素养立意背景下的学生科学探究问题剖析与对策研究.docx

素养立意背景下的学生“科学探究”问题剖析与对策研究 周卫军摘 要：“科学探究”是科学学科核心素养的重要特征，然而“科学探究”教学一直困扰着一线教师，从教学实践入手，从学生的认知特征和情感特征两个角度分析了学生“科学探究”中存在的问题与原因，并在此基础上提出相应的解决策略。关键词：素养立意；科学探究；问题反思一、问题的提出在建构主义教学理论的影响下，“科学探究”受到大家的极大推崇，科学探究是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然所用的方法而进行的活动。然而，宏观上“科学探究”教学活动中呈现出来的问题主要有以下两个方面。（一）学习习惯与学习观念的错误认识1.接受式学习方式导致探究惰性当前学生普遍存在一个弊病，即学习以接受式学习方式为主，过分依赖现成答案的获得，对科学探究所需的提出问题、猜想假设以及对实验所得证据的分析并不专心投入，在展开探究活动时会出现探究“大锅饭”现象，看似热闹，实则效率不高，在提问反馈时得不出正确结论。学生的注意力、观察力和思维能力不足导致探究的惰性，其根源就是认知上的误区，认为学习知识以记住答案为重点，从而忽略了对探究过程中科学素养的形成。2.预习式学习习惯轻视探究过程在教学中，部分学生并没有积极参与“科学探究”活动，而这些学生学习成绩较好，并都有课前预习的学习习惯，他们提前预习，对课堂教学任务的知识点已经理解，于是就没有参与探究的主动性，在“科学探究”的过程中发现，只有提出科学问题才有探究的必要，“探究始于问题”，没有问题就没有探究的动机。（二）个体差异引发探究进度参差不齐1.学生成绩的差异探究活动是一种集体性的活动，学生在展开探究活动时需要相互合作交流，由于存在学习成绩的差异，学生学习能力高低不同，面对提出的假设所需要设计的实验方案要花费的時间也不尽相同，学优生能较快地设计出实验，并开始动手操作，而学困生并不能跟上思路进度，导致教师的灌输变成学优生的灌输；也可能会走向另一种极端，学困生无法被激起探究的兴趣，更不能投入到探究活动中去，自然而然失去了学习动力，形成两极分化，“科学探究”最终变成了学优生的探究。2.个性品质的差异每个学生都有自己的心理品质和性格特点，学习成绩差异主要针对的是学生的智力因素，而个性品质的差异就是针对学生之间的非智力因素上的差异。在探究活动中有些学生往往孤身待在一边看小组其他成员操作记录，等待着实验数据和分析结论，这就造成了在探究活动中内向学生的边缘化，探究成了外向学生的探究，从而导致不能立足每个学生的发展，更不能提高学生的科学素养。基于此，在“科学探究”教学中，笔者针对学生被动接受、死记硬背、消极机械的现状进行剖析并提出相应对策，也就是通过学生亲身经历和体验科学探究活动，激发学习科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。二、理性认识科学探究作为一个学习的过程，有其一定的活动程序或者操作步骤，其基本过程大致经过几个基本环节：提出科学问题，进行猜想验证；制订计划，设计实验；观察与实验，获取事实与证据；评价与检验；交流与表达。在探究环节的实施中，学生还要结合各种方法去操作，如控制变量法，空白对照法，科学抽象，类比演绎等。科学探究与学生心理密切联系，一般来说，学生的心理特征大致可以分为认知特征和情感特征，即学生的智力因素和非智力因素两个方面：（一）认知特征学生参与“科学探究”的过程也是一个认知的过程，学生的认知探究活动在探索物质世界规律和联系的过程中逐步形成一系列稳定的心理特点的综合，便是“科学探究”中的智力因素。学生进行“科学探究”活动时涉及的智力因素有以下五个层面：（1）观察力；（2）记忆力；（3）想象力；（4）思维力；（5）注意力。（二）情感特征学生在学习的过程中必然会带有其情绪情感，这些情绪情感看似与知识无关，而实际上是学生对学习客观物质世界的一种态度和体验，它可以直接转化为活动的动力，间接影响探究的效率。在“科学探究”中的情感主要针对的是学生的三个非智力因素：（1）动机；（2）兴趣；（3）意志。这三个非智力因素是目前在学生群体中比较严重的问题，更是阻碍学生开展“科学探究”主要原因。