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科学探究要“解惑”更要“知惑”

2012-08-31 |浏览:4765次 | 编辑: 加载失败
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——兼谈初中科学实验探究的有效性

(原载:《中国教育报》,2009731日第07版,

原名《科学探究要“解惑”更要让学生“知惑”》,本网略有删改)

探究是初中科学教学的核心理念,实验则是贯彻这一理念的重要手段。然而,目前的科学实验教学通常是把一切条件都告诉学生,学生在实验中照方抓药,追求的是一个与课本描述相符的结果。至于为什么要进行这个实验,实验现象异常时怎么办,除了课本上的实验还有无其它方法等重要的“知惑”内容,教师并不十分了解。这种将科学实验简单地理解为科学理论的试金石,不重视培养学生解决实验问题思维能力的实验探究是低效的,或者说是无效的,有时甚至是负效的。

初中科学八年级下册第四章第1节“指南针为什么能指方向”是一堂带有实验的课,其中“磁化”是一个重要的教学内容。按照以往的教学方式,教师通常拿出事先准备好的条形磁铁、铁棒和铁屑,把铁棒固定在铁架台上之后,做一个演示:将条形磁铁靠近铁棒,铁棒能吸引下端的铁屑,表明铁棒有磁性,然后得出使原来没有磁性的物体得到磁性的过程叫磁化。

200957日,越城区教研室开展了“城乡学校同课研讨”活动,有两位老师分别上了“指南针为什么会指方向”的研讨课,与以往的课相比,她们对“磁化”现象的实验设计、活动方式及课堂调控已经有所改进。

课堂上,教师出示小组探究活动的任务单,要求实验并解释现象:

铁棒原来有磁性吗?

按课本图4-6的活动要求,把条形磁铁靠近铁棒的上方,可以发现什么现象?

如果把条形磁铁拿开,又发现什么现象?

你们的结论是什么?

在两位老师的课堂上,学生被充分调动起来了,不停地按任务单的要求动手实验,实验的成功率相当高,且都能得出正确的结论。

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可是,如果仔细分析,学生的行为实际上是对教师指令的被动回应:把条形磁铁靠近铁棒的上方——铁棒能吸引下面的铁屑;拿开条形磁铁——被吸引的铁屑就脱落。然后得出课本中的结论:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。这样做,看似实验探究,旨在解决“磁化”这个概念问题,实质上仍然停留在“告诉事实,验证结论”的水平上,因为学生对这一实验的思维活动投入量不够。

在课后的互动式研讨中发现,对于“磁化”,一些老师只知其然,不知其所以然。只了解磁铁可以吸引铁、钴、镍三种金属,对于为什么不是所有的金属都能被磁铁吸引,磁场对物质是如何发生作用的等问题并不真正理解。

其实,所有物质对磁作用都有反应,只是有的磁效应很明显,而有的则很微弱,我们感觉不到而已。从能否被磁铁吸引这一现象看,铁、钴、镍等属于顺磁性材料,组成这些物质的原子(或离子、分子)有未填满的内电子壳层;铜块、塑料等属于抗磁性材料,组成这些物质的原子(或离子、分子)没有未填满的内电子壳层。那么,当老师理解了这些后,如何改进教学呢?

认知心理学家研究表明,在学生已有的经验和学习之间有三种关系: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。学生们都知道,把一块磁铁靠近一块铁会相互吸引,但如果把磁铁对着一个塑料杯子、一种植物、一张报纸或任何其他非金属的物质,似乎什么也没有发生。那为什么隔着铁片吸铁屑称“磁化”?隔着塑料片吸铁屑不能称“磁化”呢?据此,我们可以认定,课本图4-6的活动是一个“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。

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因此,可改进小组探究活动的任务单:

铁片、玻璃、塑料、纸片、铝片等物质有磁性吗?

磁铁可以透过纸片吸引回形针吗?隔1张、10张、20张……纸片后,磁铁还能吸引多少回形针?

实验:如图所示,用线的一端拴住一只回形针,另一端固定在桌面上。用磁铁

科学探究, 指的是学生为了获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。通过科学探究,学生既学到了科学知识,又发展了批判性思维和推理等认知能力。这样的活动才称得上是有效探究。从这个意义上讲,科学教师不仅要“解惑”,更要“知惑”。


(责任编辑:王翔)


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(原文章信息:标题:,作者:何灿华   ,来源:转载    ,来源地址:)

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