“引导探究” 教学模式在初中自然科学中的研究与实践

2019-11-23 06:43:06

【摘要】 “引导探究”教学模式是重视学生自主学习,强调教学不是仅仅教师讲解,使学生处于被动接受知识的状态,而是要求在教师引导下,围绕某一问题,进行假设的,利用教师提供的资料,鼓励学生积极思维,亲自进行探究、自主学习的过程。根据多年进行初中自然科学教学实践和反思,结合初中生特点,笔者从2001年9月开始在初中自然科学教学中尝试“引导探究”教学模式。主要分为三个阶段:第一阶段由教师根据教学内容创设情境,以问题引起学生的求知欲;第二阶段由学生根据问题提出猜想和假设,并通过师生间共同研讨,或是学生展开协作学习来设计实验,验证假设;第三阶段,在探究基础上得出结论,教师布置巩固练习和变式训练,学生迁移应用结论;或是通过探究发现新的问题。实践证明,采用“引导探究”教学模式,能提高学生对自然知识的理解、培养学习兴趣、发展学生的能力。本文从理论依据、指导思想、教学策略、组织方法、教学实践等方面进行阐述。

  一、 “引导探究”教学 模式的理论依据

建构主义理论是“引导探究”课堂教学模式的重要理论依据。建构主义认为,学习不单是知识由外到内的转移和传递,而是学习者主动地建构自己的知识经验的过程,即通过新经验与原有知识经验的反复的、双向的相互作用,来充实、丰富和改造自己的知识经验。遵循上述理念,我们提炼概括了“引导探究”教学的课堂操作模式。

  二、运用引导探究模式进行自然科学教学的指导思想

1、以基本科学知识和实验为指导。即在教学过程中,在遵循基本科学知识的前提下,把实验作为创设情境、提出问题、探究知识的重要途径和手段,要求学生根据实验事实或实验史实,运用实验方法论,来探究物质本质及其变化规律,提高实验的智力价值。如:质量守恒定律的教学、催化剂概念的形成、欧姆定律的理解等,都可采用学生实验探究的方法来完成教学任务。

2、强调学生的主体性。在教学中我们一方面注意激发和培养学生探究的兴趣,给学生提供较多机会,如在初三自然科学教材中,我把钠与水反应的演示实验改为学生实验,来激发学生兴趣,给学生主动探究、自主学习的空间。学生通过动手做实验,体验到自然科学变化中新物质的生成,其中有形、色、态、味的变化,又有气体生成和沉淀析出,或是光、电、热现象。同时经历了学习之后的成功感和愉悦感,大大激发了学生学习自然科学的兴趣和求知欲。

3、强调教学的探究性。强调教学的探究性是针对传统的注入式教学而言的。强调教学的探究性就是要突破传统的课程教学思维方式及其操作模式,让学生真正得到学习过程的“体验”,在“体验”中提高学生对学习兴趣和探究欲,培养学生分析问题、解决问题的能力、创造性思维能力和实践能力,真正使学生成为学习的主体。比如金属钠与硫酸铜溶液的反应究竟有哪些现象,反应的方程式如何写才是符合实际的?通过设计成实验让学生亲自探究可以产生深刻的印象,加深对反应过程的理解,同时提高学生思维的严密性和创新性。

4、强调学生知识技能的掌握、能力的形成和态度的培养在探究过程中的统一。知识技能的掌握、能力的形成和态度的培养这三项目标,并不是对立的,而是统一的,三者在科学探究过程中得到统一,而使学生掌握科学方法和科学探索过程是实现三者统一的关键。

  三、“引导探究”模式实施的核心问题和教学策略

“引导探究”模式实施的核心问题是探索发现,它是启发学生思维和发展学生智力的具体实施步骤。为了引导学生建立假说,我们采用创设问题情境、实验情境和采用讨论法。“引导探究”模式的教学策略是首先要架设探究桥梁,它是对知识信息进行组织,这种组织可通过横向和纵向两个维度进行组织,其核心是给学生指明探究的方法和途径。

