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熄灭的是蜡烛火焰,点燃的是智慧火花

2012-08-31 |浏览:4680次 | 编辑: 加载失败
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0610月,我们网站发布了武汉市水果湖二中孙华老师的《<探究二氧化碳>公开课的启示》一文,引起了广大网友们的关注和讨论。现在,就同样的教学内容,在不同的课堂上从不同的角度又再次引起了反思和研究。对这些观点,您是怎么看的呢?把您的独到见解和我们一起分享吧!

浙江省绍兴市越城区文教局教研室 何灿华

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从教学论的角度看,实验教学大意指在使用实验仪器情景下的一种教学形态。由于实验是科学研究的一种基本方法,因此,在科学教育中,实验和实验教学的重要性是不言而喻的(方红峰,中国教育技术装备2006年第10期)。但问题是,大部分科学教师把实验仅仅是为了验证结论和帮助学生理解知识的一种教学的辅助手段,对于实验过程中学生的思维加工却并没有引起足够的重视,导致实验教学名存实亡。

在我的印象中,二氧化碳一节始终是学生的必学内容之一。从化学课程、自然科学课程到科学课程,倾倒二氧化碳是一个十分平常但又非常经典的实验。说它平常,是因为许多老师通过该实验形象地说明“可以像倾倒液体那样,把二氧化碳从一个容器倾倒到另一个容器里”,以此来证实二氧化碳的密度比空气密度大的结论。说它经典,是因为有不少教师在做该实验时往往产生“异常”,更不知道如何机智地应对,失去了一次点燃学生智慧火花的机会。

在化学课程中,二氧化碳被安排在第三章碳的门下第四节。在那个十分强调“双基”的年代,二氧化碳的教学目标是:记住二氧化碳物理性质和化学性质,记住二氧化碳主要用途,理解二氧化碳的实验制法和实验原理。在教参中,对二氧化碳的重要性是这样描述的:在初中化学中二氧化碳是有代表性的氧化物,记住二氧化碳的性质,能为将来学习各类无机物间的相互关系积累感性材料。为了直观地演示“可以像倾倒液体那样,把二氧化碳从一个容器倾倒到另一个容器里”的过程,避免倾倒实验的失败,教参在教科书的基础上,又加了一个纸筒,好让参照“固体密度大于液体密度、大于气体密度”这样一个基本事实,便于学生牢固记住二氧化碳的密度比空气密度大的结论。这种以“记住”为中心的课堂,老师往往按大纲的要求备课,按课本的内容施教,学生也常常以教师的指令为标准,以课本的结论为目标,用嘴巴“讲实验”、用粉笔“画实验”就不足为奇了,实验器材成了摆设,实验教学成了形式。

自然科学课程改革适逢“应试教育”向“素质教育”转轨,二氧化碳被安排在第四册第二章氢和碳的门下第五节。教学目标已被分解为认知、技能、思想情感三方面:了解物理性质、掌握化学性质、接受兴趣的培养和辩证唯物主义教育。教学建议中,对二氧化碳的重要性是这样描述的:二氧化碳对于自然界的生命活动有着重要作用,学习二氧化碳可以从学生迫切希望了解二氧化碳到底是一种什么物质的愿望出发,采用实验跟阅读、讨论相结合的形式,由学生自己归纳总结二氧化碳的物理性质和化学性质,对于二氧化碳的物理性质,重点放在讨论密度上,因此,教参反复强调,倾倒二氧化碳要慢慢进行,使二氧化碳气流沿着杯壁流下,先聚积在底部,然后逐渐上升,使两支蜡烛由低到高依次熄灭,切不可操之过急,骤然灌入,使高位蜡烛先熄灭或两支蜡烛同时熄灭。因此,当实验出现由高到低熄灭的“异常”现象时候,教师只能重复几次,直到实验符合教科书的要求为止。这样的处理方式,给学生传递的信息是:教科书的结论是不容置疑的,做实验只不过是走走形式,当实验事实与课本结论相符时就可取,当实验事实与课本结论不相符时就不可取。这种将科学实验简单地理解为科学理论的试金石,过分天真地以为实验是最公正、最可靠的法官,使广大教师和学生几乎成了实验的盲从者,也反映出人们对科学本质的认识是机械的、偏面的。

