引论:我们为您整理了13篇科学探究的一般流程范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。
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学生主体活动 教师指导活动
环节一:提出问题
科学探究是从提出问题开始的。爱因斯坦说:“提出问题比解决问题更重要。”该问题是可调查的问题,即可以通过科学探究来回答的问题。它是科学探究的驱动性问题,多数可以由教师预设,也可以由学生提出。学生提出的问题均有其价值,可以作为课堂生成的动态资源进行合理使用。
探究的驱动性问题应具有以下特征:①其本质是问题。②该问题具有驱动性、探究性。③该问题有层次、有指向、有转化目标。从科学探究活动的类型看:①该问题是对科学核心知识的探究。②该问题是对科学知识应用的探究。③该问题是对科学与技术整合的探究。④该问题是对STS课题的探究。从学科的特点看,化学探究学习的探究内容主要包括:①探究性实验。②联系实际的现实问题。③开放性化学问题。④跨学科综合问题以及社会热点问题等。凡是和学生原有的经验相近、相关或存在联系但表现不同的内容,都可以运用探究学习策略。从知识的分类看,知识可分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识。探究学习研究更多的是“怎么样”“为什么”的知识,因此关于“是什么”的一些陈述性知识探究的价值不大。
科学探究的问题应具有是问题、能驱动、能探究、有层次、有指向、有转化等特征。它有一定的难度,需要学生进行解释并且能够为学生所理解,同时又能激发学生的好奇心和探究欲望。
案例:苏教版化学必修1“铝的氧化物与氢氧化物”
【活动与探究一】氧化铝的性质
实验用品:两根铝线、6mol/L氢氧化钠溶液、6mol/L盐酸
【问题驱动】铝的表面有什么?是怎么形成的?该实验有何现象?开始怎样?后来又怎样?为什么?像这样既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫什么氧化物?反应方程式如何书写?
【设计意图】让学生通过实验探究发现氧化铝既能与酸反应又能与碱反应,目标指向氧化铝是一种两性氧化物。
【问题驱动】自然界中存在氧化铝,却不存在氢氧化铝,那么实验室如何来制取氢氧化铝呢?
【实验引导】同学们可以通过下面的实验探究来解决这个问题,比一比谁先制出氢氧化铝?
【活动与探究二】氢氧化铝的制取
实验用品:2mol/L氯化铝溶液、6mol/L氨水(NH3·H2O)、6mol/L氢氧化钠溶液、6mol/L盐酸
【设计意图】利用学生原有的酸碱盐知识体系,设计出制备氢氧化铝的方法并试验。学生的制备方法只有两种:①用氨水和氯化铝反应得到白色沉淀Al(OH)3,②用氯化铝与氢氧化钠反应得白色沉淀Al(OH)3。
【问题驱动】方法①得到的白色沉淀质量是一样的。方法②得到的沉淀有所不同,有的多,有的少,有的甚至沉淀消失了?这与操作中什么量的控制有关?
【引导再实验】那么哪一组的现象是对的呢?我们还是通过自己手上的实验来进行验证。取出刚才的试管,加氨水的那支继续加氨水,观察有什么现象;加氢氧化钠溶液的那支继续加氢氧化钠溶液,观察有什么现象?这些现象又说明什么问题?
【学生实验】继续加氢氧化钠溶液的沉淀溶解,加氨水的沉淀不溶解。氨水是弱碱,氢氧化钠是强碱,因此Al(OH)3只能与强碱反应。
【追问】Al(OH)3能与强碱反应,那能不能与酸反应?
【学生】能,酸碱中和。
【追问】Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应。像这样既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物叫什么氢氧化物?反应方程式如何书写?
【设计意图】让学生通过实验探究发现氢氧化铝的制备与性质,目标指向氢氧化铝是一种两性氢氧化物。
【问题驱动】Al(OH)3能与强碱反应制得NaAlO2,那么能不能由NaAlO2制得Al(OH)3呢?和什么发生反应呢?NaAlO2溶液哪里有呢?
【活动探究三】氢氧化铝的制取
实验用品:2mol/L氯化铝溶液、6mol/L氨水(NH3·H2O)、6mol/L氢氧化钠溶液、6mol/L盐酸、一次性吸管若干
【学生实验】用活动探究二中得到的NaAlO2溶液实施实验。
方案①:用吸管向NaAlO2溶液中吹气(CO2),观察有何现象?继续吹至过量,有何现象?
方案②:往NaAlO2溶液中滴入稀盐酸有何现象?继续滴加又有何现象?
【设计意图】用吸管向NaAlO2溶液中吹气(CO2),能得到白色沉淀,过量的CO2不能使Al(OH)3溶解,即Al(OH)3不能与H2CO3这样的弱酸反应。往NaAlO2溶液中滴入稀盐酸开始有沉淀,继续滴加沉淀溶解。加深对Al(OH)3的性质的了解,并从中优化制备Al(OH)3的制备方法。
【问题指向】对比各种得到Al(OH)3的方法,小结制备Al(OH)3的最佳方法为:铝盐溶液与氨水反应,偏铝酸盐溶液与CO2反应。
环节二:猜想与假设
学生对问题的求证,依靠他原有的知识技能体系,一般会主动地从问题中分析可能的答案,有些是对答案作出猜想与假设,有些能运用已有的知识和经验对猜想与假设作出初步的论证。学生的猜想与假设的显著特点是受限于教师的组织、引导、诱导。同时,高一学生接触化学时间不长,其知识水平和能力水平有限,往往猜想与假设是比较肤浅的,要多给学生机会,鼓励他们发言。
教师在培养和指导学生提出猜想或假设时,要发挥积极性的多元评价,要充分发挥学生作为学习主体的积极性、主动性和创造性,积极鼓励学生发表个人的想法、看法、观点,在师生平等、尊重化学科学事实和理论的基础上,鼓励学生大胆进行猜想和假设,使他们对所观察的某些事物和现象产生尽可能多的可能性解释,要敢于突破“唯师唯书”的束缚,发表自己的见解。
环节三:制订探究计划
制订计划是探究的重要环节。在明确了要探究的问题,并对问题作出初步的猜想与假设后,探究的下一步工作就是设计方案,或制订化学实验计划,来验证所做的猜想与假设。学生应在教师的指导下或通过小组讨论,提出活动方案,经历制订科学探究活动计划的过程。
在起始阶段要求学生完全独立地制订计划是比较困难的,主要是学生对困难的预见不足,制订的计划往往会过于笼统,器材无法实现。因此,在教学过程中,应当加强这方面的具体指导,使学生掌握制订计划时需要考虑的问题和要素,也可以在实验或活动过程中指导他们补充和完善计划。
环节四:进行实验,收集证据,形成结论或解释
实验,实际上是在条件控制下所进行的观察。学生的实验能力,是运用实验方法,完成各种实际操作任务的能力。化学实验技能是顺利完成实验的基础。只有加强基本操作技能训练,学生的分组探究实验才会有成功的基础。在进行实验过程中,还要注重培养学生研究的科学态度和进行科学方法的训练。培养学生严谨的科学态度,就是要求学生有实事求是的态度,在实验中做到一丝不苟、精益求精、严格按照操作规程进行,实地记录所观察到的实验现象和实验结果,不能以想象来代替事实。
实证是科学研究的重要特征。教师在教学中要注意引导学生通过各种途径,从多方面收集相关证据。化学教学中的证据,主要包括化学实验事实、化学史实、自然现象、生活经验、化学科学中技术发展及其应用中的重大成果、化学对个人和社会发展产生重要影响的事件等。常用的收集证据的途径和方式,有观察和实验、查阅书籍、上网浏览、实际调查等。教师要让学生体验尽可能多的收集证据的方式,并且还要注意教给学生对资料事实(包括现象和数据)进行记录、处理的方法。
解释与结论是培养科学探究能力的重要组成部分。解释与结论的得出,需要运用一定的科学方法。这些科学方法包括比较与分类、归纳与概括等。因此在教学中,教师要有目的、有计划地通过具体的探究活动,使学生在学习化学基础知识和化学实验技能的同时,学习得出解释和结论的基本方法。
环节五:反思与评价
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二、高中化学探究教学的基本模式
探究教学的教学模式多种多样,但是实质和特征都基本相同,只是在形式上略有差异。在高中化学的探究教学中应该根据教学目标、教学内容、学生的认知基础等因素的不同进行选择。一般来说主要包括“实验探究”和“问题探究”两种基本模式。
(一)实验探究模式
“实验探究模式”是指学生在教师的引发下,运用已有的知识和技能,充当新知识的探索者和发现者的角色,根据自己设计方案,通过实验探索进行积极主动的分析和思考,去探求未知和解决问题的一种教学模式。其一般流程为:
其主要步骤包含:①在教师指导下进行有针对性的实验,并对结果进行分析;②提出问题或问题的关键所在,从而明确问题;③根据自身已有的认知经验提出解答问题的猜测和假设;④搜集资料或收集必要的材料设计实验,验证假设;⑤作出判断,形成结论,并进行合理的评价并与他人交流。
案例1:褪色原因的探究
实验情景:在NaOH溶液加几滴酚酞溶液,溶液变红,再加几滴新制氯水,变无色。
提出问题:为什么试管中的酚酞最终变为无色?
