结合实践活动,引导学生进行科学探宄
2019-03-11田亚丽
田亚丽
一、结合实践,提出问题
在科学探究过程中最难的一步就是提出问题、选择课题,具体而真实的实践活动能为学生提供直观感受和亲身经历,在实践过程中还会遇到这样那样的问题,引发学生思考,进而促进学生主动提出问题。
我校的《芳香植物探秘》课程有许多实践活动,在认识校园内芳香植物时,引导学生思考“芳香植物为什么会散发香味?芳香植物与普通植物有什么不同?”并组织学生进行资料查找、显微镜观察,就有了“探究芳香精油的藏身之处——油腺”这一研究课题;在窗台上种植物时,发现植物都向着光照强的一侧生长,就引导学生进行了“植物向光生长探究”实验,在进行植物向光生长实验时,同学们发现发芽的小麦种子引来一群蚂蚁,影响了实验效果,顺势引出“蚂蚁为什么会喜欢啃食发芽的小麦种子?”这一课题;在扦插繁殖芳香植物时,要求学生将植物枝条下部的叶子去掉,扦插好之后需要放置在阴凉的地方,刚扦插好的植物很容易叶片萎蔫,这是为什么呢?引导学生分组、思考、讨论、查找资料,最后就有了“探究影响植物蒸腾作用的因素”和“探究水分对植物气孔开闭的影响”这两个研究课题。在具体的实践过程中教师要有意识引导学生结合具体现象提出问题、进行思考和探索,当学生经历了一系列的探究活动,并总是处在一种头脑风暴、思维活跃的环境中时,学生的问题意识自然而然产生,就可以主动提出问题,进行科学探究。教师在此过程中,也处于与学生一起学习、一起进步、一起成长的状态。
二、多方考证,做出假设
假设不是无端猜测,也不是凭空想象。在确定研究课题、作出假设之前,一定要引导学生进行资料查找、多角度思考,并进行交流讨论、分析判断,对问题有了深入思考之后,再进行假设。
比如,在研究“探究影响小球藻生长因素”这一课题时,首先要查找资料,了解小球藻是通过光合作用进行生存的,所以光照、温度、二氧化碳浓度等都可能对其生长发育产生影响,其次学生想到鱼菜共生系统中有水循环装置,鱼池中的鱼还会产生粪便,这些因素会不会对小球藻的生长产生影响呢?于是就有了探究“温度、光照、二氧化碳浓度、通气和鱼类粪便”等多种因素对小球藻生长发影响的实验假设。在具体的情景和问题面前,学生的问题解决能力和实践创新能力会自然被激发。
三、集思广益,设计研究方案
设计研究方案也是科学探究的难点之一,也一个循序渐进的过程,我们可以先通过一些较为简单的实验,如“植物的向光性生长实验”“不同芳香植物种子的发芽率”等先渗透科学研究的方法,如实验设计中对照原则、单一变量原则、平行重复实验原则等,然后再在具体的科学探究中的加以应用。研究方案的设计一定要在同学们集思广益、头脑风暴,甚至是结合实际探索的基础上形成,这样才能真正被学生内化。
比如,在探究“植物蒸腾作用影响因素“时,最重要的就是要保证水分是通过叶片气孔的“蒸腾作用”而散发的,而不是通过容器表面的“蒸发现象”散失的;其次,还要有方法能直观检测出蒸腾作用散失水分的多少。在同学们的集思广益、头脑风暴下,最终想到了用量筒来盛装水分,并用水培法来培养植物,为了防止水分通过管口蒸发散失,同学们居然想到了用橡皮泥堵住植物与试管口之间的空隙,还选用了校园中一年四季常绿的迷迭香枝条作为实验材料,迷迭香枝条半木质化,比较直挺,另外叶片多而小,可以以取平均值的方式减少实验误差,进而巧妙地设计出了实验方法。在实践过程中遇到具体困难,想办法解决实际问题的过程也是实验设计灵感的重要来源。
此过程还可以包含实验步骤的写作和实验记录表格的设计,这些过程都有利于帮助学生理清思路,理解实验设计的原则、方法等。
四、克服困难,實施实验
所谓实践出真知,具体的实践过程才是检验学生是否真正理解所学知识,才是锻炼学生科学思维、培养学生批判思维和解决实际问题能力的时候。
在探究“空气流速对蒸腾作用的影响”时,尽管同学们设计了实验方案,也知道实验设计的基本原则,但在实践过程中还是有一些未能考虑到的地方,导致实验数据出现明显误差。为了验证假设,同学们得重复实验,也用风扇代替了吹风机。
在实践过程中,不可避免地会遇到很多问题实际问题,也正是在解决实际问题的过程中,学生才能学到更多,比如溶液配制的方法、水质检测的方法、显微镜计数法等,学生的知识应用能力和问题解决能力才能得到培养和锻炼。
五、 分析证据,做出解释
除了要根据探究所得数据或所获证据,进行结果分析之外,还要将探究所获的知识再次回馈于现实生活中,进行实践指导。分析证据,做出解释,得出结论,这一步最能体现学生的思辨能力,在培养学生的逻辑思维和批判质疑的科学精神方面有重要作用。
六、科学表达,分享交流
整个科学探究的最后就是让学生梳理思路、整理材料,形成研究报告进行汇报交流,低年级的同学可以从简单的实验报告写起,然后逐渐过渡到小论文的写作。这一过程对于锻炼学生的写作能力、表达能力和思辨能力具有重要作用,能促进学生综合素养的形成。
实践活动能为学生提供全身心的真实体验,能为学生提供真实的情景与问题,促进学生去思考、提问,进而转化为研究课题。而在特定的科学探究过程中,学生又要主动学习和应用知识,积极探索和掌握科学方法,还要拥有勇于探索、敢于质疑的科学精神和严谨、认真负责的科学态度,基于实践活动的科学探究不仅可以培养学生发现问题、解决问题的能力,还可以发展学生的科学思维和实践创新能力,促进学生综合素养的形成。
但任何知识与能力的形成都不可能一蹴而就,都是在循序渐进的基础上不断建立起来的,基于实践活动而展开的科学探究,也要由简单到复杂,由老师手把手的引导,到半自主学习,才会有后面的自主学习与探究。在此过程中,教师要合理设计实践活动,合理渗透科学探究过程中的所要掌握的知识与技能、方法与过程,以及思维与态度等。