在课外活动中培养学生的科学探究能力

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摘 要： 本研究的目的是培养和发展学生的科学探究能力,掌握科学的思维方法.本课题以生物课外活动——“德化县浐溪水资源调查”为内容,采用探究的教学模式开展活动,结果表明学生的科学探究能力得到了一定的提高.

关 键 词 ： 探究教学 生物课外活动 科学探究能力

在现代科学技术的发展潮流面前,理科教学正在发生革命性的变化.纵观二十世纪八十年代以来生物教学的改革,尽管提法不同,名称各异,但其指导思想可以说就是“探究教学”.探究教学是指在教师的引导下,学生主动参与到发现问题、寻找答案的过程中,以培养学生解决问题能力为目的的教学活动.通过探究教学过程,教师应教会学生如何学习,如何获得知识和信息,掌握科学的探究方法.而科学探究是寻求问题解释,解决过程,其价值在于创新,通过丰富和发展理论对未知世界进行解释或预测.生物课外活动注重科学性、实践性和趣味性,是培养学生智力、能力的一种重要途径.学生通过课外活动可以对所观察到的现象进行探究,用已知的和发展的科学原理寻求解释,使观察具有意义,建立基础的科学知识,培养初步的科学探究能力.本文以指导学生对本县的“浐溪水质调查与综合治理设想”课题探究为例,探索在生物课外活动中如何培养学生的科学探究能力.

1.根据课题目标,制订探究计划

1.1确定探究问题.

探究教学的主要目的是使学生通过经历探究知识或问题的过程掌握科学的思维方法,培养解决问题的能力.在课外活动过程中,教师根据活动目标,寻找与活动内容密切相关的、可以激发学生兴趣的课题,创设情境,明确告诉学生要调查研究的领域.浐溪是本县的母亲河,学生非常熟悉.通过乡土地理的学习,学生都清楚浐溪的今昔变化,教师通过讲述它目前的状况：“水质受到污染,影响周边生物的生存,影响溪边公园的景致,政府对治理浐溪的决心.”学生立即表现出浓厚的兴趣,并纷纷表示要为治理浐溪贡献自己的力量,这样学生的积极性就被很好地调动了起来.

1.2制订探究计划.

教师引导学生就探究的内容进行讨论,让学生发现并提出问题.问题是多种多样的,教师应引导学生集中于一或两个问题进行重点研究,并指导学生自己制定实施目标和内容,发挥学生在课题探究中的主体作用.围绕治理浐溪这一课题,学生在分组讨论提出许多建议：“大家行动起来义务到浐溪捡垃圾.”“对水质进行测定,制订治理方案,恢复浐溪生态环境.”“英国人治理泰晤士河取得很大成功,我们可以学习他们先进的经验.”这样通过学生讨论和教师总结,三项探究内容（探究不同水质对植物根生长影响,探究溪边公园生态环境的保护,探究对浐溪污染的综合治理）就产生了.教师再根据学生的实际能力状况,将学生分成三组,确定探究内容.最后各组学生分别制订各自的实施计划.

2.选择科学探究方法,培养勇于探索的精神

2.1选择科学探究方法.

选择科学的探究方法,是课题探究取得成功的基础,科学探究不是让学生“读”“记”科学,而是动手“做”科学.大量安排实验活动是为了诱导学生探究问题.如第一组学生进行水质测定时,教师告知学生分别采集同一河段涨潮时和退潮时的水样,以保证水样的代表性.探究内容可以是简单的理化测定,也可以是对不同生物生长的探究实验.学生在教师的指导下,各自准备实验材料开展实验,告诉学生实验材料的选择一定要有代表性和一定的数量,实验结论才有普遍性.在实验过程中,教师指导学生排除外界环境对调查对象的干扰,教给学生正确的观察和测量方法,实验后指导学生设计记录表格,进行观察和记录.学生通过观察获得大量信息,在观察中产生问题,用不同方式做记录,以便保存与交流,在测量比较中学会一整套实验操作的方法和技能,通过思考得出结论,并计划下一步行动,在解答问题中增长知识和才干.通过以上探究常规方法的指导,学生初步掌握了科学探究的方法,也为今后的学习和工作打下了基础.