提出假设:①NaOH与氯水中HCl、HCIO发生中和反应,使C(OH-)减小,酚酞褪色。
②氯水中HCIO氧化酚酞使其结构破坏而褪色。
实验探究:①在含酚酞的NaOH溶液申,滴入HCl溶液至溶液褪色,返滴NaOH溶液,又呈红色。
②在含酚酞的NaOH溶液中,滴入氯水至溶液褪色,再滴NaOH溶液,溶液不变红色。
交流评价:学生在讨论、交流基础上获得共识。
得出结论:新制氯水使NaOH的酚酞溶液褪色,是由于HCIO的氧化漂白作用。
(二)问题探究模式
“问题探究模式”是指以学生为主体,以学生主动探索问题的实践活动为策略,使学生在学习中理解并初步尝试科学研究的基本过程。此模式教学贯彻“问题解决”这一中心,其根本目的是为了能达到学生知识的主动构建。其一般流程为:
其主要步骤包含:①教师设计适当的问题情景,使学生发生认知冲突;②运用猜想与假设,与认知结构中的前概念建立联系;③在对各种假设整理归纳的基础上,鼓励学生设计出合理的探究方案;④通过实验探究或逻辑推理,验证假设,寻求认知冲突的解决;⑤引导学生以科学概念代替错误概念,达到认知重组。
案例2:苯的结构的探究
提出问题:苯分子具有怎样的结构?
讨论交流:学生讨论交流,对给予的大量信息做初步的分类与思维加工。
形成假设:假设一:若苯分子为链状结构。(试根据苯的分子式写出二种可能
的结构)
假设二:若苯分子为环状的结构。(试画出可能的结构)
设计方案:①能否使溴水褪色?
②能否使酸性高锰钾溶液褪色?
史实情景:介绍化学史实。
讨论交流:学生讨论并预测结论。
结论阶段:确切地表示苯分子的结构。
三、高中化学探究教学的基本程序
1.创设问题、引发探究。学生的学习过程就是一个不断发现问题、分析问题、解决问题和再去认识更高层次问题的过程。问题对于学习过程来说,有着至关重要的引导作用。以问题为中心,围绕科学的并能激发学生思维的问题展开教学,也是探究教学的重要特征。创设探究情境就是创设一种提出问题、探索问题的教学情境。
2.活动探究、探索问题。明确问题之后,教师要组织学生围绕问题进行活动探究,该过程是整个探究教学的关键环节,它一般包括猜想假设、制定计划、收集证据、解释结论、评价交流几个基本要素。探究活动中可以突出其中的一个或几个要素,各个要素的顺序也可以因探究的内容不同作适当调整。
3.评价教学、完善探究。教学评价是教学各环节中必不可少的一环,一般包括学生自我评价与教师评价。学生自我评价就是学生对探究学习过程和结果的反思与评价、表达与交流的过程。评价的内容主要涉及学生的探究活动准备情况、对探究内容的兴趣度、探究过程中的参与度、探究活动中合作交流情况、对探究活动结果的正确性及满意度等。教师评价是教师对学生探究学习进行评价,可以采用书面测试、活动表现评价等方式。
四、高中化学探究教学中的两个关键:假设与验证
探究教学的过程一般包括“提出问题-查询资料-建立假设-实验验证-形成结论-评价交流”等几个基本环节。化学是以实验为基础的学科,其探究活动的核心应该是“建立假设”与“实验验证”两个环节。
(一)建立假设
“假设”是指学生根据已有的学习经验,对需要探究的问题猜想出来的一种或多种可能的答案或结论,它是科学探究的重要特征之一。教师要对学生提出的假设不要做太多的评价,但是要引导他们对种种假设进行整理归纳,教师对学生因知识上的欠缺而产生离题的假设要给予必要的启发,为学生提出恰当的假设铺路搭桥。一般可以运用归纳法、演绎法、分类法、类比法等方法引导学生提出假设,现以归纳法为例予以说明。
案例3:盐类水解的探究
实验情景:醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液分别滴加酚酞和石蕊试剂。
明确问题:醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液酸碱性为什么不同?
分析讨论:醋酸根与水电离的氢离子结合生成弱电解质醋酸,所以溶液显碱性。
归纳假设:某盐离子能与水电离出的氢离子结合生成弱电解质,则溶液显弱碱性;某盐离子能与水电离出的氢氧根离子结合生成弱电解质,则溶液显弱酸性。
实验验证:通过实验验证假说的正确性,明确适用范围并形成理论体系。
交流运用:应用于解决实际问题。
(二)实验验证
任何假设与猜想都必须通过实验进行验证,在这个过程中要把假设变成可行的、具体的实验方案。学生要选择实验的用品和设计实验的步骤,对学生而言这一步难度较大,教师不仅要给予学生知识上的铺垫,还要给学生探究方法上的指导。学生自行设计实验方案后,首先要讨论其安全性;可行性、简约性。对有些不能解决的问题教师要及时给予点拨,激活学生思路的中断点,引导学生克服思维定势,寻找解决问题的方法。在点拨学生时,不宜多讲更不能代劳,只要把关键的问题点到即可。
案例4:苯酚与钠的实验探究
设计方案1:直接加热苯酚,使其熔化,然后再加入钠进行反应。
学生评价:苯酚有毒、易氧化,苯酚在加热时颜色会发生变化,而影响实验效果。
设计方案2:用乙醇把苯酚溶解,形成苯酚溶液,然后再加入钠进行反应。
篇3
科学探究的本质,是需要通过依据一定的事实证据进行建构解释。现在很多科学课,使学生认为只要按照探究流程的一个个既定环节进行经验型的探究就可以了,常常忽略对科学本质的领悟,喧嚣和浮燥经常充斥着课堂。教师在教学时不注重将科学本质进行“显性化”,使学生对科学本质的理解不透彻,特别是对学生的科学思维训练不够或不彻底,出现了很多并不科学的想法,为探究而探究,常常出现一些“不科学”现象。
儿童对于新鲜事物有着强烈的好奇心,面对某一探究内容常常表现出主观能动性强、急于冒进的特点,缺少理性的自制力和有效思考。这样,在探究的开始阶段,学生往往会提出一些难以探究的复杂问题或者无需探究的问题,也不能设计出适合自己的探究方案和步骤。面对这种情况,教师应该进行引导,帮助学生确定探究主题,鼓励学生对问题和方法进行思考、分析。
例如:在研究磁铁时,执教老师一般会先安排学生玩磁铁,然后把学生的发现进行归纳,总结出磁铁的各种性质。整堂课,学生并没有进入深层的思考分析,汇报总结的内容也不过是前人生活经验的不断重复,没能超越教材。诚然,这种教学组织方式是可以体现出以学生为主体的教学理念,但以学生为主体应该更好地体现在思考分析和探究方法的选择权上,能够让学生思考如何应用自已已有的知识经验来解决某一个问题,没有确定探究主题和进行有效分析思考的“玩”,不能算真正的探究。在课堂有限的时间里,应该组织起解决问题的探究教学模式,让学生处于积极思考的状态。而上述教学,只能算是一种“怀旧”,不能算真正的“发现”。
实验数据全,但解释说明勉强
在科学探究中,需要用观察和实验得出的数据来进行解释和说明探究结果,从数据信息中发现其中的科学规律。课堂上,学生在教师指导下得出了实验数据,面对出现不支持自己理论的数据时,有些教师会有意回避,学生也根据自己原有的知识经验而不是自己得出的数据来解释实验中出现的结果,回避“意外”数据。
学生在实验时对相关量控制不到位,实验操作时不规范,得出的数据往往和教师用来展示呈现的数据有出入。有“意外数据”的学生,没时间思考也不会去思考“意外数据”是由什么原因引起的,老师也不会花时间让学生去分析研究发生“意外”的原因是什么。学生在课堂用这些数据来解释问题时,经常有意回避,对其他的证据也半信半疑,更不敢质疑老师的权威,有的学生甚至偷偷涂改自己实验记录单上的数据,教师忽视了“意外数据”的科学价值,不会引导学生用“意外数据”进行反证,使得用实验数据进行解释缺乏科学性,没有足够的说明力。
探究方法对,但只限于简单模仿
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苏教版生物学七年级上册第3单元第五章第四节《植物茎的输导功能》。
二、目标确立
本节内容是有关植物茎的功能的,这是结论性的生物学专业知识。导管结构微观,学生缺乏感性认识,纯理论的内容很难吸引学生的兴趣,因此本节课的重点难点就是如何让学生兴趣满满地进行理论知识的学习。
三、一般教学流程
教师预先布置学生“将黄杨枝条浸泡在红墨水中一昼夜”,上课时用于观察。但事实上学生预习实验的情况参差不齐,而且在冬天很难实现“叶脉染红”的效果。如果教师忽略了这些问题,实验教学的效果势必难以保证。
四、改进
教师要准备染色的黄杨枝条若干(多些)和已染红叶脉的天竺葵枝条(或者凤仙花枝条)。
五、创新之处
