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20世纪在美国和法国中小学流行一种“动手做”的科学教育方法,就是探究性学习的一种典型例子。美国的《国家科学教育标准》认为,为了提高学生的科 学素养,整个学校系统必须作重大改变,“科学教育采用的新方法必须能反映科学本身的实际搞法,强调把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法。”
B、探究的过程和要求
《标准》根据科学探究的一般要求,结合初中物理课程的特点和8-9年级学生的认知水平,将科学探究分为七个要素,并对每一要素提出了探究能力的要 求。在探究过程中,要给每个学生创造机会。明确他们所承担的任务,鼓励学生发现问题、提出问题、出主意、想办法。要让每个学生在探究活动中发挥主动积极的 作用。同时,科学探究又是一种集体性的协作活动,对于简单的问题可以由学生个人来进行,对于稍微复杂的问题,则应通过小组活动,甚至全班性的活动进行。教 师要善于激励学生对科学的热情和兴趣,表现出对不同观点的尊重。
1)提出问题。要紧密结合内容标准对知识和技能的要求,从学生学习物理和生活实践中,选取他们感兴趣的问题进行探究,对初中学生来说,探究的问题主 要应从学生在课堂、实验室、家庭和日常生活中感兴趣的现象中选取。要让每个学生都能搞清楚探究什么问题?让学生去研究、调查、探索。例:探究自行车上用到 的物理原理;设计测定食用油密度的方案;探究高压锅的原理。
要培养学生从日常生活和自然现象中找出研究课题的能力。能够明确探究的问题,能通过科学探究对研究的课题进行描述,能应用科学的思想和方法,已有的物理知识来确定研究课题。
生活、社会和科学技术中的问题往往是很复杂的,限于学生的年龄特点和科学知识的局限,不是所有的问题都可以让学生通过探究来解决的,教师应根据学生提出的探究课题,结合学生的实际进行筛选和梳理,选择哪些有对学生的发展有意义的,而学生又有能力进行探究的课题。
2)猜想与假设。要让学生根据已有的物理知识和实践经验,对确定探究的问题进行猜想和假设,例如,推测探究可能出现什么结果?应该怎样进行探究过程和方向的设计?根据已有的知识和经验,能够对探究的问题作出哪些解释?哪些必须通过探究后才能作出解释?
3)制定计划和设计实验。要根据确定的探究课题,设计科学的探究计划和方案。探究计划应包括探究的课题、实验器材和资料的准备、探究的程序和过程 (包括观察、实验、信息和数据的收集和处理)、通过怎样的分析整理得出探究的结论、以及怎样对探究过程进行评估和反思等。在制定探究计划时,应搞清物理学 已有的研究成果。对少数学生可以让他们去设计一些有一定创新意识的、但又符合初中学生认知特点的探究方案。
4)进行实验和收集证据。学生在教师的指导下,根据探究方案,利用观察、实验和其他的方法和技术,收集数据、资料和信息。特别提倡用计算机来收集、 存储、处理和显示各种证据。要让学生对已有的数据和信息进行科学地分析和解释,找出这些证据和探究的课题之间的关系,进行科学地归纳和总结。如果涉及到两 个或多个变量(初中阶段只要求处理三个变量的关系,例如摩擦力的探究),学生应该能进行科学地分析和解释。在初中阶段应以定性分析为主,但也应适当地培养 学生运用数学工具进行简单的定量分析。
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