )第三步,指导学生根据假设设计和观察实验; (学生设计:①取一支试管,烘干,放入 一根铁钉,然后用塞子塞紧试管口,使铁钉只与干燥的空气接触。②再取一支试管,放入一 根铁钉,注入蒸馏水至浸没铁钉,然后在水面加入一层食物油,使铁钉只与水接触。③取一 支试管,放入一根铁钉,然后注入蒸馏水,不要浸没铁钉,使铁钉同时与水和空气接触。 ) 第四步,引导学生观察实验现象; (结论是:几天之后,会发现试管①和②中铁钉都没有生 锈,试管③中铁钉生锈了。 )第五步,通过分析和讨论得出结论。 (常温下铁在干燥的空气中 或在隔绝空气只与水接触时都不生锈,而在与空气和水同时接触时便会生锈。 ) 二、在实验探究中培养学生的科学素养。 1、发挥学生的主体作用。 兴趣是培养科学素养的动力,是激发学生好奇心的一种有效手段。兴趣激发灵感,是发 现的先导。 课程标准中要求教师要细心呵护儿童与生俱来的好奇心, 激发学生学习兴趣的方 法和手段很多,如情境的创设、让学生观察、动手操作、多媒体的运用、体验学习的成功感 等都能有效地激发学生学习的动力。 教师应在教学中不断地变换教学方法, 唤起学生探究的 欲望。这样,学生就会积极生动、专心致志而且兴趣十足地去认识科学事物和现象。

在实验探究中发挥学生的主体作用,应坚持以下几点: (1)敢好奇。敢于对实验事实追根究底、探究真相。 (2)不满足。不满足现成的结论和方法、现有的手段和途径、乐于寻求捷径和佳径。 (3)好冒险。敢于大胆猜测,并有面对被批评的勇气,敢坚持己见和应对未知的情况。 (4)爱动手。将头脑中的创意构思出来,直至亲自动手使之具体化。 2、变演示实验为探究性实验。 将演示实验作为探索性实验,教师应进行创新设计、实验层次的安排、问题的设置及解 决的办法等工作。这种创新设计的目的是要让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的学 习主体作用, 从而激发学生的创造性思维。 同时, 这种创新设计对学生也是一种很好的示范, 对学生科学素养的培养起到潜移默化的作用。例如“怎样才能加快水的蒸发”一课,变用酒 精灯、试管夹、玻璃片等材料进行演示为组织学生搞洗手帕比赛,看谁最先把手帕晾干,让 学生在活动中探究到加快蒸发的方法。 3、改进演示实验,延伸探索过程。 在学生讨论演示实验改进方案的过程中,教师发挥的作用主要是进行一般性的原则知 道,尽可能地让学生归纳自行探索完成。例如《认识矿物的性质》一课的教学其中有这样的 两种做法:一种是根据矿物性质体现的方面,把学生组合成小组,分别研究矿物的颜色、透 明度、光泽、硬度、形状,另一种做法是先集体研究矿物的颜色、透明度和光泽,稍作小结, 然后重点研究矿物的硬度和形状—这个设计是按照知识点的次序分为三段进行的, 这是对课 程序列做了更为深入的分析。它把矿物性质的 5 个方面分为三个层次:前面 3 个为第一层, 后两者分别构成后两层。这样做的依据,是认为前三者在认知特征上处于直观易懂的层次, 学生根据已有的经验(或稍加提示)完全可以掌握,而后两者离学生的生活经验距离较远, 需要辅助建构。 通过这样的改进, 教学设计更贴近学习的心理操作可能, 教学流程更加流畅。 三、探究实验应注意的问题。 老师要避免为了追求所谓的“教学完美”而不自觉地扮演“赶鸭快快跑”的“鸭农”形 象,或为了追求课堂结构的完整,给学生一两分钟时间装模作样地讨论,提供给学生一大堆 实验用品却要求三五分钟内结束实验等等, 这些都违背了培养学生科学素养的初衷。 为培养 学生科学素养,我们应追求实质性的探求性学习。 1、把探究了问题当成有了问题意识 例: 小学科学三年级 《糖到哪里去了》 教师出示 2 杯水, 分别在杯中放入糖和高锰酸钾。 师: 请同学们到前面来搅拌一下, 观察一下糖和高锰酸钾在水中发生了什么变化?把观察到