  四、“引导探究”课堂教学模式的程序和操作要点

根据建构主义理论,结合初中生的年龄特征,一般认为“引导探究”课堂教学的基本程序是:

 创设情境 → 发现问题 → 猜想假设 → 设计实验 →

实验探究 → 得出结论 → 结论应用 

1、创设情境、激趣设疑。针对不同课题和内容,教师要选择适当的方法,如实验演示、小故事、录像、挂图等生动地再现与教学内容有关的自然科学现象、事实,简明扼要地引入课题,使学生获得充分的感性知识,激发学生的求知欲和学习兴趣,为下面的探究学习营造良好的氛围。如在教学《声音的产生和传播》一课时,我们设计了如下实验,找两个易拉罐,把胶塞切成与罐口形状一样且略大一些,以能塞紧罐口为宜,在胶塞下分别系一个玩具铃,再塞到罐口上,此时摇动铃,能发出悦耳的声音。学生在自己动手制作学具的过程中,产生了学习兴趣。

2、发现问题,猜想假设。在学生获得感性认识的基础上,教师要适时地引导学生把已有的知识经验和要探究的内容联系在一起,让学生讨论,通过观察、分析、比较等方法,区分有关因素和无关因素,从而迅速抓住事物的本质,明确探究的问题,并对研究的问题提出初步的猜想假设。如在教学“液体内部压强”一节时,首先通过教师演示并让学生观察得出液体对容器的底部和侧壁都有压强的结论。然后教师质疑:液体内部是否有压强?它有什么特点?压强的大小跟哪些因素有关?引导学生根据自己的生活经验或了解到的有关知识,对以上问题作出大胆的猜想和假设,学生会提出“液体内部压强的大小可能跟以下因素有关:⑴深度⑵方向⑶液体的质量⑷液体的密度”

3、设计实验,确定方案。在学生提出初步猜想、假设后,教师要及时地引导学生紧紧围绕“猜想、假设”,积极寻找、设计、验证“猜想、假设”的实验方法。教学中要给时间机会让学生充分讨论,发挥他们的想象力,引导他们提出验证猜想、假设的途径和方法,在此基础上,教师帮助学生修改、选择或综合,设计出最佳的实验方案。如在上述假设后,选择几组交流发言,要求学生讲述实验设计的目的、思路、步骤和方法。通过整理产生如下方案(1)压强跟深度关系研究。把压强计分别放在同一液体中的不同深度,观察压强计的读数。(2)压强跟方向关系的研究。把压强计放在同一液体同一深度中,改变压强计的金属盒朝向,观察其读数。(3)压强跟质量关系的研究,把压强计分别放在质量不同、深度相同的同种液体,观察其读数。(4)压强跟密度关系的研究。把压强计分别放在不同液体的同一深度中,观察其读数。

4、分组实验,自主探究。接下来各小组根据设计方案,根据设计方案,动手探究,观察实验现象,记录实验数据。通过实验操作和交互式实验活动,促使学生积极主动地动脑、动手。教师在此过程中主要是起指导作用。对于学生实验中遇到的问题或困难,帮助他们查找分析原因,但决不能包办代替或简单否定。

5、得出结论,巩固应用。实验结束后有代表性地选择几组学生汇报交流。学生对实验获得的数据进行分析、比较、概括、总结得出探究问题的结论——“影响液体内部压强的因素”。从而验证或纠正自己的猜想、假设,就象科学家“搞科研”一样发现科学规律,从而获得巨大的成功感,大大激发了学生的探究热情和兴趣。在此基础上针对教材的重难点,出示几道应用性的习题让学生运用自己“发现”的规律,去分析解决一些实际问题。这样不仅检查学生对所学知识的理解和巩固,还能促进知识的深化和融通,真正达到发展个性,培养能力的目的。

  五、“引导探究”课堂教学模式的实施分析

以我校原初三(3)班及初三(4)班的84名学生为研究对象。两个班在2000学年第一学期的期末检测成绩基本相同(见后表1有关数据),可以认为是学习水平起点相同的两个平行班。

