摘要:综合实践活动中的“探索性实验”对学生实践能力的发展、科学意识的养成、研究方法的形成都有着无可替代的作用。在理论指导的基础上对“探索性实验”的教学过程展开实践研究,提出了“探索性实验”教学的若干指导策略,旨在为操作层面提供借鉴。
关键词:综合实践活动 探索性实验 指导策略
一、问题的提出
在课改的背景下,越来越多的学校开始投身于学生学习方式变革的行动,例如基于学科整合综合性学习、基于生活经验的体验性学习、基于问题解决的研究性学习和项目化学习等等一系列新的学习方式开始充斥着人们的视野。由此,综合实践活动作为一门独立的课程,在基础教育体系中独特的地位和育人价值得到确立。
早些年,我们就开始致力于综合实践活动的探索,架构起了学校综合实践活动的校本模式。在这一模式中,提出了综合实践活动的五种学习方式:问题引导学习、调查走访学习、设计制作学习、体验感悟学习、劳动服务学习。而“探索性实验”属于“问题引导学习”的一个分支。因此,本研究是建立在“综合实践活动校本模式”整体框架下的,并非独立存在。
对于实验,学生经验大多来自科学学科的课堂实验,相比“课堂实验”的学习,综合实践活动中的 “探索性实验”学习无疑更具挑战性。“探索性实验”对于学生来说,它是一种全新的学习,在内容、方法、组织上都会遇到诸多困难,因而教师有必要进行引导,帮助学生探索,把握研究方向,从而获得更有效的学习。
二、“探索性实验”的概念及其学习方式特点
对“探索性实验”的指导策略是基于其学习方式的特点而形成的。因此,有必要对其学习方式的特点进行分析和重新把握。
“探索性实验”的学习过程是基于对研究对象的属性、特征、事物之间的关系等用实验的方法认证的过程。这一过程对需要经历提出问题、通过实验验证问题、最后得出结论这三个阶段。
三、“探索性实验”的指导内容和指导策略
(一)“探索性实验”的指导内容
教师对“探索性实验”的指导是贯穿整个过程的,因此有必要厘清整个教学流程。通过教学实践,总结出了“探索性实验”的教学流程包括以下几个关键环节:实验问题的设计——实验方法设计——实验方案的制订——实验操作——实验报告(作业)的撰写。因而教师的指导内容也应该包括:实验问题的设计指导、实验方法设计的指导、实验方案制订的指导、实验操作过程指导和实验作业指导这五个部分。
(二)“探索性实验”指导策略
1.实验问题设计的指导策略:回归生活,发现问题,聚焦验证
实验问题的设计要考虑学生的生活经验,找到学习的链接点。笔者在设计时充分考虑了这一点,利用学校种植基地和生活中常见的现象,创设他们较为熟悉的问题情境,把生活中的原型在课堂上展现,从而引导学生从自身经验出发去探寻新知识,解决新问题。
实验问题的设计还应考虑学生的认知能力。笔者研究的对象是三至六年级的学生,跨度四个年级,学生认知水平的差异性是显然存在的。因此,对于实验问题的设计,首先要考虑学生的已有知识,找到在其认知范围内能够研究的问题。如:五年级学习的“步子越大跑得越快吗?”对于这个问题的探索需要数学知识的支撑,设计前了解到五年级刚好学过行程问题,因而其知识起点足够解决这个问题。
2.实验方法设计的指导策略:转换问题,探索机理,建立模型
当学生提出问题之后,需要把原始问题转变成实验问题。
例如学生提出的原始问题是“为什么夏天人们喜欢穿浅色衣服,而冬天人们喜欢穿深色衣服?”教学中通过先引导学生猜想,建立假设,而后引导学生找到实验因子,建立因果关系转变成实验问题:“白色物体和黑色物体的吸收热量快慢的比较”。
实验方法的设计是“探索性实验”教学的核心,其关键之处是如何让学生明白实验的道理。下面通过“夏天人们为什么喜欢穿浅色衣服,而冬天喜欢穿深色衣服”问题的教学过程来说明如何引导学生探明实验机理的。