1.教师多准备些黄杨枝条,提供给没做预习实验或实验效果不佳的同学,否则会有一部分学生课堂无事可做,影响整体学习效果,同时带来了不安定的因素。这样也体现了新课程理念――面向全体学生,展现了教师对学生的关心。
2.用黄杨和凤仙花两种实验材料,实现了优势互补。黄杨枝条易获得,茎比较粗易于观察,但不易着色;凤仙花在初冬比较少见,但茎几乎透明,着色容易,观察清楚。以黄杨做分组实验的材料,而凤仙花做演示实验的材料,用实物投影展示,一目了然。二者互为替代,教学效果显著。
“种子萌发的环境条件”――探究性实验。
一、教材版本
苏教版生物学七年级上册第3单元第五章第一节《植物种子的萌发》。
二、目标确立
本节实验不是学生第一次接触探究性实验,他们初步了解了探究的一般过程,但是控制变量和独立设计对照实验对于七年级学生而言还是有难度的。如何既降低难度又不影响学生对探究性实验的过程参与,是该节课的难点。
三、一般教学流程
“种子萌发的外界条件”,重点就是让学生通过探究实验证明种子萌发所需要的外界条件。按照探究实验的一般过程“提出问题、作出假设、实验、得出结论”,按部就班仅仅是“带”着学生走形式,更有甚者从头到尾教师包讲包说,这样的探究实验就失去了意义。
四、改进
1.设置情境,形成假设。教师可提出:种子可以随时随地萌发吗?一般我们这里什么季节播种?说明种子的萌发需要什么外界条件?学生由此联想到:春季温暖、潮湿,翻土可以使土壤疏松透气。
2.引导点拨,设计方案。探究实验的方案设计这一环节是难点。将学生分成三大组:“空气”组、“水”组以及“温度”组,每组承担不同的因素进行探究。如果学生基础不好,教师以种子萌发的必要条件为例,让他们在模仿的基础上完成方案设计。“空气”组的对照实验设置难度大,教师可以结合语言、小实验等方式引导,如“用什么把空气挤出来”,为学生拓展思维。在科学的、确定的实验设计方案指导下开展实验,水到渠成。
3.实施实验,及时记录。科学实验不仅仅是“做实验”,也需要对实验现象、数据进行有效分析,以此为依据得出实验结论。为此,我设计了《实验记录》,学生在观察与交流的基础上认真填写,养成学生科学严谨的实验方法与态度,避免实验课流于形式,确保实验教学的实效性。
五、创新之处
1.针对初一学生的实验设计能力较弱,将所探究的多种因素分解成多个单一因素,让学生通过单个因素考虑与种子萌发的关系,符合认知规律,可操作性强。
2.通过设置问题情境,激发学生探究的兴趣,引导作出假设。结合对照实验方法进行探究取证、逻辑思维判断、汇报交流、归纳总结等步骤,旨在让学生体验一个探究知识的完整过程,培养探究学习能力。
篇5
课堂是学校生活最基本的构成部分。对于教师而言,课堂是生命中最重要的舞台,它的质量,直接影响教师对职业的感受和专业水平的发展。对于学生而言,课堂是张扬个性、体验成功的主要阵地,它的质量直接影响学生当前及今后的发展和成长。华东师范大学叶澜教授在《让课堂焕发出生命活力》一文中充满激情地呼吁:“课堂教学应被看做师生人生中一段重要的生命经历,是他们生命有意义的构成部分。”
但是长期以来,我们把学生看成是接受知识的容器,奉行“填鸭式”的历史教育,高中历史课堂变成为应试教育服务的功利性教学,学生只是被动、机械地学习历史知识,整个课堂非常压抑、沉闷,缺乏应有的生命活力。在实施素质教育的今天,历史课程理念发生了巨大的变化。在历史课堂教学中不仅重视基础知识的落实,而且重视学生学习能力的培养;课堂上也不再强调教师的讲解,而更多的是培养学生的探究意识和人文精神。历史教学观的巨大变化,要求教师在教学手段上多样化,在教学构思上更多地力求构思的精细化,在课堂教学中更多地注重课堂的互动性和生成性。而这些新理念的实践需要通过优化课堂教学流程得到检验。因此,在新课程理念下,对原有的历史课堂教学流程进行整体重构与设计成为一种必不可少的教学良策,成为提高课堂教学质量的关键所在,成为促进学生全面发展、个性发展的重要途径。
所谓历史教学流程,从本质上说与教学过程的内涵是一致的,都是指教学活动的展开过程,是教师根据学生身心发展的特点,借助一定的教学条件,指导学生通过认识教学内容从而认识客观世界,并在此基础之上发展自身的过程。但从词语本身的含义来讲,《现代汉语词典》将“过程”释义为事情进行或发展所经过的程序,“流程”释义为水流的路程。显然,流程不是一个静态的概念,它较之于过程更具动态感和生成性。从新的教学理念来讲,教学流程比教学过程更能体现以学生为主体。课堂上学生的思维是发展的、动态的、生成的,所以,教学活动的展开不是过程,而是流程。将“教学过程”改为“教学流程”体现出对新教学理念的准确把握。
高中历史教学流程的整体重构与设计是建立在一定的教学理论和实践基础上的,既是教学理论的具体化,又是教学经验的系统概括。历史教学流程的整体重构与设计紧扣教学大纲及新课程标准,以历史教材为载体,以信息技术为手段,在先进的教学思想和教育理论的指导下,使各种教学资源、教学要素、教学环节及其各成分经过重新构建、有机联系、互相融合,在整体优化的基础上产生凝聚效益,从根本上改变传统的教学方式和学生被动学的学习方式,以期对提高学生的主体性、创新性,培养学生的创新精神和实践能力产生深远的影响。整体重构与设计过程既要进行观念的更新、理论的批判,又要在教学改革中探讨新的实践形态。
二
我校历史教研组“十一五”期间实施的课堂教学流程是“了解—理解—见解”历史“三步曲”。“了解”是历史学习的第一步,即了解历史事实、梳理历史线索、概括阶段特征等。“了解”的要义一定要“精准”,历史是一门科学,科学要求准确严谨。诸如历史事件中的时间、地点、人物和经过等,要准确无误地掌握。梳理历史线索,有助于形成知识结构;概括阶段特征,便于立体地把握历史知识。“理解”是历史学习的第二步,即要弄清历史事件、历史现象的因果关系,揭示历史偶然性和必然性的辩证关系,理解重要的历史概念等。理解的要义一定要“深刻”,这就要求课堂学习时应精读、细读、有重点地阅读;要善于综合阅读,诸如历史地图、历史材料、图片乃至注释都应有目的地读一读;学习时,要讨论,要探究,要思考,要查阅资料,要整理笔记,生生合作,师生交流。形成“见解”是历史学习的第三步,即从历史的成败得失中总结经验教训,从纷繁的历史现象中获得深刻的历史启迪,善于在历史的联系比较中获取真知,运用正确的史观对人物、事件进行历史的、科学的评价。“见解”的要义是“新颖”,要有自己的思想和独立的人格。
对原有的课堂教学流程进行整体重构与设计是每一位中学历史教师经常思考并为之不断实践、探究的话题。“了解—理解—见解”历史这一教学流程由浅入深、循序渐进,遵循学生的认知规律,但其最大问题在于它的普适性,与历史学科的切合度不够紧密。历史学是认识和阐释人类社会发展进程及其规律的一门科学,与人类在政治、经济、文化、社会等方面的活动密切相关。通过历史教学让学生了解人类社会的发展过程,从历史的角度认识人与人、人与社会、人与自然的关系,从历史中汲取智慧,提高人文素质,形成正确的人生观和价值观,从而更好地在德、智、体、美等方面全面发展。鉴于此,我校历史教研组立足于校情学情,并结合学科特点,对原有的课堂教学流程进行整体重构与优化,那就是“亲近—探究—感悟”历史。
(一)“亲近”历史。历史具有过去性,时间一旦过去,历史不再重演。这一环节依据历史学科的过去性特点,通过多元化的文本阅读,全面地接触历史学习的内容,梳理历史线索,还原历史真实。这一环节需要教师提供大量相关的历史资料,如史料、图表、漫画等作为支撑,借助多媒体手段创设历史情境,将与教学有关的信息尽可能地以视听方式呈现给学生,使历史活起来、动起来,为学生营造历史的氛围,从而激发学生的积极情感,拨动学生的情感之弦,让学生在情理交融中完成由情入理的深化。苏霍姆林斯基曾说:“所谓课上得有趣,这就是说,学生带着一种的激动的情绪从事学习和思考,对面前展示的真理感到惊奇,甚至震惊,学生在学习中感受到自己的智慧力量,体会到创造的欢乐,为人的智慧和意志的伟大而感到骄傲。”很明显,创设历史学习的情境,能够拉近历史与现实的距离,学生能够感受到历史的脉搏,也正是由于教师为学生创设了生动真实的学习情境,才能激发学生学习历史的积极情感,使学生感受到美、欣赏到美、创造出美。