运用等组实验法,自2001年9月起到2002年6月止,将原初三(3)班作为实验班,在教学中运用“引导探究”模式,将原初三(4)班作为对照班,用常规教法教学。都由一位教师执教、采用同一个教材,且教学进度及习题量相同,排除本次实验非实验因子对实验结果的影响。一学年后,经考核,对教学实验结果的差异进行分析。

表1 对教学实验结果的差异显著性分析

实验结果

处理分级

实验前

实验后

实验班

对照班

实验班

对照班

人数

42

42

42

42

及格率

95.2%

97.6%

92.8%

80.9%

平均分

80.76

81.32

76.96

71.23

标准差

9.65

7.92

12.68

14.25

Z

0.53

2.32

结论

差异不显著

差异显著

从表1中可以清楚地看到,实验后实验班的平均分和及格率都远远超过了对照班,从而说明“引导探究”教学方法优于常规教学方法。

  六、“引导探究”课堂教学模式应用中应注意的问题

1、课题的选择。引导探究教学模式突出的是学习过程中的能力培养。在教学目标上适合“运用” 、“分析”等层次较高方面,培养学生发现问题,提出问题、分析问题、解决问题、动手操作等方面的能力;在教学内容上适合与实验有关的公式、定律、规律等方面的教学,至于学科中的概念、事实、术语等方面内容的教学,不宜适用“引导探究”。

2、问题的设置。考虑到初中生的年龄特征和实际操作动手等方面的能力,故设置探究的问题要具体,不宜过大,过空,要从学生实际出发,根据教材内容,联系生活事件,进行问题设置。问题主次要分明,主线要明了,要让大部分学生经过努力都能品尝到探究的成果。应用的器材也不宜过多,操作要较简便,实验现象和变化过程应明显。

  3、实施的要点。“引导探究”教学,重在探究,贵在引导。教师在整个教学过程中是组织者和引导者,课堂上教师的主要任务是“导思、导议和导练”。要处理好的一个关键问题是如何针对不同层次的学生进行引导、点拔。既要把握好分寸,又要适时适量。针对以上问题,可采取“扶”“引”、“放”三个层次的教学策略。对少数探究动手能力较弱的学生可采用“扶”,即把学生要探究设计的思路、方法、步骤等以填空的形式出现,缩小探究设计的难度,以帮助他们“上路”。对大部分学生来说,最重要的是“引”,即引导他们发现问题,引导他们运用学过的知识、原理,进行实验设计;引导他们对实验进行归纳分析得出实验结论。对少数“尖子生”要“放”,即提出探究问题后,提供部分或全部材料,放手让他们自己完成探究的全过程。如在探究金属钠与硫酸铜溶液反应现象的实验中,教师就有针对性地提出了三个引导性问题:(1)硫酸铜溶液中的溶剂是什么,会不会参与反应?(2)生成物会不会继续发生反应?(3)请同学回忆金属钠与水反应的现象和方程式。有了这三个问题引路,不同层次的学生均能进行有序的思考并提出自己的见解。

4、体现的特点。“引导探究”教学与传统教学形式最大区别是学生在学习过程中的主体性、体验性和合作性的体现。主体性是指教师要充分尊重和信任学生,把学生当作主动探索者,充分肯定学生的独到见解,对学生提出的问题、方案的设计,不论正确与否,都不作简单的否定,以免挫伤学生探究积极性。体验性是指让学生主动参与、体验与感受知识发现、获得的过程,包括成功与挫析。

5、模式的应用。“引导探究”教学是学生参与知识发现、获得的过程,该模式需要教师学生花费较多的时间和精力,受教学时数的限制,在教学中频繁运用该模式教学有一定困难。但是为使学生体验知识获得的过程,培养学生的思维能力,创造性地解决问题的能力等,适当安排若干次用本模式实施教学是很有必要的。

  参考书目

  1.《教学设计原理》   加涅等  华师大出版社

  2.《中学自然科学教学的理论与实践》 解守宗等 上海教育出版社

  3.《引导探究课堂教学模式初探》 张景志 中学物理