蔣宜劍
進入20世紀80年代后,世界各國的基礎教育都將科學探究引入學生的學習過程之中,把學生置于動態、開放、生動、多元的學習環境中,使其在自主學習、自主探索中獲得一種新的學習體驗。我國義務教育《新課程標準》也把“科學探究”列入“課程目標”、“內容標準”和“實施建議”之中。同時,新的教育質量觀強調培養學生的實踐能力、創新意識和創新精神,強調知識、能力、素質協調發展。開展科學探究實驗是實現這一目標的重要途徑。
● 目前開展探究性實驗教學存在的主要問題
1.傳統觀念影響現代教學
長久以來,受應試教育的影響,我們的教學往往只重視知識的傳承,對實驗教學不夠重視,以致許多學生能夠應對各種的考試,卻在解決實際問題時顯得束手無策。目前教學實驗中存在的主要問題有:“畫實驗”“講實驗”“背實驗”多,學生動手實驗機會少;驗證性實驗多,探究性實驗較少;學生對實驗的興趣停留在層次較低的感知和操作層面,多數未形成相對持久的探究興趣和創造興趣;實驗局限于書本,缺乏與生活、生產、社會的聯系。
2.實驗儀器建設相對滯后
長期以來,由于教學實驗設備投入的不足,實驗條件比較差。隨著課程改革工作的深入開展,與教材配套的課程資源,特別是相應的科學探究實驗儀器設備不足的矛盾將會日益突出。如生物實驗室,除原有的顯微鏡、永久切片或裝片、常用藥品外,還應根據課標和教材的新要求,增加必需的學生活動用具及相應的儀器設備。包括無菌操作臺、雙目光學顯微鏡(備油鏡鏡頭)、蒸汽高壓滅菌鍋、紫外線滅菌燈、冰箱、離心機及染片所需的器材。目前這些設備不僅少,甚至很多學校都沒有。
● 關于建設探究實驗室的設想
通常情況下,學生實驗都是安排在講完新課后進行的,這樣的實驗只是起到鞏固書本知識和訓練操作技能的作用,屬于驗證性實驗。目前提供的常規實驗儀器一般是為這類實驗而設計的。驗證性實驗的一切現象和結論都是學生已知的,不利于培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度。嚴格的操作程序和方法把學生的智慧、手腳束縛得死死的,不利于發展智力、培養能力。
因此,應按新課程標準要求,研制和推廣應用科學探究實驗儀器,以便為教師和學生提供一個更加廣闊的進行科學探索的良好平臺。
1.應用信息技術,整合常規實驗儀器
將信息技術與中小學常規實驗儀器整合,使其具有科學探究功能,構建相應的自主探究的實驗環境。
比如,有這樣一種為生物教學開發的實驗教學系統,它是一個數碼互動實驗室,由教師端主控電腦與學生端數碼顯微鏡組成,并配有專業生物實驗教學軟件,使用此設備,教師可以在自己的電腦屏幕上實時觀察到課堂上每位學生的顯微鏡畫面,及時發現實驗中存在的問題,并指導學生改正,有利于開展師生互動討論式教學、個性化教學和遠程教學,有利于培養學生的自主學習能力和大膽提出問題、分析問題和解決問題的能力,能夠顯著提高實驗教學水平。
2.積極與高校合作,高水平研制和推廣應用科學探究實驗儀器
依托高校的教育資源,組織一批專家學者和一線教師共同研制一系列的科學探究實驗儀器,這些儀器要遵循學生的認知規律,滿足學生自主學習的需要,解決教師如何教、學生如何學的問題,做到有利于學生掌握研究方法,掌握書本知識,培養科學探究能力以及形成科學價值觀。