(二)“探究”历史。“学贵有疑,疑则有进”。教学是思维的工具,学生的积极思维往往是由问题开始的,又在解决问题的过程中得到发展。这一环节教师可以依据教材内容,在新旧知识的连接点上,在教学的关键处设计几个问题,这些问题要符合学生的认知水平和心理特征,要有思维的层次性和梯度。然后让学生自主合作、思考探究,最后解决问题。引导学生由浅入深,层层递进,激发学生探索知识的兴趣和热情。同时要敏锐地捕捉学生的疑问,大胆放手,让学生自主学习、合作探究,使他们真正成为知识的发现者、研究者和探索者。历史探究活动是一种建构性的、追求协商的、尊重个性的体验课程观。探究活动的“验”质,深深植根于学生的精神世界,并通过师生对话、生生合作及师生围绕问题展开的探究过程使个体获得关于人、自然、社会和自我统一的情感体验,从而实现对既往“经验”的超越。在美国课程论专家古德莱德为课程划定的五个层次中,体验层次的课程被置于最重要的地位,同时也被认为是最不易实现的课程。正因为如此,我们才更应在教学实践中开展丰富多彩的探究活动,真正实现学生的全面发展和人文素质的普遍提高。
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新课程改革背景下,以工业流程题考查的主要能力为切入点,就教学中如何转变教师的教学方式和学生的学习方式进行一些实际可操作的教学案例设计,使教学跟上《课标》的步伐,便于学生更好的应考,就成了值得我们努力的课题。下面就贵州省高考化学工业流程题进行分析汇总,就其考查的重点和能力,结合教学实际谈谈高中化学教学如何培养学生的相关能力。
1.近几年贵州高考化学工业流程题考查的主要知识点及能力
工业流程题的试题结构包括三部分,分别是题头、题干和题尾。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品);题干部分是将原料到产品的主要生产工艺流程用框图形式表示出来;题尾则是根据生产过程中所涉及的化学知识设置成四至五个问题,从而构成一道完整的化学试题。考查的特点是立意新颖、科学性强、范围广泛、难度较高。现将近几年贵州高考化学工业流程题考查的内容、知识点和能力进行分析汇总,如下表:
综观近几年贵州高考化学工业流程题,考查的内容多以元素化合物结合实际工业生产为主;问题设问形式主要有填空(化学方程式、离子方程式、电极方程式等的书写)和简答(工业过程中某些操作的措施、理由、评价等)两大类;考查的知识点则遍布整个高中化学的各个领域(除选修五《有机化学基础》外);考查能力方面主要是考查学生获取信息的能力、实验探究的能力、知识迁移的能力和化学用语规范表达的能力。因此,在高中化学教学过程中应着重培养学生的相关能力。才能更好的适应《课标》要求和更好的应考。
2.高考工业流程题考查能力启示下的化学教学及教学反思
工业流程题是以真实的工业生产过程为背景,综合考查学生各方面的基础知识、基本技能及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,充分体现了《课标》对培养学生相关能力的要求的指导思想。但在现行的《教学大纲》、《考试大纲》中均没有对工业流程题进行较详细和完整的说明和解释,多种新课程教材中也均无独立的模块和专题对其进行讲解。因此要跟上课改的步伐,我们只有在平时的教学中着重培养学生的相关能力。
2.1 培养学生获取信息的能力。"能力立意"是文科综合能力测试的灵魂,考查的是运用知识分析解决实际问题的能力。工业流程题是通过设置生活化学新情境,考查学生从材料中获取有效信息、分析问题、运用知识描述论证解决问题等一系列的能力。其中"获取和解读信息"的能力是"分析、运用知识"与"论证和探讨解决问题"的能力的重要前提。可见培养学生获取和解读信息能力显得尤其重要。因此我们在教学过程的各个阶段都不能忽视对学生获取和解读信息能力的培养和检验。获取和解读信息过程实际上就是要求学生找出"已知什么"、"具备什么"、"要解决什么",在获取解读信息过程中,关键是把信息中的"关键词"、"关键信息"、"隐含信息"提取出来。
[教学反思]在教学过程中让学生自己去获取、筛选、处理信息,达到问题的解决。这样的教学过程是以学生为学习的主体,所以他们的兴致特别高,学得也特别认真,不但掌握了新知识,而且有效地训练了学生获取有效信息的能力。但值得注意的,一是学生信息获取能力的提高是一个长期的渐进的过程,不能一厥而就,而应该作为一种长期习惯养成来培养;二是我们在学生分析、整理有效信息的过程中,教师要给予及时的指导和适时的评价,保证学生思路的正确和获得的信息有效。
2.2 培养学生的实验探究能力。《课标》明确指出"高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程,学习科学研究的基本方法,加深对科学本质的认识,增强创新精神和实践能力",并强调"通过以化学实验为主的多种探究活动,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变"。工业流程题正是以真实的工业生产为情景,以化学实验为载体,结合化学知识设置问题,考查学生自主学习的探究能力。因此,教师在深刻领会课程教材知识点的基础上,设计一些适合学生探究的教学过程,渗透工业流程题的思想和观念,让学生在学习的过程中提高自身的探究能力。
[教学反思]试验证明,学生通过自身的探究,对知识掌握的牢固度和深度都较打开书,老师满堂灌的效果更好。教育心理学也认为,中学生有与生俱来的探究的需要和获得新的体验的需要,而这些需要的满足,需要在一定的教育环境下用适当的方法才能得以实现。为此,我们要实现研究性学习,转变学生的学习方式就要做到:一是为学生提供一个开放性的学习环境;二是明确探究最重要的目的不是结果,而是通过对问题的不断"追问",学会学习,学会思考,学会获得知识的方法;三是老师要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在探究过程中的主动参与精神和创新意识,使他们体验探究的乐趣和成功的喜悦,乐于形成探究的习惯。
工业流程题作为新高考中的新题型,由于其取材于真实的工业生产过程,在考查的重点上测重考查考生的各方面能力,它较好地体现了《课标》要求化学课程着重培养学生实验操作和探究的能力,也由于题型具有一定的难度和区分度,也较好地承接了高考选拔的功能。因此无论是出于应试还是改进自我的教学跟上新课改的步伐,对工业流程题进行研究都具有一定的现实意义。本文在汇总工业流程题考查的知识点的基础上,分析其考查的主要能力,据此结合教学实践,进行一些教学案例片断的设计并进行反思,期望以此改进自我的教学方式和为同行提供一些可借鉴的实践经验。
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十多年来,教学设计已经成为新课程理念下教师课堂教学研究的一个主要课题,教学设计综合了现代教学理论、学习理论、传播理论、系统理论、媒体技术以及哲学和艺术等多种理论和技术的研究成果, 彻底改变了传统教学设计理念,形成了现代教学设计实践操作的理论基础.
但是对课堂教学设计中教学“流程图”的优化研究却不多,本文对教学设计中“流程图”的优化分析的特点、步骤等作些浅显分析,旨在抛砖引玉.
一、教学“流程图”
生活中存在许多流程图,黄瓜种植流程图、手袋生产流程图、手机PCBA生产工序流程
图、味精发酵生产工艺流程图等等.
教学“流程图”就是用特殊约定的符号或图形将教学设计中的各个教学环节按一定的顺序结构表示出来,我们把这种图形叫教学“流程图”.
教学“流程图”是一种多线性组合的动态图形,图中标明了各个教学环节的先后顺序、教学结构、基本活动内容与时间,因此非常适合于做各种教育科学分析与研究.
二、教学“流程图”的优化分析的特点与实施步骤
1.教学设计是指以获得优化的教学过程为目的,以系统理论、传播理念、学习理论和
教学理论为基础,运用系统方法分析教学问题,确定教学目标,建立解决教学问题的流程,试行解决方案,评价试行结果和修改方案的过程.
2.“流程图”的优化分析是不可缺少的教学设计前期工作,是从整体结构上对教学环节、教学问题等因素进行的各种综合性评价分析,主要分析各个环节的教学功能、目的、设计的依据,设置的科学性、合理性与先进性,其目的是使教学环节安排更加科学合理、流畅,最大限度地达到其教育功能与价值.
3.“流程图”的优化分析的特点
(1)以提高学生的学习效果、能力与情感为主要目的,以科学合理的教学流程实现其
教育功能.
(2)教学“流程图”的优化分析是以先进的教学设计理论为指导,以科学的教学分析为
主要手段,以环节的教学功能评价为核心,以流程结构设计优化为主线,以形成科学合理的教学流程为目标,以求获得最好的教学效果.
(3)“流程图”的优化分析是一种以集体智慧为基础的教学创新活动,最好以科组或备课组集体活动为主.
