時(shí)間：2023-06-30 16:08:01
導(dǎo)語(yǔ)：在科學(xué)探究的要素的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：藥學(xué)；情景模擬；綜合素質(zhì)；教學(xué)模式
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）24-0222-02
醫(yī)藥學(xué)教育最基本的要求是強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位培養(yǎng)，傳統(tǒng)的醫(yī)藥學(xué)教學(xué)模式著重知識(shí)傳授，忽視綜合能力的系統(tǒng)訓(xùn)練，已不能適應(yīng)時(shí)代進(jìn)展。我國(guó)醫(yī)藥學(xué)高等教育工作者面臨著“從藥品供應(yīng)為主到指導(dǎo)患者合理用藥為主”、“從面向藥品到面向患者”的兩大轉(zhuǎn)變。新的藥學(xué)教育模式對(duì)藥學(xué)人才的培養(yǎng)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，它要求高等醫(yī)藥學(xué)院校不單要進(jìn)行醫(yī)藥學(xué)科學(xué)教育，也要進(jìn)行人文素質(zhì)教育；不光傳授醫(yī)藥學(xué)知識(shí)和培養(yǎng)技能，也要培養(yǎng)學(xué)生密切理論與實(shí)踐的結(jié)合，使學(xué)生在校期間對(duì)職業(yè)崗位的要求有明確的認(rèn)識(shí)，及早地接觸職業(yè)實(shí)踐，融“教、學(xué)、做”為一體。情境模擬教學(xué)模式可使學(xué)生由被動(dòng)聽課轉(zhuǎn)為主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和社會(huì)適應(yīng)能力。基于情境模擬的教學(xué)模式是可以將自然科學(xué)知識(shí)與人文社會(huì)知識(shí)相結(jié)合；我們?cè)诖烁母镞^(guò)程中可探索有利于學(xué)生個(gè)性發(fā)展的機(jī)制。我們將就案例引領(lǐng)、創(chuàng)設(shè)情境、模擬藥房、開放性實(shí)踐教學(xué)等多種靈活多樣的情境模擬教學(xué)模式在藥學(xué)生素質(zhì)教育教學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行研究和總結(jié)。
一、情境模擬教學(xué)模式實(shí)施方案及內(nèi)容設(shè)計(jì)
1.案例引領(lǐng)?！耙圆±秊橐龑?dǎo)的教學(xué)”（Case-Based Study，CBS）模式在藥學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)理念是以病例為先導(dǎo)、以學(xué)生為主體、以教師為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。例如，在“毒奶粉事件”等貼近生活又與藥物毒副作用有關(guān)的重大社會(huì)案例發(fā)生時(shí)，學(xué)生從新聞中了解到很多食用三鹿集團(tuán)生產(chǎn)的嬰幼兒奶粉的嬰兒被發(fā)現(xiàn)患有腎結(jié)石，隨后在其奶粉中發(fā)現(xiàn)化工原料三聚氰胺。由于奶粉等很多食品在檢測(cè)蛋白質(zhì)含量時(shí)，為了方便，使用測(cè)定食品中氨的含量，就可以換算成蛋白質(zhì)含量，不法分子在奶粉中添加三聚氰胺這種有毒物質(zhì)，以便使奶粉在檢測(cè)時(shí)蛋白質(zhì)含量變高。老師可聯(lián)系到檢測(cè)蛋白質(zhì)含量實(shí)驗(yàn)的原理，并組織學(xué)生討論更安全的蛋白質(zhì)含量檢測(cè)方法；老師還可以引領(lǐng)學(xué)生由三聚氰胺引起腎結(jié)石的原因和后果，總結(jié)其他易導(dǎo)致腎結(jié)石和腎損害的臨床用藥副作用發(fā)生的機(jī)理及防治腎損害的措施。
2.創(chuàng)設(shè)情境。按臨床常見病編寫糖尿病、高血壓、感冒等病例的“情景模擬”劇本，展示患者的臨床癥狀及體征，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的藥理學(xué)知識(shí)討論病人病癥并選擇合適的藥物進(jìn)行治療，最后在教師的分析指導(dǎo)下，引出正確的診斷和治療藥物，強(qiáng)化課堂教學(xué)效果。
3.創(chuàng)建模擬藥房。在實(shí)驗(yàn)室為藥學(xué)專業(yè)學(xué)生建立模擬藥房、建立“藥品展示柜”，教學(xué)內(nèi)容完全模擬真實(shí)藥房的工作，使學(xué)生更直觀地感受理論知識(shí)。
4.開展開放性實(shí)踐教學(xué)。一是在校學(xué)習(xí)后期，利用節(jié)假日，帶領(lǐng)學(xué)生開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)；二是在實(shí)習(xí)期間要求學(xué)生建立“藥歷”，寫與藥學(xué)服務(wù)有關(guān)的畢業(yè)論文。實(shí)習(xí)過(guò)程中通過(guò)郵件與學(xué)生交流實(shí)習(xí)心得，解答實(shí)習(xí)中遇到的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長(zhǎng)”，增進(jìn)師生情誼。
二、藥學(xué)本科生情景模擬教學(xué)模式的實(shí)施效果
1.加深了藥學(xué)本科生對(duì)醫(yī)藥學(xué)知識(shí)的理解和掌握。情景化學(xué)習(xí)理論最初源于吉布森（Gisbson）的支撐理論和維果斯基（Vygosky）的社會(huì)學(xué)習(xí)理論。他們認(rèn)為學(xué)習(xí)發(fā)生在有意義的背景中才是真正有效的；完整的知識(shí)是在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中獲得的。病案教學(xué)的重要特點(diǎn)之一，就是為藥學(xué)本科生提供一種有意義的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和背景。在情景模擬過(guò)程中，沒(méi)有臨床處理經(jīng)驗(yàn)的藥學(xué)本科生可能會(huì)犯很多錯(cuò)誤，甚至導(dǎo)致虛擬患者的死亡。但是，這種情景模擬會(huì)激發(fā)藥學(xué)本科生去思索和探討“怎樣給病人用藥才使治療效果最好而且副作用最小”，“存在多種藥物治療方案時(shí)如何針對(duì)患者的個(gè)性化特點(diǎn)進(jìn)行選擇”等。采用情景模擬教學(xué)模式能使學(xué)生從被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的學(xué)習(xí)，帶著自己感興趣的問(wèn)題去查閱書籍和文獻(xiàn)，分析和解決情景模擬病例中的問(wèn)題。情景模擬教學(xué)模式將基礎(chǔ)理論中的知識(shí)點(diǎn)融入到臨床病例中，加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的透徹理解，使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更加深刻、掌握更加牢固，真正做到了學(xué)以致用。
2.提高了藥學(xué)本科生的臨床思維能力。我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)教學(xué)以疾病為中心，學(xué)生按照人體解剖學(xué)、病理學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)等不同的學(xué)科來(lái)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識(shí)，對(duì)疾病的了解缺乏整體性。由于書本上教授的基本上都是最典型的病例，而臨床實(shí)踐中的病例千變?nèi)f化，臨床藥師要想從藥學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲呐R床藥師，就必須學(xué)會(huì)將從不同學(xué)科中學(xué)習(xí)到的知識(shí)綜合運(yùn)用到病人身上，這就是臨床思維能力的培養(yǎng)過(guò)程。情景模擬教學(xué)模式就是培養(yǎng)臨床思維能力的重要方法。情景模擬教學(xué)將藥學(xué)生帶入模擬的臨床環(huán)境，雖然這種環(huán)境是虛擬的，但是有經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)老師可以將此環(huán)境設(shè)計(jì)得與臨床情景十分貼近。藥學(xué)生在模擬訓(xùn)練過(guò)程中需要解決臨床問(wèn)題，就要逐漸學(xué)會(huì)如何將既往所學(xué)習(xí)的橫向知識(shí)進(jìn)行縱向的加工與整合，構(gòu)建起解決實(shí)際問(wèn)題的思維體系。在情景模擬教學(xué)中，藥學(xué)生在指導(dǎo)老師的幫助下能盡快形成良好的臨床思維能力，從而減少了對(duì)臨床工作的陌生感，縮短了從藥學(xué)生到臨床藥師的過(guò)渡時(shí)間。同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生形成正確的職業(yè)態(tài)度與行為習(xí)慣，人際溝通能力包括與患者交流的方法和技巧更成熟，更加同情和關(guān)心愛護(hù)患者，更易養(yǎng)成認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作習(xí)慣，職業(yè)道德和職業(yè)技能更完善。