现象记录下来。这样做学生并不是因为好奇而产生问题,因为问题而展开动手实验。 这一课可以围绕“水可以溶解哪些物质”这一问题,放手让学生自己设计实验方案,选 取实验材料,进行卓有成效的自主探究学习来了解水的溶解性。 2、把探究当成验证性实验。 例:小学科学四年级《玩气球》一课,教师先通过讲解让学生知道了热空气和冷空气的 流动方向是不一样的,再让学生剪纸,然后将纸用线系起置于燃烧的蜡烛正上方,来验证热 空气是怎样流动的。学生开始实验了,但只有少数人在动手,大多数人只是默默地看??案 例中的老师认为探究就是做做教材中的实验, 验证教材中的结论。 教师要引导学生选用恰当 的探究形式, 让学生亲身经历完整的科学探究过程, 让每个学生从不同的途径获得成功的体 验。 这一课可以在组织学生探究空气的流动性时, 引导学生自己通过设计实验或观察生活来 了解空气的流动性。在设计实验时,鼓励学生大胆设计,勇于创新。只有这样猜猜真正做到 规律让学生自主发现,方法让学生自主寻找,思路让学生自主探究,问题让学生自主解决。 3、把合作当成提升探究水平。 例:小学科学四年级《小小降落伞》一课,让学生 4 人为一组讨论:降落伞留空时间的 长短与什么特征有关?怎样降落伞使留空时间长?学生很兴奋, 马上凑在一起讨论。 其中一 组中有一学生滔滔不绝说了一大堆, 生 2 急了, 开始插嘴, 组长让其他同学听听生 2 的意见, 可生 2 才说了“我认为纸??”就听见来老师“啪啪啪”3 声击掌,全班学生立即做端正。 合作学习并不等于让学生分小组讨论。 在讨论前应构建合作学习环境, 让学生有独立思 考的时间,产生交流的需要,使合作探究成为有源之水;要培养良好的合作习惯,让合作真 正提升探究水平,交流时给足学生发言、补充、更正和辩论的时间,让所有学生的智慧都得 到呈现。引导学生在合作中积极参与,学会表达、倾听、思考,勇于发表见解。 四、努力的方向。 1、揣摩学生已有体验,在每节课的教学中敏锐捕捉学生对待科学的情感态度、价值观 并加以提升,培养学生科学素养。 2、充实自身专业素养,提高平时教学的效率。若科学老师的主体性知识不扎实,就很 容易被学生“牵着走” ,一个连主体性知识缺乏都缺乏的科学老师,是无法面对“十万个为 什么”式的小学生的。只有拥有新鲜的“一桶水” 、 “一缸水”的底蕴,才能高屋建瓴,才能 理性、沉着地驾驭“瞬息万变”的科学教学。 3、准确把握基础目标和发展目标,在设定教学目标时,不能就课论目标,特别是发展

性目标, 它需要经过较长时间的课堂教学, 而不是一两节课就能达成的。 所以, 对每一学期, 每个单元的教学甚至每一节课教师都要统筹考虑。对于日常的课堂来说, “完美”的标准是 根据课堂教学内容、 学生的认知水平和教师教学的特点, 突出三维目标中某一方面目标的实 现。只有这样,才有可能涌现具有个性的好课。学生的科学素养才得以切实积淀。 总之,在实验教学过程中,学生的思维积极性得到了充分的调动,学生不仅获取了科学 知识,而且领悟了科学思想,了解了科学研究过程,掌握了科学研究的一般方法,提高科学 探究能力,培养了实事求是的科学态度,逐步培养和提高了科学素养。


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