(4)教学环节是否科学合理,过去一直是凭着教学经验来进行评价,而现代“流程图”中教学环节功能评价提倡用系统科学理论、学习科学理论、教育教学科学理论、传播科学理论与新课程教育教学理念方法进行综合分析,提倡利用现代媒体技术,提倡群策群力,以求获得对各种方案的最优选择.
4.教学“流程图”的优化分析的实施步骤
三、教学“流程图”的优化分析的案例
现代教学设计反映着教师的各种先进的教育理念和教学策略,映射着教师的各种教学思路和轨迹,决定着课程的教学目标和实施效果,由于发展性、生态性、生成性、差异性、开放性、反思性等形成了现代教学设计的本质特征,扬弃与超越传统教学设计的思想,重新审视与分析现代教学设计的构成要素,正确处理标准与多元、分析与综合、探究与接受、预设与生成、继承与创新等方面的关系,这些都是现代教学“流程图”的优化分析的主要课题与内容.
下面是必修一“函数的零点”的教学“流程图”的一个设计.
这是“函数零点”教学流程的一种设计图.实际检验,过程流畅,结构分明,主题突出,研究与细化环节极为方便.流程图分为四个子系统,两个关键联结点,导入子系统,建构子系统,合作探究子系统,巩固总结子系统.流程图运用了系统科学的一些知识,充分渗透了新课程的一些教学思想,渗透了建构主义提倡的一些教学理念.例如在建构子系统中设计了二次认识的过程,一环套一环,环环递进;在合作交流子系统中,预设了三个环节.因为合作探究是一个开放的系统过程,给教师充分运用教学机智,不断捕捉、判断、筛选、重组课堂教学中从学生那里涌现出来的各种信息,激发“蝴蝶效应”提供了空间.如果一个问题解决了,教师可再引导、激发出新的问题,并通过对这些问题的深入分析和探究,不断激发学生发现问题、提出问题、解决问题的强烈欲望.对这个设计,有两个重点,一个是知识构建系统,一个是开放探究系统.如果学生学习程度较好,可以快速通过“知识构建系统”重点进入“合作交流系统”,如果学生学习程度不太好,重点放在“知识构建系统”上,而对“合作交流系统”可适时处理.因此对教学流程的优化改进调整具有较强的指导意义.然而用什么内容去观察,用什么内容去拓展,去探究,则是教学设计中的另一个工作环节,一步一步的细化流程就形成了教学设计、执行教案的内容.
四、教学“流程图”的分析与优化的重要意义
教学设计理论在不断发展,观念在不断转变,以教为主向以学为主转变,重视结果向重视过程转变,由静态设计向动态设计转变,由集体、统一设计向个体化、个性化设计转变.因此教学“流程图”的优化分析就成为了设计过程中的重中之重,它决定了课堂教学过程的基本框架,决定了整个课堂的结构与发展走向,是执行教案形成的基础.因此教学“流程图”的优化分析对教学设计、教案的形成具有较强的指导意义,对提高教育教学质量具有深远的现实意义.
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1 引言
二十世纪已经以非凡的百年纪事进入了历史博物馆,新世纪的辉煌之页已经翻开,在新的竞争中立于不败之地的可以说是科技发达、教育制度完善的那些国家。与二十一世纪的知识经济时代的发展趋势相适应,教育领域在价值观念、培养目标、课程结构、教学方法和管理模式等诸多方面发生了一系列的变化,引起全社会广泛关注的探究性学习正是在这一历史背景下得以提出且不断发展的。为此,我们广大教育工作者应该加强对学生探究性学习的教学活动的研究,不断在课堂教学中渗透探究性的学习方式,充分发挥学生学习的主动性和创造性,形成在探究中获得知识的教学氛围以实现教学的创新。
2 科学探究能力的培养目标
由于科学探索是一项重要的创新活动,那么科学教育中学生进行科学探究就需要重要的科学创新、科学思维能力。其具体体现为以下几个方面:
1.发现问题、提出问题的能力(运用对称、类比、特殊化、一般化等方法提出问题);
2.能运用理论思维导致悖论,分析产生悖论的原因,并能提出猜想或假说(运用已学过的理论结合归纳、推广、等效、直觉等方法提出新的猜想或假设);
3.能运用实验和逻辑方法验证猜想或假说,完善新的理论;
4.能运用科学思维方法(分析、比较、抽象、概括、归纳等)从理论上分析及处理实验现象和数据、建立模型、得出概念、发现规律等。
针对以上能力目标,笔者愿做引玉之砖,结合自身的教学实践谈以下几方面的粗浅认识。
3 物理探究式教学模式的实践探讨
3.1 运用“科学探究式”教学模式设计实施新知识创新教学
新知识主要是科学研究中的一些新概念、新规律和新模型等。运用“科学探究式”教学模式来实施新知识创新教学,其特点是以学生的认知流程为主线,以教师的启发指导、提供信息(知识背景和方法背景、材料)为导航,以学生的自我探究为主体,通过教师与学生双方互动式交流使学生获取新知识。该教学模式流程如图l所示。
以“原子的核式结构的发现”的教学为例。
对“原子的核式结构的发现”一节教学,由于学生在化学课中已学过原子的核式结构,若简单陈述卢瑟福的α粒子散射实验并不能激发起学生的学习兴趣和创新思维。但是如果将卢瑟福的α粒子散射实验的设计思想设计成探究性的研究课题,去组织引导学生的思维活动,则可设计如下程序化问题以调动学生学习的积极性:
(1)卢瑟福为何要设计α粒子散射实验?
(2)卢瑟福为何以α粒子作为射线源?能否用阴极射线代替?
(3)实验中靶标的材料为何用金(Au),而且要制成金箔片?能否用铝箔代替?
(4)根据实验现象中α粒子极少数反弹,绝大多数不偏转,能推出什么结论?
通过以上小课题的研究,不仅使静态的知识被还原为动态的科学认知过程和探究过程,还可使学生在此过程中受到物理学家们科学研究方法、科学创新思维的熏陶,从而使学生在新知识学习过程中自身能力得以提高和锻炼。
3.2 运用“实验探究式”教学模式设计实施实验创新教学
物理是一门实验科学,在实验教学中要充分培养学生探究物理规律的各项技能和方法。
“实验探究式”教学模式就是针对这个要求而提出的.其特点是以学生认知程序为教学主线,即教师根据学生认知特点,遵循科技人员应用设计的思维方法,模拟科技人员进行实验探究情景,通过铺设知识和思维台阶,展现实验探究过程,在教师导航下,通过师生双方互动式活动来引导学生进行科技探索。
以“2002年高考(上海卷)第17题”的分析为例。
有一组同学对温度计进行专题研究,他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾经设计过一个温度计,其结构为:一麦杆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插入水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱,根据管内水柱高度的变化,可测出相应的温度。为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图2所示的测温装置。图中A为一小塑料瓶。B为一管,通过软木与A连通,管的下端竖直插在大水槽中。使管内外水面有一高度差h.然后进行实验研究:
(1)在不同温度下,分别测出对应的水柱高h,记录的实验数据如表3所示:
根据表中数据算相邻两次测量水柱高度差并填人表内的空格,由此可得出结论:
①当温度升高时,管内水柱高度h将____(填:变大、变小、不变);
②水柱高度h随温度的变化而____(填:均匀,不均匀)变化;试从理论上分析并证明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于一个大气压):____。
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要不足之处有①____;②____。
该题提供的物理情景:“有一组同学对温度计进行专题研究……”本身就是一个关于实验探究性学习的题目,从考查方面看,本题突出考查了学生是否具有这种“类似科学研究”的能力。在第(1)小题中首先需要进行数据处理,若描出h-t图像就会发现在实验误差范围内图像是一条直线,从而得出h随温度是均匀变化的,这就要求教师在平时教学中培养学生处理实验数据并根据这些数据总结归纳出物理规律的能力。然后第(1)小题题目中有提示“管内水柱产生的压强远远小于一个大气压”则暗示学生瓶内气体做等压变化,这考查了学生是否具备建构“等压变化”这个模型的建模能力。在第(2)小题中由于在建构物理模型过程中不考虑管内水柱产生的压强和实际大气压可能会变化等因素的影响,这与实际实验情况有偏离,故该种温度计测温度存在不足之处也是显而易见的,这需要教师在平时进行“实验探究式”教学中努力提高学生的实验素养和误差分析能力。
3.3 鼓励发散性思维,培养学生思维的变通性
发散性思维又称辐散思维,是创造性思维中重要组成部分。它是根据已有的信息,从不同角度、不同方向思考,从多方面寻求多样性答案的一种展开性思维方式。它表现出流畅、变通、独特三大特征。培养学生思维的变通性要求教师在平时的物理教学中应对所给的例题、习题、试题的形式和内容富于变化,要让学生在条件和问题的不断变化中培养自己的探究性学习的意识和能力,防止不良思维定势,不动脑筋地照搬某种常规解题方法。
以“高中物理竞赛中有关热平衡方程”的教学为例。
在高中物理竞赛中有关热平衡方程的教学中,笔者特意设计这样一个问题:用200g温度为
100℃的热水和200g温度为20℃的铝块,能否用混合法使铝块的温度达90℃?