2.2不怕挫折,勇于探索.

鼓励学生进行探究性实验,一项实验往往要经过多次失败,不断总结经验和教训后方能取得成功,如第一组学生在做不同水质条件对植物根生长的影响时,发现原来的实验材料——蚕豆和小麦根的生长较易受非调查因素的影响,实验现象不够明显.于是他们调整选择了其他种类的材料进行了反复实验,最后通过对比和筛选,发现鳞茎类植物生根现象显著,这样通过课题的探究,培养了学生不怕挫折、勇于探索的精神.

3.督促学生按计划进行,及时研究挫折和新发现

3.1按计划探究.

在研究内容和方法确定后,教师应督促学生按计划进行课题探究.如实验的学生分工,定期检查学生的调查结果,及时解决学生在探究过程中发现的问题,召开课题探究交流会等.在教师的引导下,学生的主观能动性被调动起来,兴奋点被触发,好奇心得到鼓励.他们不仅独立地操作、思考,而且集体分析讨论.他们不仅按计划实施研究调查,而且走访了环保局、污水处理厂等单位,向有关专家请教,有的还去图书馆查阅了许多有关的专业书籍.

3.2不断修改实施内容.

对于课题探究中出现的困难和新发现,教师应及时引导学生不断修改探究计划和实施内容,如针对第三组学生的调查结果“目前河岸边各种污染源密布,市民的环保意识还普遍不高”,及时修正了实施内容,经过详细调查,提出了对浐溪进行综合治理的设想.“指出浐溪不仅是建立污水处理厂的问题,更重要的是需要加强各职能部门,各位市民的环保意识”.学生还设计了一些在目前条件下切实可行的方案,其中“将计算机应用到污水处理程序”受到有关专家的好评.

4.引导学生对课题的实施过程进行自我评价

4.1得出结论.

引导学生对调查结果进行整理、归纳,通过对浐溪水质的测定和动、植物生长实验,教师引导学生运用简单的生物统计方法,统计调查记录,分析整理数据,综合归纳概括出有关规律性的结论.

4.2指导写论文.

指导学生进行论文撰写,论文成形后对文章中的错误数据、观点、语句等,及时给予指正,保证论文的科学性,体现探究的目标、方法、步骤和结论.

4.3评价研究结果.

组织学生进行论文答辩和交流,要求学生对课题研究的各方面有深刻的了解,要有较强的口头表达能力和临场应变能力,为了在论文答辩中取得好成绩,学生准备了大量图表模型,设想了许多可能遇到的提问.最后教师对研究成果进行评价总结.

通过课外活动锻炼,学生认识到：第一,科学知识不只是观察到的事物的简单报告,科学知识还是由原始材料缓慢地、试验性地积累而成的知识体系.第二,收集到的原始资料产生于有计划的观察和实验.第三,实验和观察的计划是根据问题而制订的,问题又产生于我们对先前的知识的总结所得来的概念.第四,总结性概念要受到问题解决的效果的检验,并通过检验不断地得到修正和更新.

总之,探究教学的目的是培养学生探究未知世界的积极态度,认识到学习不再是为取得好分数而受到父母或老师的表扬,应来源于对学习本身的兴趣.探究过程有独立的操作、思考,也有集体的分析讨论,这样既给予学生独立思考、自我钻研、自我决策、自我负责的机会,又在讨论中形成对旁人观点的容忍态度,树立尊重科学事实的态度,以及依事实批判地思考的态度.这种既尊重个性发展,又重视集体合作的探究活动对学生的身心健康及日后工作都有极其重要的意义.