时至今日,当科学课程将二氧化碳置于“结构与功能”的主题下时,二氧化碳被安排在第四册第二章空气与生命的门下,并没有单独设节,仅仅作为光合作用的一种原料让学生认识和理解,对二氧化碳教学目标的表述为:了解光合作用的原料是二氧化碳和水;了解二氧化碳的重要性质和用途。站在生命活动的角度来认识和学习二氧化碳,不仅仅是获得实验的结论,还要了解实验的过程及其实验“异常”的原因,换言之,过程与结论至少是同样重要的,只有这样,学生才会对科学始终保持一份好奇心。在向科学进军的道路上,科学实验的失败是必然的,但这就是真真切切的科学探究,任何科学家都不会否定这种探究的价值。

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认知心理学家一般认为将信息在头脑中呈现的方式统称为表征。从信息学角度看,问题表征即转换问题中的信息,是问题解决者接受和转译问题中的所有信息并以一种自己更容易接受和理解的方式把它们贮存或输出的过程。这一研究表明,在学生已有的经验和学习之间有3种关系:第一种是顺向关系,即原先获得不太完整的认识,通过教学转变为逻辑化、系统化的知识;第二种是逆向,即学生的经验和科学的基本事实、基本概念、基本原理发生矛盾;第三种是迷思,即学生的经验与教师传授的只有部分重合。对学生来说,二氧化碳虽然是一种非常熟悉的物质,他们知道二氧化碳是光合作用的重要原料,是植物呼吸作用的产物,可以制成汽水,可以用来灭火等,但对于二氧化碳“可以像倾倒液体那样,从一个容器倾倒到另一个容器里”的认识是缺乏感性认识的,因为,在此之前,学生只有在倾倒液体时,才有这种体验。据此,我们可以认定,教科书图2-56“倾倒二氧化碳”实验是一个“迷思”问题。

解决“迷思”问题不能在孤立的环境中进行,而应当创设一组或一连串问题情境,按照“学生对已有的经验感到不满――新概念可以被理解――新概念能作出合理的解释”的路径,才能生成新概念。日常生活经验告诉我们,如果按照教科书的方式倾倒,即使是液体,一不小心,也有可能使高位蜡烛先熄灭,何况是极易飘逸的气体,实验结果的“异常”在所难免。如果课堂中的实验仅仅是为了获得一个正确的结论,至于为什么要进行这个实验?实验现象异常时怎么办?除了实验还有其它方法吗?……等重要的思维加工活动并没有让学生参与,那么,即使实验现象最完美,对学生来说,表面联系与本质联系、感性认识与理性认识、生活经验与科学概念仍处于“分离状态”,对科学概念的认识是肤浅的、片面的,思维能力未得到发展。

其实,课堂教学的本质是教师以学生的经验为出发点,对学生的日常经验(常识)进行理性分析,使之转变成科学的知识。对于同样的教学内容来说,在分科课程、自然科学课程或科学课程中实施教学,有着不同的教育目的。科学课程的教育目的在于突出科学的整体性和各学科之间的相关性,它的内容是一个整体,既包括传统学科,也包括新兴学科和边缘学科;既包括基础科学,也包括应用科学和技术科学。而分科课程,尽管也是以提高学生的科学素养为主旨的,但在内容编排上侧重于本学科的基础知识、基本技能和方法,以及它们的应用。显然,科学课程中以“空气与生命”背景下的“二氧化碳”与化学课程中以“身边的物质”背景下的“二氧化碳”有着本质的不同。生命活动中的“二氧化碳”重点在探究为什么会发生这些变化,身边奇妙的“二氧化碳”重点在介绍如何变化。课程教育目的的不同,对实验教学的价值取向也就不同。正如科学教师教参中所说的“学习二氧化碳应采用实验、读图、讨论相结合的方式,重点要放在做好教科书安排的几个实验和组织学生讨论上,从实验现象的观察、分析中,归纳总结出二氧化碳的性质。”如果说,认识氧气的密度用了“直接告知”的方法,那么,认识二氧化碳的密度时,就不能只停留在“二氧化碳比空气重”的结论上,而应当让学生掌握比较气体密度大小的方法了。从这个意义上讲,在科学课堂中,我们不仅要敢于面对熄灭的“火焰”,更要善于开启学生智慧的“火花”,这才是理解科学的本质。

(责编:张殷)


(责任编辑:王翔)


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(原文章信息:标题:,作者:何灿华   ,来源:作者惠赐    ,来源地址:)

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