3.提高了藥學(xué)生的自學(xué)能力。現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)知識(shí)更新速度十分驚人，因此，要培養(yǎng)一名優(yōu)秀的臨床藥師，與其“授之以魚”，不如“授之以漁”。對(duì)已完成所有藥學(xué)課程學(xué)習(xí)的藥學(xué)生，如果仍采用傳統(tǒng)的“教師授課”方式進(jìn)行培訓(xùn)，一方面，藥學(xué)生會(huì)因?yàn)槿狈εd趣，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下；另一方面，藥學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識(shí)，缺乏探索及創(chuàng)新精神，學(xué)習(xí)能力難以提高。而情景模擬教學(xué)模式以“典型案例”為引導(dǎo)激發(fā)藥學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并指導(dǎo)他們帶著問(wèn)題去查閱文獻(xiàn)信息，對(duì)繁雜的信息去粗取精、去偽存真、歸納提煉，最終達(dá)到解決問(wèn)題的目的。這種培訓(xùn)模式改變了傳統(tǒng)的以“教師講授”為主體的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，培養(yǎng)了藥學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的自學(xué)能力。
4.同時(shí)也加強(qiáng)了老師的教學(xué)技能培訓(xùn)。在情景模擬教學(xué)模式培訓(xùn)中，指導(dǎo)老師在培訓(xùn)中的角色和任務(wù)都發(fā)生了變化。老師不但需要具備高水平的專業(yè)知識(shí)和技能，同時(shí)也要具備豐富的非技術(shù)性技能，而且還要深入理解并熟練掌握情景模擬教學(xué)的方法和技巧，他們由既往的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿髡吆鸵龑?dǎo)者。在情景模擬教學(xué)過(guò)程中，藥學(xué)生是主體，指導(dǎo)教師的任務(wù)主要是“引導(dǎo)、分析和總結(jié)”，避免藥學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中偏離主題，同時(shí)在適當(dāng)?shù)那闆r下指導(dǎo)和幫助藥學(xué)生構(gòu)建清晰的臨床思路。由于許多指導(dǎo)教師開始尚不適應(yīng)這種培訓(xùn)模式，因此，有必要對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)技能培訓(xùn)，以保證情景模擬教學(xué)模式的順利實(shí)施。
綜上所述，情景模擬教學(xué)法從臨床實(shí)際出發(fā)，設(shè)置懸念，能啟發(fā)藥學(xué)本科生的探索精神，增強(qiáng)學(xué)習(xí)愿望，是一種寬松、和諧、開放的教學(xué)模式，這種模式以學(xué)生為主體，以模擬情景為依托，使學(xué)生在逼真的環(huán)境中提高學(xué)習(xí)能力，主動(dòng)地學(xué)習(xí)。與傳統(tǒng)教學(xué)模式比較，具有重點(diǎn)明確、目的性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及提高學(xué)生的交流合作能力都有很大幫助，是符合醫(yī)學(xué)教育現(xiàn)狀的，有利于保證教學(xué)質(zhì)量的一種有效的教學(xué)模式。將情景模擬教學(xué)法應(yīng)用到藥學(xué)本科生教學(xué)中，還有利于教師隨時(shí)測(cè)評(píng)自己的教學(xué)效果，有利于提高教學(xué)活動(dòng)中師生的相互交流與互動(dòng)，為推進(jìn)素質(zhì)教育起到積極的作用。同時(shí)能彌補(bǔ)傳統(tǒng)藥學(xué)教育的缺陷，促進(jìn)藥學(xué)本科生實(shí)現(xiàn)從藥學(xué)生向臨床藥師的轉(zhuǎn)變，逐步成為一名醫(yī)德醫(yī)風(fēng)皆優(yōu)、綜合能力齊備、整體素質(zhì)優(yōu)良的臨床藥師。
參考文獻(xiàn)：
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一、 認(rèn)為物理探究教學(xué)是唯一的方式
物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出:物理課程突出科學(xué)探究,但探究只是一種讓學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)的重要學(xué)習(xí)方式,并不是唯一的方式?？墒?一些物理教師由于知識(shí)和認(rèn)識(shí)上的原因,在教學(xué)任何問(wèn)題都要用物理探究的方法。事實(shí)上,課堂中有效的學(xué)習(xí)要依靠多種不同的教學(xué)方法,所有的科學(xué)知識(shí)都只用一種方式來(lái)教是低效的。在選擇具體的教學(xué)方法時(shí),一個(gè)比較明智的做法是將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)對(duì)象有機(jī)地結(jié)合起來(lái)考慮。如果只要求學(xué)生掌握某個(gè)結(jié)論,那么講授法也許就能達(dá)到目的,如果必須要學(xué)生了解過(guò)程與方法,以便更好地掌握概念、規(guī)律等,那么教師就要考慮設(shè)計(jì)一個(gè)探究過(guò)程。也就是說(shuō),具體選擇哪種教學(xué)方法或哪幾種教學(xué)方法的組合,關(guān)鍵看想要達(dá)到什么目的,而不是一味提倡物理探究,徹底拋棄其他方法。
二、 把物理探究按照一定的步驟進(jìn)行
物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出:進(jìn)行科學(xué)探究的方式是多種多樣的,其基本過(guò)程一般包括提出問(wèn)題、進(jìn)行猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、獲取事實(shí)與證據(jù)、檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)、合作與交流等六個(gè)要素?？墒?許多物理教師卻把要素誤認(rèn)為是環(huán)節(jié),在每次探究活動(dòng)中都不敢遺漏任何一個(gè)要素,按部就班地忠實(shí)地執(zhí)行這六個(gè)要素。這種步驟化的課堂探究,由于過(guò)分追求探究過(guò)程的完整性,在時(shí)間上是很難保證的,即使做到了,對(duì)每個(gè)要素的挖掘也只能是淺嘗輒止。因此,對(duì)于一個(gè)具體的探究活動(dòng),不應(yīng)是所有的要素都要強(qiáng)化。學(xué)生應(yīng)該在哪個(gè)要素上花工夫,或者說(shuō),探究活動(dòng)的主要能力目標(biāo)是哪個(gè)要素,應(yīng)根據(jù)課題的特征、知識(shí)的循序漸進(jìn)要求和學(xué)生的身心特點(diǎn)等進(jìn)行合理和全面的規(guī)劃。這樣一節(jié)課雖然只突出了某一兩個(gè)要素,但不同的課題分別突出了不同的要素,學(xué)生所得到的將是深入和全面的發(fā)展。
三、 認(rèn)為物理探究就是物理實(shí)驗(yàn)
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,許多物理探究活動(dòng)都涉及實(shí)驗(yàn),并要求在設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)、探索精神和探究能力。于是,一些物理教師將科學(xué)探究與學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單地等同起來(lái),認(rèn)為科學(xué)探究就是讓學(xué)生更多地動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),所有的探究活動(dòng)都要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)。其實(shí),這是對(duì)科學(xué)探究的一種錯(cuò)誤理解,雖然實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的基礎(chǔ),但絕不是說(shuō),物理課上中的每一個(gè)規(guī)律都應(yīng)該或可以直接由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)。沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程同樣可以總結(jié)出規(guī)律,同樣可以是物理探究,如根據(jù)實(shí)驗(yàn)推理等,它們同樣具有重要的意義。此外,由于有的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)并不能保證學(xué)生思維的真實(shí)投入,也不是真正意義上的探究。物理探究不僅涉及邏輯推理和實(shí)驗(yàn)活動(dòng),同時(shí)還是一個(gè)充滿創(chuàng)造性思維的過(guò)程。
