在前些日子里,我读了《探究式科学教育教学指导》这本书,我认为《探究式科学教育教学指导》,无论是促进我的课题研究还是提升我对科学教育的理解都有很大的作用,因此,我摘录了书中的一些观点。
探究式科学教育是在教师和学生共同组成的学习环境中,让儿童亲历科学探究的学习过程。它大致包括:根据实际情景、观察到的现象和可以获得的信息,从儿童已有的知识、对问题的了解和已具有的科学概念(想法)出发,提出问题;对问题的解答进行推测;为证实推测而设计实验或进行观察;收集和整理数据;得出结论和进行交流;提出新的问题……在有些探究课题中,还鼓励学生将学到的科学知识和日常生活相联系。
美国国家研究理事会在美国国家科学教育标准中给出了定义:探究是一种多层面的活动,他包括:进行观察;提出问题;通过阅览书籍和其他信息资源来了解什么是已经知道的知识;制定调查研究计划;根据实验方面的证据,评价已经知道的知识;用多种手段来搜集、分析和解释数据;提出解答、阐述和预测;交流结果。探究需要对假设进行证明,需要运用批判和逻辑思维,并考虑其他可供选择的解释。
在科学教育中,经常争论的问题是:探究式科学教育究竟是一种用来帮助学生更好地掌握知识的学习科学的方法,还是本身就作为一种课程的目标。〈科学课程标准〉认为,探究既是科学学习的目的,又是科学学习的\'方式。对年幼的学生来说,可能学习探究的过程比掌握具体的知识更应引起我们的重视。
我们认为,小学的科学教育中只是承担科学启蒙的任务,不追求知识的完整性和系统性的观点是不正确的。如果不是在儿童的认知发展规律和儿童已有的科学基础上精心选择和组织儿童探究的内容,而只是在课堂上采用零碎的、杂乱的案例,那么这样的探究式科学教育将会是效率很低的教育,也不可能达到培养儿童探究能力的目的。因此,在探究式科学教育中,需要把让儿童建立新的科学概念(想法)、改善和纠正已有的科学概念以及探究能力、科学态度的培养结合起来考虑。
教师是课堂中科学探究活动的引导者、组织者和支持者,但不是学生探究进程中掌握主动权的人。教师可以因势利导和设置环境,单进行探究活动的主体是学生,能不能达到预定的目标,最终取决于学生本人的情况和努力。作为科学教师需要掌握或了解三方面的知识:科学概念和模型、教学法以及儿童认知和情感的发展规律。
在对学生进行探究式科学教育时,我们强调学生应有一本连续使用的记录本,这是科学研究的需要,也是教育的需要。记录可以帮助我们对探究的过程进行评估,帮助我们了解学生学习的进展情况。
(1)探究的内容与方式符合儿童实际的认知水平
完并不等于探究。那种把探究式学习简单解释成为“玩中学”的提法是不全面的。
(2)问题应该和一个通过这次探究可以正式的自然科学的概念有关。最好一次探究活动集中探讨一个问题,而不是想学生提出一大堆问题,或是不明确的科学问题。
(3)不宜向儿童涉及复杂系统的探究题目
(4)在提出的题目所包含的探究过程中,尽可能包括定量的测量和定量的描述。
(5)我们不主张在小学阶段对社会科学问题进行探究。
探究式科学教育是在教师引导下,以学生为学习主体的学习过程,它主要表现为:
(1)探究式科学教育过程要求保护和激发学生的好奇心;
(2)探究式科学教育过程强调要培养学生主动探究的学习态度;
(3)探究式科学教育依靠和尊重学生已有的知识基础;
(4)探究式科学教育重视学生之间的相互谈论和合作;
(5)探究式科学教育希望促进学生科学态度的养成。