一般学生按照常规的思维方式,运用热平衡方程来分析,不难列出:
C水m水(100-t)=C铝m铝(t-20),代人有关数据解得t=86.1℃,因此得出不可能使铝块的温度达到90℃的结论。
此时,如果教师提出一个启发发散性思维的关键问题:“题目要求水必须一次性与铝混合吗?”许多同学就可能突破常规思维的束缚去分析:先取100g热水与铝块混合,解得热平衡后温度t=76.4℃,然后把这部分水倒掉,再加入剩余的100g温度为100℃的热水与温度已升高到76.4℃的铝块再次混合,则可解得最后热平衡温度t=93℃,可见完全可以使铝块温度达到90℃。进而提出问题:“铝块最后的温度有可能超过93℃吗?”此时大多数学生会兴致勃勃地再去分析考虑,探究出的结论渐渐浮出水面:把水分成的份数越多,进行热传递的次数越多,铝块能达到的末温就会越高。
3.4 开创具有科技创新特点的研究性学习及活动课
要进行以培养学生创新精神和实践能力为重要内容的素质教育,就必须改变学生的学习方式,即由被动接受知识转变为自主研究探索来主动领悟,不但要学习课本内的知识,还要探索课本外的东西,从中感受从事科学研究的一般方法和创新乐趣。研究性学习及活动课由此产生,其一般程序是:开设科普讲座指导选题制定研究计划实施研究结果处理或撰写论文报告交流研讨等。针对物理学科的特点通常有:①科普讲座型;②知识探究型;③准学术研究型;④创新研究型等不同层次的研究性学习及活动课类型。
不论哪一个层次的研究性学习和活动课都要注意以下几点:
(1)要注意新颖性(独特、创新)、实用性(经济实惠,符合科学规律,具有实用价值)、先进性(能解决某些技术难题,使产品的性能提高、用途增广等)。
(2)要注意使学科类知识与科技活动类知识相互有机的结合。在学科教学中,应努力挖掘科学知识因素,引导学生把课堂知识转化为实用技能,在社会实践与日常生活中运用。
(3)要注意在研究活动中做到多辅导、多点拔、多示范、少指责、少包办。
3.5 渗透科学研究方法,提高科学探究素质
高中物理中的科学研究方法一般流程如图4所示。在探究式教学的实施过程中,应注意有机地渗透科学研究方法,使学生明白一些学科方法论内容以培养他们的科学素养。
著名教育家陶行知说过:“人身两大宝,双手和大脑”。瑞士心理学家皮亚杰也曾说过:“要认识一个客体,就必须动之以手,智慧始于动作”。教师平时教学中要鼓励学生勤动手多去做一些科学探究,从中体会到探究问题的一般方法和过程,从而使学生初步认识到将来从事科研工作的基本程序,使他们科学探究素质得到一定的提高。
以“电动势”的教学为例。
在学习《电动势》一节内容之后,可提出以下问题布置学生课后探究:
(1)搜集器材,自制一个伏打电池。
(2)怎样确定自制伏打电池的正负极?
(3)测定自制伏打电池的电动势。
(4)研究自制伏打电池电动势大小跟电池的哪些因素有关?(如:电池内溶液浓度、两极金属板的材料及插入溶液的深浅度等)
通过对以上问题的实验和理论研究探索,学生不但可以加深对电动势的产生机理、特点等的认识和理解,而且还可以从中体会到科学探索的一般研究方法和无穷乐趣。这对培养学生进行探究性学习的能力是非常有益的。
4 结束语
由于在物理探究式教学中要注重学生探究的过程、方法,注重学生情感、态度和价值观的培养,注重交流与合作,注重科学精神,注重创新和实践,所以对学生学习的评价不能只盯住一个最终结果,而应该更加注重对学生探究性学习的过程进行评价,并且要注意评价方式的多元化。中学生由于知识和能力水平所限,在他们进行的探究性学习当中能够取得一个好的“结果”固然可喜,若没能取得,教师也必须要充分肯定他们从中表现出来的良好科学探索精神和处理问题时的科学探究态度。通过建立积极、正面的评价机制,使学生在科学探究的锻炼中,逐步形成科学思想和科学方法.培养他们良好的科学合作态度和做人态度,这必将有利于学生的终身学习,有利于全面提高受教育者的素质。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.物理课程标准[J].北师大出版社.2001.7
[2]霍金萍,查尔明.让教师走进研究性学习[J]广西教育出版社.2001.4
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建构主义强调学习的主动建构性、社会互动性和情境性,网络作为一种开放的信息环境,比传统教学环境更能支持灵活开放的探究活动,支持师生之间、学生之间以及学校与社区之间的多向互动,有利于协作探究学习的实现。以往教学中,受信息技术硬件及师生教改意识所限,教师无法给予学生更灵活、更感兴趣、更具创造力的探究空间,从而无法体现探究学习的乐趣以及在培养学生科学素养上的优越性。笔者通过高中生物《稳态与环境》中的“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”这一探究活动的实施,大力促进了学生学习兴趣和探究能力的提高,也迈出了课程改革的可喜一步。
二、网络协作探究学习的活动流程
1.因校制宜,确立个性化的活动目标
探究学习的一条重要原则,是要有恰当的学习目标定向,以保证协作探究活动不只是形式上的“热闹”,而是能够达到实质性的学习效果。我们必须结合具体高中生物学科内容,明确探究活动旨在达成哪些知识与技能目标,哪些能力与方法目标,哪些情感态度与价值观目标。
我校是一所省级重点高中,学生学习基础较好,电脑技术也熟练。基于本校学生的优势,我们对教材中对“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”教学目标的设定,进行了适当的调整,设定目标如下:
(1)搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料,举例说明利用神经调节原理的仿生学在本地生产实践中的应用。
(2)提高利用网络获取知识的能力,学会收集和处理信息的方法;学会撰写文献综述,并能自制多媒体演示文稿展示自己的研究成果。
(3)在查找过程中体验合作与分享,增强对自然和社会的责任感,形成正确的世界观和价值观。
2.先期辅导,拓展信息获取能力
网络在人们获取信息的过程中占据了非常重要的位置,使用网络搜索资料,并制作多媒体演示文稿进行交流学习已经成为一项基本技能。但网络上信息繁杂,科学与不科学的信息鱼目混珠,如“仿生学”一项搜索就有大量的资源。为了体现教师一定的指导作用,帮助学生提高搜索效率及正确性,在学生开展网络搜索之前,教师应进行一定的背景资料介绍,并举例说明可供参考资料的范围及特点,避免信息失真。例如,仿生学的概念、起源、包括的范围等。
资料搜集通常有两种方法:登陆专业网站,如中国仿生社会学网、北京自然博物馆等,或利用搜索引擎,如谷歌、百度等。很多搜索引擎允许用逻辑运算符来缩小范围,在关键词前插入“+”,表示在反馈结果时需要此条件;在关键词前插入“-”,表示在反馈结果时排除此条件。例如,“……+仿生学+军事”表示返回的网页内容中包含关键词“仿生学”和“军事”。搜集资料的时候,养成资料分类保存的习惯非常重要,便于到时查找。
3.实施活动,唤醒合作探究意识
实施网络探究活动一般流程包括:确定子课题创建文件夹搜集资料建立多媒体素材库撰写文献综述制作多媒体演示文稿并进行交流。针对“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”这一课题,具体操作如下:
首先,确定子课题。教师要帮助学生根据自己的兴趣选择一个子课题,然后教师再根据选题情况对学生进行分组。例如,工业领域、农业领域、军事领域等。
其次,创建文件夹。学生在自己的电脑上首先创建一系列文件夹,如“仿生学习资料”,然后在其内部继续创建一系列子文件,如“航天领域”,在“航天领域”文件夹内再细分为“素材”文件夹和“演示文稿”文件夹,在“素材”文件夹内再建立“文字”“图片”“动画”“声音”“其他”等文件夹,这样便于搜集到的资料进行分类管理。
第三,搜集资料(见上述)。
第四,对资料进行分析讨论,确立观点,撰写文献综述。文献综述一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,再根据提纲进行撰写加工。
第五,制作多媒体演示文稿并进行交流。小组成员根据文献综述,调用资源库中的多媒体资料,使用powerpoint等软件制作成汇报材料,用于学生之间的交流学习。演示文稿至少应包括以下内容:如什么是仿生学,仿生学在××领域应用的实例,仿生学研究的前景,等等。制作过程中尽量发挥计算机的优势,使用图片、动画、声音等多媒体素材,使演示文稿更加生动、易懂。完成以后,向全班学生展示自己的研究成果,也可以将自己的演示文稿到论坛与个人空间上,接受网友的点评。
三、网络协作探究学习活动实施的反思
1.以生带生,提升网络技术
学生在高一时学习了信息技术这门课程以后,虽然基本掌握了计算机的使用方法,但是很多学生可能在使用的时候还会或多或少遇到一些问题。因此,可以考虑在班级中挑选3~4名计算机水平较高的学生作技术指导,帮助其他学生解决在搜索资料、制作多媒体课件的时候遇到的计算机技术问题。
2.信息共享,减少机械重复
同一小组的学生通过分工合作,将各网站搜索到的资料都存入共享的文件夹,大家都可以调用,不但资料更加丰富,也减少了学生的重复劳动。
3.创设平台,交流探究经验
在交流学习阶段,学生利用自己搜索到的资料制成声形并茂的多媒体演示文稿,在班级上交流。这样,每一位学生除了学习到本子课题的知识,还能从其他学生那里学到更多的生物学的知识。
4.学生主体,激励主动参与
整个流程中,学生在搜索过程中发现问题,通过自己的努力解决问题,从收集资料、完成报告、到制作多媒体演示文稿等一系列工作,都由学生独立完成。这样,真正实现教师是教学的设计者、指导者、促进者、组织者、伙伴和帮助者,学生真正成为课堂的主体,实现学生积极、主动、探究地学习。
四、结束语
高中生物学科网络协作探究学习,是信息技术应用与生物科学教学配合相得益彰的教学内容,是学生提高网络学习能力,学会撰写文献综述,掌握多媒体演示技能的一项重要的学科实践活动。通过这项活动的开展,将学生的生物知识学习与信息时代紧密联系了起来,提高了学生的知识获取与相互合作的能力,笔者觉得这是生物教学课改的一个有力方向。
参考文献:
[1]陈阅增.普通生物学[M].北京:高等教育出版社,1997.