四、 認(rèn)為物理探究就是合作學(xué)習(xí)
物理課上要鼓勵(lì)學(xué)生合作學(xué)習(xí),利用協(xié)作性的小組形式積極開展探究活動(dòng)。因此,物理教材中設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)大多以小組合作的形式呈現(xiàn),公開課上的探究活動(dòng)也以小組合作的形式展開,日常教學(xué)中由于缺少實(shí)驗(yàn)器材等原因,探究活動(dòng)更應(yīng)以小組合作的形式進(jìn)行,久而久之,使許多物理教師認(rèn)為物理探究活動(dòng)必須小組化、合作化?？陀^地說(shuō),小組合作探究確實(shí)是一種重要組織形式和教學(xué)策略,但這并不是說(shuō)不需要獨(dú)立探究了。英國(guó)著名科學(xué)哲學(xué)家卡爾波普爾曾指出:“一個(gè)成功的探究者必須學(xué)會(huì)做一個(gè)獨(dú)行者?！蓖ㄟ^(guò)獨(dú)立探究,可以使學(xué)生獲得第一手的感性認(rèn)識(shí),有利于學(xué)生形成鮮明的表象,為科學(xué)概念的建立及其科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果沒(méi)有獨(dú)立探究,談不到創(chuàng)造,只能亦步亦趨,照貓畫虎,創(chuàng)新也就成為一句空話。
【關(guān)鍵詞】高中物理 探究學(xué)習(xí) 教學(xué)設(shè)計(jì)
21世紀(jì)是創(chuàng)新教育的世紀(jì)，當(dāng)今時(shí)代，不再是以擁有知識(shí)量的多少作為衡量一個(gè)人素質(zhì)高低的唯一尺度，創(chuàng)新和實(shí)踐能力成為衡量人才素質(zhì)高低的關(guān)鍵因素。實(shí)踐證明，探究教學(xué)更有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力，拓寬學(xué)生獲取信息的渠道，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
目前，在我校高中物理探究式教學(xué)實(shí)驗(yàn)逐步深入開展并已積累了一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的條件下，探索和提出探究式教學(xué)模式，有利于教師進(jìn)行較規(guī)范的、具備參照系的、便于操作的探究式教學(xué)。本文結(jié)合本校開展探究式教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本校特色的高中物理探究式教學(xué)模式進(jìn)行初步探討。
一、高中物理探究式教學(xué)原則
設(shè)計(jì)任何一種探究式教學(xué)模式，首先要明確的重要問(wèn)題之一，就是設(shè)計(jì)這種教學(xué)模式的指導(dǎo)原則，因?yàn)橹笇?dǎo)原則制約著探究式教學(xué)的目標(biāo)、形式、內(nèi)容和方法。筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)高中物理探究式教學(xué)模式應(yīng)明確以下幾個(gè)基本原則：
1.自主性原則。在探究式教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，教師應(yīng)盡量將時(shí)間和空間留給學(xué)生，讓學(xué)生自主思考，積極討論，突出學(xué)生的親自感悟能力，培養(yǎng)學(xué)生的多向思維。但探究的關(guān)鍵不在于探究所用時(shí)空的數(shù)量，而在于學(xué)生自主思維的廣度和深度。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的探究能力水平，通常我們可以采用教師引導(dǎo)學(xué)生探究和學(xué)生自主探究?jī)煞N形式或兩種形式相結(jié)合的方式。很多時(shí)候，教師在探究活動(dòng)中既是引導(dǎo)者也是合作者，教師的作用就是設(shè)計(jì)、組織、協(xié)調(diào)和點(diǎn)撥學(xué)生自主探索與合作交流，激勵(lì)學(xué)生的探究興趣。當(dāng)然，我們強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)的自主性并不是任學(xué)生自由發(fā)展，而應(yīng)是整個(gè)探究活動(dòng)在教師的合理調(diào)控之中。最關(guān)鍵的是自主性不僅體現(xiàn)在時(shí)間上，而且要體現(xiàn)在學(xué)生思維的主動(dòng)擴(kuò)展上。
2.靈活性原則?！缎抡n標(biāo)》指出：“在學(xué)生的科學(xué)探究中，其探究過(guò)程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素?！币虼耍覀兛梢苑Q前一種情況為部分探究，后一種情況為完整探究。通常一堂課僅40分鐘，要涉及所有探究要素較難，特別是在探究式教學(xué)剛開始實(shí)施階段，讓學(xué)生自主完成完整的七個(gè)探究要素更是不現(xiàn)實(shí)的。因此，采用部分探究還是完整探究，主要應(yīng)根據(jù)所探究的問(wèn)題、在某一問(wèn)題中各要素體現(xiàn)的價(jià)值、難易程度以及探究所需時(shí)間來(lái)決定。學(xué)生在各個(gè)探究要素中的能力表現(xiàn)往往是不一樣的，在有些探究要素中，學(xué)生自主性較強(qiáng)，能獨(dú)立駕馭；在有些探究要素中，學(xué)生不能獨(dú)立進(jìn)行，需要教師做必要的引導(dǎo)或點(diǎn)撥。因此，教師需要靈活地選擇探究的側(cè)重點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的探究要素，開展探究式教學(xué)。
3.漸進(jìn)性原則。學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的學(xué)習(xí)需要有一個(gè)過(guò)程，因此，探究式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則。教師所采用的教學(xué)模式應(yīng)該是由教師調(diào)控探究逐步發(fā)展為學(xué)生自控探究；所探究的問(wèn)題也宜由淺入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。在探究活動(dòng)中，教師應(yīng)先著重培養(yǎng)學(xué)生的一種探究意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察，能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，進(jìn)行大膽猜想，嘗試解決問(wèn)題或提出解決問(wèn)題的設(shè)想，在教師的幫助、引導(dǎo)、示范下感受科學(xué)探究的過(guò)程，然后再逐漸向更規(guī)范、更完整的科學(xué)探究層次發(fā)展。
探究式教學(xué)形式也是多樣的，既可以是實(shí)驗(yàn)式的探究也可以是理論式的探究。前者是指在科學(xué)探究過(guò)程中主要通過(guò)做實(shí)驗(yàn)來(lái)解決提出的問(wèn)題，后者則是主要通過(guò)演繹、歸納等推理方法來(lái)解決提出的問(wèn)題。同時(shí)，探究式教學(xué)的內(nèi)容可以是《新課標(biāo)》要求的內(nèi)容，也可以是與《新課標(biāo)》科學(xué)內(nèi)容相關(guān)的交叉學(xué)科的內(nèi)容，還可以是貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會(huì)實(shí)際的內(nèi)容等。
二、高中物理探究式教學(xué)教案設(shè)計(jì)要素
教學(xué)教案是教師教育思想、智慧、動(dòng)機(jī)、經(jīng)驗(yàn)、個(gè)性和教學(xué)藝術(shù)的綜合體現(xiàn)，探究式教學(xué)的教案設(shè)計(jì)更應(yīng)突出探究式教學(xué)模式的特點(diǎn)。因此，教師在寫教案時(shí)，教案設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下幾大要素：
1.探究目標(biāo)。包括知識(shí)與技能，過(guò)程與方法和情感、態(tài)度與價(jià)值觀三維目標(biāo)。
2.探究重、難點(diǎn)。為充分培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，在探究式教學(xué)過(guò)程中，一定要弄清哪些是探究的主要部分，哪些是探究的次要部分，哪些是重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)，只有這樣才有利于引導(dǎo)學(xué)生圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)展開思考并發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)。
