如何在教學中滲透科學探究,我認為應該從以下幾個方面入手。
一、科學探究不能循規蹈矩
對于一個問題的探究過程,其結果往往具有不唯一性,或者說并不知結果到底如何發展,從而要求對每一個現象每一個結果進行研究思考。比如以往在做水的沸騰實驗時,其實很多學生加熱到水沸騰時溫度計的示數不是100℃,有的低一、二攝氏度,有的高一、二攝氏度。以前,我們會把這一現象歸納為誤差,學生也欣然接受,甚至學生有時還會把結果向標準答案上靠。在探究性學習中,我想這一現象完全可以作為學生的一個探究課題,讓學生分組自己去猜想可能是什么原因,然后進行一些可行性實驗來研究假設成立與否。其實除了氣壓原因外,學生會發現用不同的溫度計測同一杯沸水的溫度,示數有微小差別,從而想到是否和溫度計本身有關呢,再比較會發現水銀溫度計的示數較接近真實值,煤油溫度計誤差較大,接下去還可研究引起溫度計精確度不同的原因,原來和各種液體的膨脹系數有關。在這樣的探究過程中,學生們能越來越體驗到窮追不舍的樂趣,這樣一來,學生怎么會沒興趣?怎么會輕易忘卻?當然,在這個過程中,學生們還會有其它的一些正確或不正確的猜想,但這些并不是最重要的,關鍵是學生投入了,研究了便是收獲。古代圣君有一得人心之道,稱之為“廣開視聽,豐文言是”,我們的教學也應廣開視聽,鼓勵學生進行猜想與假設,而不應死扣理論結論來進行實驗,這樣會禁錮了學生的想像力。
其次,研究過程有所不同。以往的實驗有明確的實驗目的、實驗原理、實驗步驟,包括如何進行數據處理、結果的誤差等都是預先設計好了的,學生在實驗過程中只要按照要求去做,就一定能夠取得預期的結果。即使達不到預期的結果,學生也會歸結到儀器問題,讀數誤差等。探究學習要求學生根據自己的猜想自己設計實驗,要為自己尋找證據,并且往往需要幾個猜想幾個論證才有結論,這個過程能培養學生思維的縝密性,培養學生分析問題的能力,使學生充分體會物理的科學性,培養學生的科學素養。人都是有惰性的,以前的實驗比較現成,學生往往會讓惰性占了上風,僅僅做個模仿秀而已,通俗的說就是很好混,科學探究從外因上促使學生充分開動腦筋,真正做到心手合一。
二、廣開渠道,培養能力
學生開始很可能對探究式學習不適應,因此我們要考慮學生的情況和接受能力,要循序漸進。可以先培養學生閱讀資料和調查的能力,比如要求學生對生活或科技上物理知識的應用進行調查并寫出報告,學生可以采取看報、看書、看雜志、上網、詢問家長等途徑來完成,從而鍛煉學生學會從各種渠道了解信息的能力。我們的教材中就設有這樣適合學生自主學習的章節,如“新材料及其應用”、“超聲波”等。以“新材料及其應用”這一節為例,我們采取了學生分組查閱資料然后進行小組匯報的學習模式。先是提前十天布置課題,包括閱讀教材上這一節內容,然后和學生討論交流出各種新材料,除教材所介紹的納米材料、記憶合金、超導材料以外,還有稀土材料、反光材料、貧鈾彈、現代武器中的新材料等,接下來分組選組長并進行課題拍賣。課題領完分工到個人,幾天內小組組織匯總討論,老師對各小組進行適當指導。匯報課由學生自己主持,各小組匯報后要接受大家提問,可以說學生自己的提問與回答討論是最精彩的,比如有這樣的問題“鈦合金為什么耐高溫?”一些學生就能用剛學的知識回答說“熔點高”。“超導失去電阻會怎么樣?”“上海的磁懸浮列車不是利用同性相斥嗎?日本的磁懸浮列車怎么又是利用異性相吸呢?”“貧鈾彈輻射性怎么辦?”……在布置課題到匯報課結束的十天中,學生和老師都覺得大有收獲。
同時,我們可以收集一些科學家發現規律和發明創造的小故事,給學生介紹,并且把故事重點放在科學家研究的過程上。比如可以從牛頓發現蘋果總往地下掉開始說起,說說阿基米德怎么猜想出浮力的計算公式,居里夫人如何艱苦研究放射性物質,奧斯特如何窮盡十年心血發現了電流的磁效應。這樣做的目的是希望通過這些故事,激發學生的興趣,使學生對科學研究方法有個初步的概念,讓科學家們的人格力量能感染學生,從而培養學生良好的科學態度和嚴謹的研究作風。
在學生具有一定的探知能力以后,接下來可以實施要求較高的一些環節了,如制定計劃與設計實驗,進行實驗與收集證據。在“探究聲音是怎樣傳播”時,學生都能猜想說液體能傳聲,能列舉出在水里游泳時能聽見岸上的聲音,岸上說話嚇跑魚等現象。是否能設計實驗來支持觀點呢?,再如,對于聲音的響度與振幅的關系可以要求學生設計方案制定表格去研究。
三、要善于拋磚引玉
老師如何提出探究性的問題呢?話題可以從教材上來,可以從實驗現象中來,也可以從學生的疑問上展開,還可以從時事新聞的案例上展開。例如:學習“光的反射”時,首先請學生讀一段關于居民狀告某酒店的幕墻玻璃引起光污染問題的新聞,學生就會想“太陽光怎么會轉彎的?”“光是怎么反射的?”。所以說,一個較好的教學導課設計能起到拋磚引玉的作用,只有老師拋好“磚”,才能引出學生的“玉”。
另外,老師可以盡量多設計問題讓學生討論,一個好的討論題能很好的培養學生的發散思維和想像力。比如學習熔化知識前可以讓學生討論“如何使燒杯中的一塊冰較快的熔化”,學生能討論出“敲碎些”、“在火上燒”、“太陽底下曬”等,甚至有學生說“象道路化雪那樣,撒些那種白色藥品”。這樣,等于打開了學生的興趣之門,讓他們全身心地投入進去。