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瑞士教育心理学家皮亚杰指出:“活动是认识的源泉,智慧从活动开始。”在生物课外探究活动中,应根据学生的特点和教学的需要,灵活安排活动。探究活动的选题直接关系到探究活动的进行。
(一)基于教材适当加深
生物学课外探究活动的开展,须以课本知识为基础,以学生原有知识水平为根本,所选课题不宜偏难,否则学生“蹦起来都够不着”,三蹦两蹦,积极性没了,兴趣丢了,弄巧成拙,适得其反。应使学生蹦起来就够得着,不蹦吃不到,这样方能调动学生的积极性,达到预期目的。
(二)融知识性、趣味性、实用性于一体
所选活动的课题要有一定知识容量,使学生通过认真、细致、耐心地研究,能掌握相应技术,懂得一定的原理,对学生在知识广度与深度上都有所增强。探究活动的内容关注学生的兴趣,努力挖掘各种趣味因素,选择具体的,可操作化问题进行实验探究和观察。鼓励学生探究生产和生活中的实际问题。例如学习了植物的向光性,可让学生设计培育一株“S”形茎的牵牛花;学习了光合作用和呼吸作用,可让学生利用花盆或小块菜地设计提高大棚蔬菜产量的实验。
(三)选题应宜小不宜大
鉴于当前高中学生学习任务十分繁重,专业知识有限,题目的难易要适中。选题既要使学生有“知难而进”的勇气和信心,又要做到“量力而行”。一般以学生用所学知识或收集资料后,既能探索未知的学习内容,又便于实验验证的知识为宜。
(四)园地、因时、因人制宜
生物学课外探究活动应从实际出发,根据学校及周围的条件、需要以及学生的情况来安排内容,充分利用学校、社区、家庭中的课程资源。
二、高中生物学课外探究活动的组织
(一)成立课外探究活动小组
课外探究活动小组一般由3至6人组成,学生在这样的小组内独立活动的机会多,教师指导的机会多,学生自己挑选自己想做的题材的自由度也大,且可以互相合作、比较,有利于各种课题的选择和能力的培养。
(二)确定内容,制定计划。
根据生物学课程内容、教学及生产科研的需要,学生的兴趣和基础,以及开展活动的条件等,由全组教师共同确定活动内容,讨论、制订活动计划。计划应明确活动内容及其目的要求,具体拟出活动计划表,包括活动时间、内容、地点、准备工作及负责人等项目。计划应向每个小组成员公布。
(三)指导学生进行课外探究
课外探究活动以学生独立活动为主,应充分调动学生的主动性、积极性,使他们感到自己是课外探究活动的主人。教师不要包办代替,但也不要放任自流,教师在活动中仅起指导作用。即协助学生制定活动计划,讲授有关理论知识,解决学生在活动中遇到的困难和问题,检查活动情况和效果,表扬和鼓励学生。
(四)进行归纳总结,写出体会、报告,并进行交流
活动结束,及时指导学生对观察到的现象,得到的数据进行科学分析,组织学生广泛交流讨论,提出自己的观点,以书面形式表达出来。锻炼他们的归纳、总结、写作能力。
(五)形成完整的督查机制,保证活动的长期性
生物学课外探究活动,切忌“三天打鱼,两天晒网”。需要制定切实可行的督查机制,形成合适的评价体系以确保活动的长期发展,教师及时对好的活动小组表扬、奖励,对做的不好的小组指出改进的方面,以求不断完善,充分调动探究的积极性。
三、高中生物学课外探究活动的实施
我们结合教材中的探究活动建议和学校现有资源,组织和实施了“制作真核细胞模型”、“制作泡菜”、“校园植物调查”等课外活动。以下以“制作真核细胞模型”为例来阐述整个活动的组织和实施过程。
(一)准备活动
按自愿组合的方式2人或3人一个小组,通过小组讨论确定本小组制作模型的,大小,确定使用的各种材料。讨论设计方案、制作流程和小组成员的具体分工。
(二)活动的实施
按照制定的实施流程,各个小组利用周末时间,动手完成模型的制作。
(三)检查完善
按照设计方案对制作出的细胞模型进行检查,对发现的问题进行小组讨论后,进一步对模型进行修改和完善。
(四)成果展示与交流
教师组织各小组将制作好的模型在展览室进行展示和交流。每个小组派一名代表对本小组的作品进行讲解。其他小组给予评价。将作品对全校师生开放展览,通过投票评选出各类奖项。
篇11
题型一 验证性实验
【流程简图】
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【答题模板】
一、审“实验目的”(变量法)
1.从试题中提出的问题“验证×××(自变量)对×××(因变量)
的×××”找出自变量和因变量。
2.实验目的就是实验结论,在答实验结论时可照抄实验目的。
二、析“实验原理”(三段法)
1.实验原理一般由三段组成:“自变量和因变量的关系+因变
量的观测指标+实验具体过程描述”。
2.实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考;有些题目要求对实验结果进行分析,其实就是对实验原理的考查,
所以,对实验结果分析时套用实验原理即可。
三、辨“材料用具”(消元法)
依据所给材料,消去已用材料,分析选用未用材料。
四、套“实验步骤”(套用法)
实验步骤一般从以下三点考虑:
1.取材分组:将若干生长状况、大小等相同的材料(用具)均分为若干组,并用A、B、C……进行标号。
2.材料处理:不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)设为对照组;施加实验变量,设为实验组(或是相互对照组);控制无关变量,即其他条件相同且适宜,试剂等量且适量。
3.观察记录:反应(生化反应类)或培养(生理实验类)相同时间后,观察指标(特异颜色变化、沉淀反应;形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等),记录数据。
五、述“实验结果、结论”(照抄法)
依据实验原理写出实验结果,实验结论照抄实验目的。
实验对照加减法
1.适用实验
若实验的操作步骤中需要进行对照,就可以用“加减法”进行解答。
2.方法
①减法原理:实验需要消除或减去某变量,从而反映出某些特征。例如探究光合作用中CO2作用的实验,实验组就需要用NaOH除去CO2,即减去了变量。
②加法原理:实验需要施加某变量,从而反映出某些特征。例如探究某激素对高等动物生长发育影响的实验,实验组需要饲喂或注射某激素,即施加了变量。
③自身对照――减法原理和加法原理,如探究植物必需矿质元素的实验中,先依据减法原理在完全营养液中去掉某种矿质元素,培养一段时间出现了某些特征之后,再运用加法原理补充这种元素。
题型二 探究性实验
【流程简图】
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【答题模板】
一、审“实验目的”(变量法)
1.从试题中提出的问题“探究×××(自变量)对×××(因变量)
的×××”找出自变量和因变量。
2.有些试题要求写出实验研究课题,就是要求写实验目的,可套用“探究×××对×××的×××”这句话。
二、作“实验假设”(转换法)
1.假设是根据现有的科学理论和事实,对所研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释,即实验原理。
2.提出一种可能的实验原理,换用陈述句表述。
三、辨“材料用具”(消元法)
同验证性实验。
四、套“实验步骤”(套入法)
同验证性实验。
五、述“实验结果、结论”(反推正写法)
1.先假设出可能的实验结论再得出实验结果,最后反过来写,即反推正写法。
2.常见三种结论:实验变量有利促进,实验变量不利抑制;实验变量无影响。
3.有时也会出现“预测最可能的结论”,此种情况应根据已有知识推测最合理的结论。
结果结论假设法
1.适用实验
如果要求预测实验结果,就可以用“假设法”进行解答。
2.方法
先假设实验结论,再推出所对应的实验结果,然后逆过来写,即先写结果再写结论(一般用“看得见”的结果得出“看不见”的结论,即结果是可测量、可观察的,结论是不可测量、不可观察的)。
①若仅A、B两组且B为对照组,则A>B“促进”;A
②若有A1、A2、A3、A4……多组实验,则结果有如图1所示的
多种可能(单调递增、单调递减、先增后减、先减后增、无影响、无规律等),结论也有相应的多种可能。