黃恕伯：從2001年到2011年的新課程實(shí)施中，科學(xué)探究教學(xué)在物理課程中得到了重視，教師們對(duì)科學(xué)探究的理解已經(jīng)從文本認(rèn)識(shí)上升到實(shí)踐體會(huì)。但在這段過(guò)程中，對(duì)科學(xué)探究的理解主要是關(guān)于科學(xué)探究的基本要素方面，即物理科學(xué)探究的提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析論證、評(píng)估、交流與合作這七個(gè)要素的含義，思考在探究中怎樣體現(xiàn)這些要素，從而發(fā)展學(xué)生的探究能力。而對(duì)于科學(xué)探究教學(xué)中出現(xiàn)的一些矛盾，仍然存在著一定的困惑。例如，科學(xué)探究有非常完備的探究環(huán)節(jié)和豐富的探究過(guò)程，學(xué)生要自主經(jīng)歷七個(gè)要素，需要花費(fèi)大量的時(shí)間，然而課堂時(shí)間是有限的，課堂中除了科學(xué)探究活動(dòng)之外，還有其他教學(xué)任務(wù)需要完成。很多教師感到，只要課堂上進(jìn)行科學(xué)探究，時(shí)間就不夠用，構(gòu)成了“豐富的探究過(guò)程和有限的探究時(shí)間”這一對(duì)矛盾。又如，科學(xué)探究提倡學(xué)生自主探究，但課堂中如果學(xué)生完全獨(dú)立地進(jìn)行自主探究，教師不予指導(dǎo)，將會(huì)遇到很多困難，探究有時(shí)難以進(jìn)行下去，而教師過(guò)多、過(guò)細(xì)地進(jìn)行指導(dǎo)，又削弱了學(xué)生的自主程度，影響了學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，這又構(gòu)成了“學(xué)生自主”和“教師指導(dǎo)”的另一對(duì)矛盾。面對(duì)普遍存在的上述問(wèn)題和困惑，初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，就要引導(dǎo)教師正確認(rèn)識(shí)和處理這些問(wèn)題。
2001年版物理課程標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)科學(xué)探究案例，當(dāng)時(shí)撰寫這兩個(gè)案例的目的，是為了使教師對(duì)科學(xué)探究的七個(gè)要素有所了解，第一個(gè)案例是課內(nèi)的科學(xué)探究，陳述了“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)”這節(jié)課的探究過(guò)程，并把全部過(guò)程劃分成了七個(gè)環(huán)節(jié)，分別貼上了相關(guān)要素的標(biāo)題，通過(guò)具體情景對(duì)七個(gè)要素進(jìn)行解讀。通過(guò)十年的實(shí)施，教師們對(duì)七個(gè)要素已經(jīng)有了明確的認(rèn)識(shí)，案例已經(jīng)很好地完成了它的歷史使命，現(xiàn)已沒(méi)有繼續(xù)保留的價(jià)值了，當(dāng)今要解決的，是如何引導(dǎo)教師消除科學(xué)探究中的一些困惑。因此，修訂時(shí)刪去了原來(lái)這個(gè)案例，重新撰寫了兩個(gè)課例，幫助教師們認(rèn)識(shí)：課內(nèi)的探究和課外的探究有什么區(qū)別，案例是怎樣處理以上兩對(duì)矛盾的。
新撰寫的兩個(gè)案例，一個(gè)是“什么情況下磁可以生電”，另一個(gè)是“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。盡管這兩個(gè)課題的內(nèi)容差別很大，一個(gè)是電學(xué)的，另一個(gè)是光學(xué)的，但是它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，各個(gè)探究要素并不面面俱到：前一個(gè)案例側(cè)重于“提出問(wèn)題”，后一個(gè)案例側(cè)重“分析和論證”。由于案例具有情境的支撐，教師閱讀后能具體地領(lǐng)悟到：課堂上實(shí)施科學(xué)探究時(shí)，七個(gè)要素不是面面俱到的，而是有所側(cè)重，屬于本課題所側(cè)重的要素，教師要舍得花時(shí)間，讓學(xué)生自主探究，少加指導(dǎo)；不屬于側(cè)重的要素，教師則可以通過(guò)指導(dǎo)，使探究過(guò)程可以很快進(jìn)行下去。這就是說(shuō)，課堂內(nèi)的科學(xué)探究，通過(guò)“不同的課題側(cè)重培養(yǎng)不同能力”的辦法，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種探究能力的全面發(fā)展。
因此，實(shí)施科學(xué)探究教學(xué)時(shí)，首先需要根據(jù)所探究課題的特點(diǎn)，分析和確定應(yīng)側(cè)重的要素，隨后依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)“科學(xué)探究能力的基本要求”的條目，通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)，把這些基本要求轉(zhuǎn)化為學(xué)生在課堂上的探究行為，通過(guò)這些行為的積累，發(fā)展相關(guān)的探究能力。
《中國(guó)教師》：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，搞好物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，提高學(xué)生的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，發(fā)展學(xué)生的探究能力。教師在實(shí)際教學(xué)中，如何優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展？
黃恕伯：首先需要提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)。提到物理實(shí)驗(yàn)，往往會(huì)把它和操作技能聯(lián)系在一起，在考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰r(shí)，總是會(huì)想到通過(guò)某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，例如電表，游?biāo)卡、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，還有各種物理儀器的使用方法和操作注意事項(xiàng)等。其實(shí)，這些操作技能僅僅是物理實(shí)驗(yàn)中收集信息能力的一小部分，而收集信息能力又是物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊恍〔糠?。物理?shí)驗(yàn)有著寬廣的含義，它包含提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析數(shù)據(jù)、形成結(jié)論和表達(dá)交流等一系列過(guò)程。實(shí)驗(yàn)的目的，是讓學(xué)生在這些過(guò)程中提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，增?qiáng)理論和實(shí)踐相結(jié)合的意識(shí)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，發(fā)揚(yáng)自主、合作的科學(xué)精神。物理實(shí)驗(yàn)是有多維目標(biāo)的。
物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，凡是用“通過(guò)實(shí)驗(yàn)”這一措辭陳述的知識(shí)內(nèi)容，都必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)施教學(xué)。除此之外，為提高教學(xué)效果，教師還應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件做一些課程標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定的物理實(shí)驗(yàn)。課程標(biāo)準(zhǔn)涉及物理實(shí)驗(yàn)的條目共有30多條，這次修訂，課程標(biāo)準(zhǔn)在附錄中列出了20個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定為學(xué)生實(shí)驗(yàn)。這一舉措，確保了學(xué)生有一定的動(dòng)手機(jī)會(huì)和自主探究過(guò)程，起到了強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。具體實(shí)施時(shí)，有條件的學(xué)校不應(yīng)受20個(gè)項(xiàng)目的束縛，仍然可以把規(guī)定之外的一些演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)。例如“用電壓表、電流表測(cè)電阻”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，考慮到它的能力結(jié)構(gòu)與“測(cè)量小燈泡的功率”完全重疊，而其知識(shí)內(nèi)容又和“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”是一樣的，為了避免重復(fù)，20個(gè)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有把它列入，但仍然提倡有條件的學(xué)校把它作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)施，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)并不是做一次實(shí)驗(yàn)就可以完成的，能力的形成需要相應(yīng)行為的積累。