在探明实验机理之后需要建立实验模型。可以尝试用思维导图的形式来引导学生设计实验模型。导图如下:实验问题——因果关系——实验因子——实验方法——无关变量控制。下面同样用上述例子“夏天人们为什么喜欢穿浅色衣服,而冬天喜欢穿深色衣服? ”来说明这一导图的使用方法。
实验方法设计的过程是学生建立实验模型的过程,需要教师逐步引导,切忌直接给出实验的方法直接让学生操作。当然对于不同实验问题,实验模型的肯定是有区别的,例如“析因实验”和“对比实验”的实验模型会有所不一样,这里不展开论述。教学中需要抓住的核心问题是“实验的机理”,这样才能做到“百变不离其宗”。
3.实验方案的制订指导策略:明晰流程,厘清要素,规划进程
实验方案是行动计划,方案着重写如何去操作实验。可以从流程出发去引导学生撰写,比如先做什么事情,然后做什么事情,每一件事情谁去做,什么时间去做,做这件事情需要哪些工具等等, 把这些内容描写清楚。同时要分析实验可能产生的问题以及应对的措施。如:“在头发的生长速度”这个实验中会出现被测头发掉了情况,这样就无法完成实验,此时,教师就要引导学生用多根头发来作为实验对象。也就是说,在实验方案里写清楚意外情况发生的预案。
实验方案的制订,考量着学生思维的缜密性和做事的统筹能力。教师在教学中不应该把方案设计好直接让学生填写。教师可以教给学生一些的基本的方法和大致的框架,让学生尝试去写,形成初步的方案,然后通过讨论,不断补充完善,形成规范的实验方案。
我们可以看出,上述方案比较简单,考虑不够周全,存在的问题比较多。对此,教师的引导集中在几个问题上,一是实验名称该如何写;二是实验误差的原因和解决办法;三是如何记录实验的数据。经过几次集体的讨论和补充,在教师的引导下最终形成了以下的较为规范的格式。
4.实验操作过程的指导策略:展开探索,适度指导,尝试解释
通过实验问题的设计、实验方法的设计、实验方案的制订,学生对实验有了基本的了解,教师就开始逐步放手让去操作实验。教师要为实验的操作提供良好的条件,还应指导学生注意实验中的安全问题,培养学生的安全意识和自我保护能力,防止意外安全事故发生。
在实验过程中,教师要及时了解学生实验的情况,有针对性的指导,点拨和督促。指导要适度,怎样才算适度?没有普遍的标准。需要教师根据学生的认知能力,个别差异,具体的问题情境来灵活的掌握,原则就是点到为止,留给学生足够的思考和发展空间。
从某种意义上说,综合实践活动课程是一种学生本位的课程,从学生出发是体现学生本位的基本要求。教师的指导并不是事无巨细的告知,更不是越粗代庖,而是要善于发现学生活动过程中的困惑和困难,既不放任自流,也不包办代替。给予学生充分的信任,留给实践的空间。
5.实验报告撰写的指导策略:梳理数据,提炼规律,发现意义
实验报告的撰写过程分为两个部分:第一部分是数据的整理分析并得出结论,第二部分是撰写完整的实验报告。
数据分析对小学生来说是一个难点,学生难以从抽象的数字中找到规律,分析原因。笔者利用“数形结合“的方法,帮助学生理解分析实验数据。图形的优势在于一是有助于学生对抽象数字理解,二是图像能够直观的表达事物发展的规律或者事物间关系。
结论
纵观“探索性实验”的学习过程,它是一个自我创造,并形成创造品质的过程,它能够赋予生活中平凡的事情不平凡的价值。
本文仅是对综合实践活动中“探索性实验”的指导策略进行一定程度的研究,研究的深度尚且不够,例如对实验类型的研究以及如何针对不同类型的实验开展分门别类的指导有待深入探索。在研究广度方面,有许多地方尚未涉及,例如教学目标如何设置,教学评价如何实施,这一系列问题有待后续进一步展开。