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题型三 评价和修正性实验
【流程简图]
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一看“对照”:若无对照,则参照实验组补充对照组;若有对照,则看对照是否有标记、是否遵循了单一变量原则、是否遵循了等量原则。
二看“步骤”:步骤是否完整。
篇12
一、革新实验观念,注重能力和发展
思想指导行为,观念决定策略。传统的高中生物实验教学通常注重实验细节中实验步骤的准确性、实验器具的检查以及注意事项和操作要领等,这样的实验教学背离了让学生通过实验学习掌握研究生物的方法,提升动手能力的初衷,反而让学生产生了循规蹈矩的条款依赖性,惰于思考,无法培养和提升他们的实验设计能力和创新能力。先行的高考也开始注重生物实验操作能力,渗透对生物学科探索能力和研究思想方法的考查,试题内容开放灵活,注重实践与应用。如往年高考卷中让学生比较和探索不同处理方法对细胞分裂指数的影响,从而对学生操作显微镜的技能进行了考查,同时还考查了学生对实验结果数据的分析处理、应用能力。由此可见,现行的教育主流思想和理念就是注重学生的能力和发展,所以,生物实验教学就必须革新观念,从学生的认知规律出发,结合生物教学内容,一改传统的只注重流程和细节的循规蹈矩的依葫芦画瓢的传统实验模式,代之以设置话题让学生根据实验原理自主设计实验,提高动手能力和创新能力。从大局着眼把教学的重点从实验结果转向实验思想和实验过程,同时创设丰富多彩的实验方案,让生物实验不再局限于细节及流程的背诵,而是以学生的能力提升和探索发展为导向。
二、更新教学模式,促进全面发展
高中生物教材随着新课改理念的提出也进行了实验教学的调整,将旧版中的验证性实验转变为探究性实验,诸如有关渗透吸水原理的实验,就把旧版的“观察植物细胞的质壁分离与复原”调整为“探究植物细胞的吸水和失水”,这样就开放了灵活性和探究性,从单纯培养学生的实验技能向培养学生的探究能力、实践能力和分析问题能力转化。这里笔者结合一线教学经验,总结几点如何引导学生探索和尝试完整的实验探究过程,并通过动手实践来体验探索生物规律的成就感,逐步学会科学的研究方法,全面提升探究实验能力。
1.设置梯度教学,逐步提升技能
俗话说:“冰冻三尺,非一日之寒。”同理,学生的实验技能也不可能一日提高。新教材也采取了循序渐进的方式将以往的实验依附于知识内容的做法,重新整合成符合学生认识和发展的实验方案设计和讨论以及操作技能等探究活动,它着重从观察生活周边的生物信息或者通过阅读、分析有关资料等来了解生物特性及我们实验所要达到的目的,然后再引导大家探索通过怎样的实验过程可以达成研究目的:如制作和观察切片或装片,在探究性实验设计教学中,先安排问题、假设、材料、用具、方法明确的探究,再安排由学生设计部分环节的探究,最后安排学生参与全过程的探究。这样有梯度的引导,更容易让学生拾级而上,随着教学内容的逐渐展开逐步提高实验探究能力。
2.巧借探索案例,体会实验设计
在我们新版生物教材中也设置了很多生物科学史,让学生通过历史上的经典案例学习探索精神和实验方法:如酶的发现历程,光合作用的发现历程,植物生长素的发现历程等。在进行这些科学史的教学时,通过引导学生模拟实验设计和科学家的经典实验再现,让学生体会实验设计的基本方法、遵循原则和注意点。如在进行“生长素的发现”教学时,我们可以通过分析达尔文实验存在的疑问:这种刺激到底是什么?这种刺激传到尖端下面后,为何会造成背光面比向光面生长快呢?引导学生设计詹森和拜尔的实验,以及进一步设计温特的实验,学生通过自己设计的实验和科学家的作比较,分析自己实验设计的不足之处和实验设计的注意点,较好地培养了学生的科学思维。
3.开展实验探究,培养创造能力
通过探究式的实验教学活动,不仅巩固了学生掌握的生物实验基本知识,而且更为重要的是提高了学生的创造性设计实验、分析问题、解决问题的能力。在教学实践中,我们结合本组的课题“高中学生生物实验设计能力培养的研究”,开展了一系列的探究性实验设计和实践活动。如在进行“骡子为何没有生育能力”研究性学习活动时,就引导学生分析和遗传规律的特点及染色体在遗传中的重要作用,然后大家逐步分析马和驴的染色体数,然后通过虚拟实验配对得出具有63条染色体的骡子,63是单数不能再分裂,所以骡子就不具有生育能力。通过以科研实践为主题,以课题组为组织形式,让学生直接参加到新实验的设计和传统实验的更新和改造之中,有效地提高了学生的生物实验设计和实验实践能力。
总之,高中生物实验教学主流是朝更关注学生在科学过程与方法的方向发展,这就要求我们在实验教学中要更加强调思维方式的培养,能够较好地综合考虑知识和技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标,关注学生的全面发展。在教学实践中,我们要把实验还给学生,鼓励他们根据生物规律去探索和设计,去讨论和验证,从而在掌握实验知识和技能的同时,培养创新意识,全面提高自身的科学素养。
参考文献:
篇13
一、加强生物学概念教学,指导学生加强对概念的理解
在高中生物教学中.加强概念的教学是一项非常重要的教学内容。可以说,高中生物课的教学,就是对生物概念的教学;高中生物课的学习,就是对生物概念的学习。学生对概念掌握正确与否.直接关系到对生物学知识的理解应用.以及今后的创造性活动。
概念是反映思维对象特有属性或本质属性的思维形式。概念包括内涵和外延两个基本特征。概念的内涵是指反映在概念中的思维对象的特有属性或本质属性,又叫概念的含义。概念的外延是指具有概念所反映的特有属性或本质属性的对象.又称概念的适用对象。教师在教学中,一定要通过各种手段帮助学生理清概念的内涵与外延,即概念的含义和使用范围。只有当学生真正地把握了概念的内涵和外延时,才能够运用概念去解决问题,从而达到教学目的。
对于一些概括性高、较抽象的概念,教学中如果直接切入概念,则不利于学生的理解和掌握。教师可以先用丰富的实例使学生掌握相关的概念,然后从中总结出它们的共同特点,得出新概念。如无性生殖是一个概括性较高的概念,教学时可以先用丰富的实例使学生掌握分裂生殖、出芽生殖、营养生殖等概念,然后启发学生尝试着从中总结出它们的共同特点:不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体。通过这种方式得到的无性生殖的概念能让学生举一反三.理解深刻。
二、重视相关生物科学史教学,指导学生学会科学的思维与方法
在过去的生物教学中,科学史没有得到足够的重视,传统的科学史教育.往往是把科学史作为一种知识附加在科学教学内容上,而新的高中生物课程在这方面有了明显的改进。在《课标》第四部分“实施建议”中.明确提出“注重生物科学史的学习”.首次提出知道生物科学发展史上的重要事件的要求.反映出新课程对知识的“来龙去脉”的重视。事实上,生物科学史不仅仅是生命科学发展历程中的一系列人物和事件.更重要的是它蕴含着丰富的科学思想、科学方法、科学的世界观以及科学精神和科学态度等内容,具有很高的教育价值。生物科学史的知识不仅可以让学生体验到科学家们的探索精神与科学态度.而且它也是学生开展探究活动的极好素材,从中可以领会科学的思维与方法。
在过去的科学史教学时,教师一般都以讲故事的方式进行。实践证明,这种科学史的教学方法是低效的。对科学史实施探究教学,有利于学生了解科学研究的历史及科学本质。在教学中,教师可以引导学生假想自己就是当时的科学家.让学生大胆地去提出问题.想办法解决问题并得出结论.让学生真正的成为学习的主体。比如,《光合作用的探究历程》是必修一中的重要内容,笔者按照时间顺序将一些光合作用发现史中重要的科学实验作为背景资料呈现给学生.设置一些问题串让学生分组讨论.分析实验现象并提出自己小组的推断.在此基础上引导学生提出进一步想探究的问题等,再与前人所得结论进行比较。通过对这段科学史的探究学习,学生不仅了解光合作用知识的来龙去脉,经历人类探究光合作用的漫长过程,牢固掌握了相关知识,还学会了如何依据资料作出科学结论。
三、灵活应用图表,指导学生善于总结