當(dāng)前有不少學(xué)校推行學(xué)案導(dǎo)學(xué)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，學(xué)案的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于學(xué)生積極思考，有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，不要把實(shí)驗(yàn)操作步驟按順序一條一條列給學(xué)生，讓學(xué)生呆板地按“施工單”的工序來(lái)施工，不求甚解地在實(shí)驗(yàn)學(xué)案的空格中填空。當(dāng)然，這樣可能比較容易得到預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師或許能從學(xué)生填寫的“施工單”中獲得很好的感覺(jué)，但學(xué)生的能力得不到培養(yǎng)。
《中國(guó)教師》：2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)物理教學(xué)與實(shí)際生活的聯(lián)系，這也是物理教學(xué)一直倡導(dǎo)的。您能給大家談?wù)勎锢斫虒W(xué)聯(lián)系實(shí)際的意義和價(jià)值嗎？教師在教學(xué)中如何做到這一點(diǎn)，可否給予一些指導(dǎo)意見？
黃恕伯：2011年版的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步強(qiáng)化了物理知識(shí)跟生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，更加關(guān)注知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用。例如，在電磁感應(yīng)的條目中，增加了“了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”，在浮力的條目中，增加了“運(yùn)用物體的浮沉條件說(shuō)明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象”，類似的補(bǔ)充，還出現(xiàn)在大氣壓、機(jī)械效率、焦耳定律等條目中。這些修訂，體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”理念的重視。
物理教學(xué)與生活實(shí)踐相聯(lián)系，將進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，它不僅有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，對(duì)學(xué)生的終生發(fā)展具有重要的積極意義，同時(shí)也對(duì)提高學(xué)生當(dāng)前的學(xué)業(yè)成績(jī)具有現(xiàn)實(shí)意義。2011年昆明市中考題就考了這樣一道題：相距幾十公里遠(yuǎn)的甲、乙兩地間的兩根輸電線上結(jié)滿了冰，利用乙地的直流融冰裝置（直流電源）給這兩根導(dǎo)線同時(shí)融冰，應(yīng)怎樣連接？缺乏實(shí)踐意識(shí)的考生就會(huì)犯“紙上談兵”的錯(cuò)誤，采用并聯(lián)電路，稀里糊涂地把直流融冰電源跟幾十公里外的輸電線用導(dǎo)線連起來(lái)，導(dǎo)致答案的錯(cuò)誤。顯然，本題并不難在知識(shí)上，而是在一定程度上考查了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維習(xí)慣。增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，就能取得該類試題的高分。
要增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，就需要精選一些聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容充實(shí)課堂，例如跟學(xué)生生活聯(lián)系密切的內(nèi)容、社會(huì)熱點(diǎn)內(nèi)容、反映現(xiàn)代科技成果的內(nèi)容等；讓學(xué)生估計(jì)生活中有關(guān)物理量的大??；用生活中隨手可得的常見物品（易拉罐、吸管、礦泉水瓶等）在課堂中做實(shí)驗(yàn)，這樣既可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性，也有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
要增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，還要選擇優(yōu)化的教學(xué)方式，對(duì)于聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，不要單調(diào)地采用“老師講、學(xué)生聽”這種聽覺(jué)灌輸式的低級(jí)方式，應(yīng)該重視圖片、視頻、實(shí)物演示等視聽同步教學(xué)；有條件的，還應(yīng)該讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手獲得實(shí)踐體驗(yàn)；進(jìn)一步的教學(xué)設(shè)計(jì)，還可以融入富有趣味的學(xué)術(shù)性游戲；再高一個(gè)層次，讓學(xué)生經(jīng)歷創(chuàng)造性地聯(lián)系實(shí)際解決問(wèn)題的過(guò)程。上面列出的教學(xué)方式是一個(gè)遞進(jìn)的優(yōu)化過(guò)程，應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)優(yōu)化的教學(xué)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)和實(shí)踐的聯(lián)系。
《中國(guó)教師》：怎樣才能更好地理解和落實(shí)2011年版課程標(biāo)準(zhǔn)的宗旨和目標(biāo)，是廣大教師要努力與奮斗的，對(duì)此，您還有哪些建議與要求寄予廣大教師？
黃恕伯：這次課程標(biāo)準(zhǔn)修訂的一個(gè)主要特點(diǎn)，就是在知識(shí)上向下作了微調(diào)，為減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，適當(dāng)?shù)卦趥€(gè)別地方降低了知識(shí)要求，例如把“知道波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系”修改為“知道波長(zhǎng)、頻率和波速”，不再對(duì)三者的關(guān)系提出要求，把“理解機(jī)械效率”下調(diào)為“知道機(jī)械效率”等。但“過(guò)程與方法”目標(biāo)方面卻恰恰相反，是向上進(jìn)行了微調(diào)，適當(dāng)?shù)靥岣吡丝茖W(xué)探究的要求，在公布的20個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中安排了9個(gè)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，而課改前教學(xué)大綱規(guī)定的17個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中研究性實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)半。在“情感·態(tài)度·價(jià)值觀”目標(biāo)方面，也是向上微調(diào)的，不少知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充了與實(shí)踐相聯(lián)系的內(nèi)容要求。