通过对学生“科学探究”的认识以及从微观的角度分析“科学探究”与学生心理发展特征之间的关系研究发现，如果不处理好学生内部原因，必然会导致学生“科学探究”问题在教学实践中的产生。科学探究在面向学生时，要体现学生的学习主体性，必然要尊重学生个体心理发展特点，这也是剖析“科学探究”实践问题的重要入口。三、操作策略（一）创设新型团队学习小组1.组内细化探究分工为避免传统小组合作的“大锅饭”现象，细化组内分工，明确组员的工作项目，能有效调动每个学生的积极性和参与度，同时提高课堂探究教学的效率。案例1：在“影响固体溶解度大小的因素”实验探究课上，笔者将学生分为十个组，每个组以完成“温度是影响固体溶解度大小的因素”为目标，分别规定了组长、汇报人、记录员，第二次完成“溶剂性质是影响固体溶解度大小的因素”为目标，轮换探究角色，使学生体验到不同的角色感受。分工细化并不表示每个人只顾自己分内的任务，不管是整理、记录还是汇报，都需要对整个实验原理过程整体把握，需要深刻理解实验本质，教师根据每个小组对实验操作和结论分析的透彻程度在班上交流，并给予一定的等级分数。2.组间设置竞争机制课堂探究活动应该是合作与竞争并存的活动，除了组内成员的分工合作外，设立组间竞争机制，强化团队精神和探究的效率进度，完善的竞争机制易激发学生的探究积极性和热情，增强组员的探究动力，提高探究效率。案例2：在“溶液的配制”实验课上，教师提供蒸馏水、食盐晶体，质量分数10%的食盐水，质量分数50%的食盐水，要求学生分组，并在规定时间内配制质量分数为20%的食盐水20克，看哪个小组的方案又多又准确。采取了一套竞争机制激励学生，通过设定班级小范围内的一套评价体系，按照各小组完成探究活动耗费时间与对结论分析的透彻程度，分为A、B、C、D四个等级，由高到低每个等级有不同的奖励分值，并将这些成绩作为学业成绩的一部分。笔者编制总汇表格入下：思路正确，方案可行，酌情加分。再以组1为例，记录表格如下：在竞争的激励下他们能表现出极大的热情和团队凝聚力，学优生为确保小组成绩，自发帮助学困生，学困生也会主动地参与学习，融入小组探究中。（二）引导学生建构正确的学习观1.协助教师，指导同学案例3：在探究“电流和电阻的关系”实验中，学生刚接触初中阶段的电学问题，部分学生在操作上如仪器的连接、数据的处理分析等不能完全独立进行，因此教师指导常会出现“顾此失彼”的状况，可能无法全面地了解到各个小组的具体探究情况，而学优生便可以发挥其优势，以“小助手”角色，帮助教师指导所在队伍的探究进程，从而提升班级探究活动的效率。从“学习者”角色向“指导者”转化，从另一个角度与他人合作学习，从而构建合作学习的正确学习观念和帮助他人的良好品质。2.提升难度，开拓视野这种方式体现了因材施教的教学理念，由于这类学生起点高，在探究活动中书本的知识要求无法满足他们，可以对他们适当提升难度。案例4：在探究“定值电阻的电压电流关系”实验中，学生在操作中出现如下的问题：实验室提供新电池3节，电源电压4.5 V，一只量程为00.6 A电流表，一只量程为03 V的电压表，阻值为10 、15 、20 、25 的电阻，一只开关，导线若干。更换不同阻值的电阻，记录电流表示数。对于学优生而言，这个实验的电压电流关系探究属于较易的知识点，教师可以提升难度适当拓展，以丰富其知识面。分析表格和电路图，电压表接在定值电阻两端，同时也接在电源两端。教师可以为他们编制如下思考题：（1）为什么电压表读数小于电源电压？可能存在什么情况？教师可以提示“电源内部也存在电阻”，进一步引导学生画出等效电路图，并思考。（2）电路中其他电阻阻值大小为多少。R= = = =0.465 ？赘这样能激起学生思考和投入实验探究的热情，拓展其视野，使其获得新知。四、实践反思实践中在解决问题的同时，笔者由于受限于专业心理学的理论知识和自身教学经验，也出现了新问题，如合作竞争过程中不能维系好课堂纪律，学生激情打开却无法有效收回进入到冷静的理论分析中，学生的注意力不能及时地过渡集中在后续的结论学习上，在探究后的结论分析、引导较为困难等。学生“科学探究”问题也需要每个老师共同用心去面對，去提出更好的解决策略，从而真正体现出科学核心素养所倡导的“提高每个学生的科学素养”。参考文献：1陈志伟，陈秉初.中学科学教学论M.杭州：浙江教育出版社，2007：234.2燕国材.非智力因素与学习M.上海：上海教育出版社，2006：6.编辑 温雪莲 -全文完-