中考说明文阅读,根据“新课标”中“注意领会作品中所体现的科学精神和科学思想方法”的要求,说明文阅读考查的题目势必要引导学生关注人类、关注自然、关注生态环境、关注科技进程、关注未来发展,有利于培养学生的科学态度、科学思想、科学品质、科学精神和科学方法。近年来,这方面的题目已经在说明文阅读的试题中占有一席之地。并重视从文本的领会感悟和探究创新的能力等角度来考查。
纵观近年全国各地中考语文试卷,那种纯粹说明某一知识的,介绍事物的形状、性质、构造,或者解说事物的成因、功用的说明文入选的概率是很低的,命题者通常会依据这么两条标准选择材料:1.内容方面,在符合学生认知水平的前提下,在介绍说明某一事物特征或说明事理的同时,体现出一种科学精神,或者蕴涵了较为丰富的文化内涵。2.表达方面,以说明为主,穿插记叙、描写和议论、抒情,灵活生动,可读性强。试题的编制,由传统的说明文阅读四大块题目(说明对象及其特征、说明的顺序及文章结构、说明的方法、说明文的语言特点逐渐转向把通用的阅读能力与文本特点结合起来设计考题,强调能领会科技作品中的科学精神和科学思想方法,具有初步的探究能力和创新精神。
【实例精析】
成功登陆火星的“勇气”号探测器
⑴2004年1月4日,带着人类探索太空奥秘的千年梦想,“勇气”号火星探测器经过半年多的飞行,成功登陆火星。这对于了解火星及其演化,了解地球自身的过去和未来,都有十分重要的意义。
⑵火星是地球外侧的比邻星,距离地球十分遥远,探测器登陆火星远比登陆月球艰难得多。月球表面几乎没有大气,制动火箭可以引导登月舱准确地进行软着陆;而火星大气的密度虽然远远低于地球大气的密度,但仍可使登陆舱在着陆的数秒钟内烧毁。同时,火星风能把登陆舱吹离目的地。因此,航天专家们给火星起了个绰号叫“死亡行星”,意指探测火星非常艰难,稍有疏忽就会前功尽弃。
⑶美国科学家总结了四十多年来国际上火星探测的成功,并汲取了多次登陆失败的教训,采用了多种技术措施相结合的方案,终于使“勇气”号成功登陆。
⑷“勇气”号是迄今人类遣往其他行星的第一个可以移动的、自动化的大型实验器。其实,它就是一台车式机器人,长1.6米,宽2.3米,高1.5米,重174公斤,靠太阳能电池板获得能源。它有自己的大脑、颈、头、眼睛和手臂。
⑸“勇气”号的“大脑”是一台每秒能执行2000万条指令的计算机。不过,与人类不同的是,它的大脑并不在头部,而在腹部。所谓“颈”和“头”,是指“勇气”号上部伸出的一个桅杆式结构,上面有一对“眼睛”——其实是两台可拍摄火星表面彩色照片的全景照相机。(甲两台相机的高度与人眼高度差不多,使“勇气”号能以类似人的视角环视四周,这儿瞧瞧,那儿看看,寻找有价值的探测目标。(乙当发现值得探测的岩石等目标时,“勇气”号会像地质学家一样,走上前去对岩石敲敲打打,搜集数据,然后向下一个目标前进,因此科学家们亲切地称其为“野外地质学家”。
⑹“勇气”号配备了野外科学考查所需的“全套武装”,其中包括全息摄像机和显微镜成像仪。“勇气”号上有多台高清晰度摄像机,可以拍摄高分辨率的火星地表和天空影像。而显微镜成像仪就像地质学家手中的放大镜一样,能以几百微米的超近距离对火星岩石纹理进行审视。探测器还配备了一个相当于地质学家常用的小锤子式工具,能对岩石内部进行采样研究。另外还有一些先进仪器,可用来对岩石构造做进一步分析。
⑺“勇气”号火星探测器拥有一套独特的通讯系统。借助这套系统,“勇气”号可以直接与地球控制中心交流信息。
⑻火星上是否存在生命,一直是人们非常关心的问题。“勇气”号也将围绕此问题进行有益的探索。它肩负着两大使命,一是用先进的生化手段探测火星上是否存在生命,二是探测火星上是否有水。