課程目標(biāo)要求在結(jié)構(gòu)上的這種微調(diào)，與當(dāng)前迫切需要糾正初中物理教學(xué)某些弊端的現(xiàn)狀是吻合的。不少教師由于過(guò)分強(qiáng)調(diào)“知識(shí)”目標(biāo)，隨意拔高知識(shí)要求，加重對(duì)知識(shí)與技能刻板訓(xùn)練的強(qiáng)度，助長(zhǎng)了學(xué)生的死記硬背，養(yǎng)成了學(xué)生的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，最終造成學(xué)生能力的低下，對(duì)學(xué)習(xí)的厭倦?，F(xiàn)實(shí)教學(xué)中的這種弊端，就是對(duì)“過(guò)程與方法”“情感·態(tài)度·價(jià)值觀”目標(biāo)沒(méi)有引起足夠重視的結(jié)果。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)探究 高考試題 實(shí)驗(yàn)裝備
倡導(dǎo)科學(xué)探究是本次基礎(chǔ)教育課程改革的主要內(nèi)容之一,其主要目的就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,提升他們的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)探究教學(xué)有多種方式,實(shí)驗(yàn)探究是理科教學(xué)中較為普遍的一種。將科學(xué)探究與科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái),在探究中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),或者依托實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究,既能發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?又可以比較全面地培養(yǎng)科學(xué)探究能力。如何考查和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)探究是當(dāng)前理科教學(xué)中的重要問(wèn)題,采用實(shí)驗(yàn)探究試題來(lái)考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Σ皇橛幸娴膰L試。有鑒于此,本文試圖通過(guò)對(duì)高考實(shí)驗(yàn)探究試題的分析,歸納出該類試題的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)裝備和實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)提出建議,以期對(duì)理科教學(xué)以有益的啟示。
一、高考對(duì)實(shí)驗(yàn)及探究能力的要求
生物、化學(xué)和物理是傳統(tǒng)的理科科目,都屬于自然學(xué)科,都以自然世界為主要研究對(duì)象,實(shí)驗(yàn)和探究是它們的共同特點(diǎn)。高考中進(jìn)行探究能力考查也主要集中在這3門學(xué)科的試題中。新課改強(qiáng)調(diào),實(shí)驗(yàn)和探究不僅是理科教學(xué)的重要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式,也是理科教學(xué)應(yīng)當(dāng)達(dá)成的課程目標(biāo)。新課改高考也對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰γ鞔_提出了考試要求。為了說(shuō)明在新課程改革后高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Φ目荚囈?下面以首次進(jìn)行新課改高考的北京為例,分析和比較《2010年普通高等學(xué)校全國(guó)統(tǒng)一考試北京卷考試說(shuō)明》中生物、化學(xué)和物理3科的能力要求,各科考試的能力要求見表1。
從表1可以看出:
1.3個(gè)科目都對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰μ岢隽丝荚囈?/p>
實(shí)驗(yàn)和探究都是自然科學(xué)的基礎(chǔ),是自然科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力。在理科教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)具有不可替代的重要作用和地位,科學(xué)探究也同樣如此。因此,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰M(jìn)行評(píng)價(jià),并在選拔性考試中作為一項(xiàng)重要的考查內(nèi)容而提出明確的要求,也是情理之中的。
2.實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木唧w要求
3個(gè)學(xué)科對(duì)實(shí)驗(yàn)考查的內(nèi)容和要求基本相同:一是指明了所要考查的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,是教材所規(guī)定的實(shí)驗(yàn);二是提出了能力要求,要求考生能夠正確使用和選擇實(shí)驗(yàn)儀器,能理解實(shí)驗(yàn)原理和方法,能掌握應(yīng)用相關(guān)操作,能夠收集、處理數(shù)據(jù)并對(duì)相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋、分析、說(shuō)明和評(píng)價(jià);三是考查的實(shí)驗(yàn)類型有所改變,將探索性試驗(yàn)和設(shè)計(jì)性試驗(yàn)的考查劃歸于探究能力的要求之下。總體來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橐竺鞔_,體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性地位,突出了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ρ旧淼膬?nèi)涵和意義,這將有助于高中理科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)備考。
3.科學(xué)探究能力的具體要求
3科均對(duì)學(xué)科問(wèn)題的初步探究能力提出了要求,雖然詳略不一,但主要都包括提出解決問(wèn)題的思路和方案、構(gòu)建模型、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集和處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、進(jìn)行解釋和評(píng)價(jià)、進(jìn)行修改和完善等方面。此外,物理學(xué)科還明確給出了信息獲取、問(wèn)題提出等方面的要求。
4.實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Φ年P(guān)系
3門學(xué)科的考試說(shuō)明對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Φ年愂?出現(xiàn)了合并陳述和分開陳述兩種情況?；瘜W(xué)和生物就采取了兩種能力合并陳述。而物理學(xué)科卻不這么處理,不僅將兩種能力的要求分開描述,還將實(shí)驗(yàn)?zāi)芰w于基礎(chǔ)能力層次,將探究能力歸于較高能力層次,即使在探究能力具體要求中出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫娴膬?nèi)容,也只限于實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
科學(xué)探究的方式有許多種,實(shí)驗(yàn)只是其中的一種,還有其他的方式和途徑,但是由于實(shí)驗(yàn)在探究中的重要作用以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究所具有的實(shí)踐性、完備性和豐富性,實(shí)驗(yàn)探究就成了探究教學(xué)最為主要的形式。探究能力的考查要依照探究教學(xué)的實(shí)際情況。從實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)出發(fā),借鑒實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾榈慕?jīng)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Φ目疾檫M(jìn)行一定程度的綜合,實(shí)驗(yàn)探究試題就應(yīng)運(yùn)而生了,頻繁出現(xiàn)在各種考題中,成為紙筆考試考查探究能力的主要方式。
二、2010年高考實(shí)驗(yàn)探究試題的分析
在高考理科綜合考試中,實(shí)驗(yàn)探究試題是科學(xué)探究能力考查的主要形式。將實(shí)驗(yàn)探究試題進(jìn)行整理分析,找出其特點(diǎn)和規(guī)律,對(duì)于指導(dǎo)探究教學(xué)和高考備考都有重要的意義。2010年高考理科綜合實(shí)驗(yàn)探究試題的情況見表2。
實(shí)驗(yàn)探究試題在高考試卷中呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):
1.各卷各科均有實(shí)驗(yàn)探究試題
除全國(guó)卷I,II因?yàn)樯形催M(jìn)入新課改高考,其余各卷都是新課改高考試卷,都對(duì)科學(xué)探究能力提出了考試要求。各套理綜試卷都有實(shí)驗(yàn)探究試題,分值在12～60分之間不等,有選擇題、填空題、作圖題、簡(jiǎn)答題、信息題等題型。有的試卷,3門學(xué)科均有實(shí)驗(yàn)探究試題,有的試卷只有某一學(xué)科或者某兩門學(xué)科有該類試題。在新課改高考的13套試卷中,有6道化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究試題,生物13道,物理8道。
2.以考查探究能力為主,兼顧實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
實(shí)驗(yàn)探究試題主要目的在于探究能力的考查,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ皇亲鳛樘骄磕芰Φ囊徊糠?。?shí)驗(yàn)探究試題,對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考查多數(shù)集中在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)操作方法上,物理部分試題還考查了數(shù)據(jù)的處理,基本上沒(méi)有試題考查基本儀器的使用方法。
3.科學(xué)探究能力考查的特點(diǎn)
科學(xué)探究能力的組成要素,各學(xué)科之間存在著一定的差異,但是最為基本的要素卻比較一致。表2中整理出各道試題所考查的探究能力要素,呈現(xiàn)出一些特點(diǎn):第一,各題考查的探究能力要素多寡不一,有的試題只考查了某一個(gè)或者幾個(gè)要素,有的試題考查的就比較全面;第二,有些探究能力要素出現(xiàn)的頻次很高,比如分析與論證、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),而另一些探究能力要素出現(xiàn)的頻次較低,甚至受到紙筆測(cè)試的限制而無(wú)法考查,比如提出問(wèn)題、交流與評(píng)價(jià);第三,由于學(xué)科特點(diǎn)不同,不同學(xué)科考查的側(cè)重點(diǎn)也不一樣,比如物理學(xué)科對(duì)于數(shù)據(jù)的收集和處理要求較高,物理實(shí)驗(yàn)探究試題對(duì)這一要素考查的就比生物和化學(xué)要多一些;第四,科學(xué)探究能力要素的考查要求水平不一,有些要素的考查要求比較高,比如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、控制變量,有些要素要求的比較一般,比如評(píng)估、猜想與預(yù)測(cè)。
4.實(shí)驗(yàn)探究試題取材科學(xué)、合理
實(shí)驗(yàn)探究試題的素材內(nèi)容豐富,源于教材,但不拘于教材,體現(xiàn)了學(xué)科知識(shí)與社會(huì)、科技、生活的聯(lián)系,反映了當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)生活的現(xiàn)狀和特點(diǎn),考慮了各學(xué)科之間的聯(lián)系。比如,化學(xué)試題對(duì)化工生產(chǎn)中相關(guān)化學(xué)知識(shí)的考查,物理試題對(duì)太陽(yáng)能利用中的電學(xué)知識(shí)的考查,生物試題對(duì)諸如赤潮、抗旱等環(huán)保議題的關(guān)注。
實(shí)驗(yàn)探究試題在高考試卷中頻繁出現(xiàn),成為科學(xué)探究能力考查的主要方式,這種題型和考查方式在一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)繼續(xù)存在。對(duì)實(shí)驗(yàn)探究試題的分析,把握其特點(diǎn),了解其趨勢(shì),對(duì)于我們改進(jìn)探究教學(xué)和高考備考都有重要的意義。
三、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)開展的建議
《考試說(shuō)明》界定了高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Φ囊?實(shí)驗(yàn)探究試題呈現(xiàn)了考查的具體形式和內(nèi)容。通過(guò)對(duì)它們的整理和分析,我們從中得到一些啟示,用以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),以期提高學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。
1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
確保實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行是開展實(shí)驗(yàn)探究教與學(xué)的基本要求。實(shí)驗(yàn)是探究的主要途徑,探究需要借助于實(shí)驗(yàn)來(lái)推進(jìn),如果實(shí)驗(yàn)不能正常進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)探究也就無(wú)從談起。所以,必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)要注意四個(gè)方面。第一,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。教師要有目的地引導(dǎo)學(xué)生,把他們的興趣引向?qū)嶒?yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展上來(lái);第二,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。必須加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的示范講解、分組實(shí)驗(yàn)的實(shí)操訓(xùn)練,嚴(yán)格要求,嚴(yán)格操練,使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)儀器的主要性能和使用方法;第三,引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)教材中科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)方案。教材中的實(shí)驗(yàn)給出了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思想和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法,教師必須引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些思想和方法進(jìn)行必要的歸納和總結(jié);第四,鼓勵(lì)學(xué)生多做課外實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)課外實(shí)驗(yàn)可以獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),因而可以更好地提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
2.把握科學(xué)探究過(guò)程,全面提高科學(xué)探究能力
經(jīng)過(guò)幾年的摸索和嘗試,科學(xué)探究能力的考查逐漸有了發(fā)展,考查范圍覆蓋了科學(xué)探究能力的多個(gè)要素。從2010年高考實(shí)驗(yàn)探究試題來(lái)看,考查了猜想與預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、控制變量、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析與論證、誤差分析、評(píng)估與交流等方面內(nèi)容。這就要求在教學(xué)中,應(yīng)該著眼于科學(xué)探究的整個(gè)過(guò)程,重視每個(gè)探究要素的教學(xué),全面培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。
科學(xué)探究能力的培養(yǎng)要注意五個(gè)方面。第一,科學(xué)探究能力由科學(xué)探究?jī)?nèi)容、科學(xué)探究的過(guò)程和科學(xué)探究能力的品質(zhì)這3個(gè)維度組成,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力應(yīng)該注重3個(gè)維度的協(xié)調(diào)發(fā)展,逐步形成完整而合理的結(jié)構(gòu);第二,科學(xué)探究能力的培養(yǎng)必須貫穿于科學(xué)內(nèi)容的教學(xué)與探究過(guò)程中,并且將能力品質(zhì)的訓(xùn)練作為培養(yǎng)科學(xué)探究能力的突破口,要謹(jǐn)防科學(xué)探究中淡化理論思維的做法;第三,科學(xué)探究能力以科學(xué)知識(shí)和探究技能為基礎(chǔ),科學(xué)探究能力的發(fā)展離不開知識(shí)的理解和技能的掌握,拋開具體的知識(shí)進(jìn)行空泛的科學(xué)探究,不利于探究能力的發(fā)展;第四,教材中設(shè)置了不同的探究活動(dòng),比如實(shí)驗(yàn)探究和理論探究,不同的探究活動(dòng)可以有針對(duì)地培養(yǎng)探究能力的不同要素,教師要挖掘教材中的探究活動(dòng),有計(jì)劃、有步驟地培養(yǎng)各個(gè)要素;第五,引導(dǎo)學(xué)生將課內(nèi)探究與課外探究結(jié)合起來(lái),將課內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)用到課外探究中去,獨(dú)立開展探究活動(dòng),鍛煉自己的探究能力。