⑼“勇气”号成功登陆火星,为人类进一步探索银河系打开了一扇希望之门;不过,这条探索之路仍是漫长而艰难的。尽管在这条道路上随时都可能遭受挫折,但是人类绝不会停止探索宇宙奥秘的脚步。目前,航天专家们正计划在发射无人探测器的基础上,选派航天员登陆火星,对这颗神秘而美丽的红色星球做进一步的科学探索与研究。
⒈请你根据文章提供的相关信息,用一句话概括介绍“勇气”号探测器。(答案不超过42个字
⒉文中对“勇气”号的结构、装备及其功能进行说明的是第 段到第 段。
⒊既然火星被称为“死亡行星”,登陆非常困难,为什么人类还要坚持对火星的科学探
索?请根据文章内容简要写出四点理由。
⒋形象、生动是这篇科普短文的语言特点之一,请你以第⑸段中画线的(甲(乙两个句子中的一个为例,进行具体分析。
⒌“勇气”号这一名称是从参加火星探测器命名比赛的一万份美国小学生中挑选出来的,中选文章的作者是一名9岁的小女孩。人们为什么把火星探测器命名这样神圣的使命交给孩子们呢?为什么“勇气”号这一命名能够中选呢?谈谈你对这两个问题的理解。
【解析与点拨】:
第1题考查对信息的提取和概括能力。答案是:“勇气”号探测器是人类遣往其他行星的\'第一个可移动、自动化的、用来对火星进行科学探测的大型实验器。(意思对即可
第2题考查对文章各部分内容的感知。答案是:第⑷段到第⑺段。
第3题既是考查对信息的筛选、提取和概括能力,也考查了考生对科学探索的意义的理解。人类对火星的科学探索既有它的现实的、具体的目的和意义(文章第⑴段和第⑻段的相关语句,也有它关系到人类的探索精神和科学理想的意义(文章第⑼段的内容。理解了这一点,才能准确地从文章中筛选、提取出相关信息来回答这个问题。答案要点:①了解火星及其演化过程;②了解地球自身的过去与未来;③探测火星上是否有生命;④探索火星上是否有水;⑤为人类进一步探索银河系打开一扇希望之门;⑥探索太空奥秘是人类的千年梦想。(答出其中四点,意思对即可
第4题考查语言的分析品味能力。对第⑸段中画线的(甲(乙两个句子中的分析,应该着重从语言的生动形象所表现出的趣味性、形象性来分析品味。参考答案:(甲句:“以类似人的视角环视四周”“这儿瞧瞧,那儿看看”形象地写出了“勇气”号寻找目标时视野广阔、动作灵活的特点,饶有兴趣。(意思对即可(乙句:用“敲敲打打”、“搜集”、“前进”等词语形象地写出了“勇气”号工作时像地质学家一样科学严谨、有条不紊,语言生动有趣。(意思对即可
第5题第一问是拓展题,考查语文综合能力。答案要点是:①孩子代表人类的未来和希望;②孩子具有丰富的想像力;③为了激发孩子探索宇宙奥秘的兴趣;④为了培养孩子的科学精神。(答出其中两点,意思对即可第二问体现了对科学探索精神的考查。答案是:因为人类探索宇宙奥秘需要勇气,需要有不畏惧任何艰难险阻的精神。(意思对即可
说明文阅读重视考查考生能否领会作品中所体现的科学精神和科学思想方法。例2中的第4题,例3中的第3、5题都涉及到这个方面的能力。这些题目将会更多地以开放性试题的形式出现。解答这类问题,要重视对文本的整体把握,善于发现知识内容之间的内在联系,拓宽思路,深入探究,广泛联想,大胆创新。但又要注意有的放矢,合理恰当,不违背常识。
在知识社会里信息的综合和生成数据本身一样重要。因而,我们不仅要培养学生学习能力,还要培养他们解决问题的能力,不仅要培养他们分析和推理的能力,还需要培养他们解决问题的能力;不仅要培养他们分析和推理能力,还需要培养他们综合运用信息的能力。实施探究式科学教育是教育改革的重要组成部分,是培养创新人才的重要途径。科学家的意见、教育理论的支持和学习科学(神经教育学)的启示这三个方面都认为如此。
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