3.開展形式多樣的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究訓(xùn)練
實(shí)驗(yàn)探究的形式多種多樣,可以是課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)探究也可以是課外的實(shí)驗(yàn)探究,可以是學(xué)生自主探究也可以是在教師指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)探究,可以歷經(jīng)整個(gè)探究過(guò)程也可以著重某些探究環(huán)節(jié)。具體來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)探究類型有:演示實(shí)驗(yàn)探究、分組實(shí)驗(yàn)探究、邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)探究、課外實(shí)驗(yàn)探究。演示實(shí)驗(yàn)探究主要在于展示規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作、激發(fā)學(xué)生探究興趣、引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題;學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)探究,可以訓(xùn)練規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能、體驗(yàn)完整的科學(xué)探究、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的思想和方法;邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)探究將教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位結(jié)合起來(lái),學(xué)生在教師的引導(dǎo)下圍繞著科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究,在探究過(guò)程中可以很好地交流與合作,展開較為深入的討論和思考;課外實(shí)驗(yàn)探究具有較強(qiáng)的獨(dú)立性和實(shí)踐性,通過(guò)課外實(shí)驗(yàn)探究可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、勇于探究和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在教學(xué)中,要充分開展多種形式的實(shí)驗(yàn)探究,通過(guò)不同形式的實(shí)驗(yàn)探究,在探究目的、實(shí)驗(yàn)器材、探究方案、操作過(guò)程、數(shù)據(jù)分析、主體性、創(chuàng)新性等方面加強(qiáng)學(xué)生探究能力的訓(xùn)練。
4.突出訓(xùn)練學(xué)生探究設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)分析處理能力和分析與論證能力
高考實(shí)驗(yàn)探究試題呈現(xiàn)出的一個(gè)特點(diǎn)就是,探究設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)分析處理能力和分析與論證能力的考查頻次多、要求高、內(nèi)容廣泛。2010年高考中,實(shí)驗(yàn)探究試題對(duì)探究設(shè)計(jì)能力的考查有10道題,對(duì)分析與論證的考查有19道題,對(duì)數(shù)據(jù)分析處理的考查有9道題。探究方案設(shè)計(jì)能力、分析與論證能力和數(shù)據(jù)分析處理能力都是進(jìn)行科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié),是衡量學(xué)生科學(xué)探究能力高低的重要指標(biāo),是歷年高考考查的重點(diǎn),應(yīng)當(dāng)引起理科教學(xué)的充分重視。在教學(xué)中,要?jiǎng)?chuàng)設(shè)條件,對(duì)學(xué)生加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)、分析與論證、數(shù)據(jù)收據(jù)與處理等方面的訓(xùn)練。根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)這些探究能力要素的教學(xué)要求,在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,盡量讓學(xué)生親身經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)的過(guò)程,分析實(shí)驗(yàn)要解決的主要問(wèn)題,提出解決這些問(wèn)題的各種方案的優(yōu)劣,通過(guò)篩選、優(yōu)化、組合形成探究方案,在探究結(jié)束時(shí)還要評(píng)價(jià)這個(gè)方案。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,需要明確數(shù)據(jù)處理的基本方向、科學(xué)原理、數(shù)學(xué)思路、處理方法、處理手段等各個(gè)方面,要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,要掌握列表法、圖像法、公式法等數(shù)據(jù)處理方法,能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔、清晰地描述,能夠合乎邏輯地得出正確的結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)探究的靈魂是科學(xué)探究,途徑是科學(xué)實(shí)驗(yàn),保障是掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)要重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能,確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行,同時(shí)也必須牢牢抓住科學(xué)探究,積極創(chuàng)造科學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)生開展各個(gè)角度、多個(gè)層面的科學(xué)探究。在實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的過(guò)程中,既要依托實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究,也要在探究過(guò)程中不斷促進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Φ陌l(fā)展,特別是方案設(shè)計(jì)能力和數(shù)據(jù)處理分析能力。只有這樣,才能真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)探究的教育功能,在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的能力,提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。
四、高中理科實(shí)驗(yàn)裝備配置的建議
實(shí)驗(yàn)裝備是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和必要保障。兵馬未動(dòng),糧草先行。實(shí)驗(yàn)探究是一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式,開展實(shí)驗(yàn)探究,既需要依托已有的實(shí)驗(yàn)裝備,充分發(fā)揮它們的功能和作用,也需要開發(fā)新的儀器和設(shè)備,滿足實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的特殊要求。
1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校基本的辦學(xué)條件之一,也是重要的課程資源。隨著課程改革的不斷推進(jìn),實(shí)驗(yàn)室的功能和地位越來(lái)越得到凸顯和強(qiáng)化。這就要求,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)提供按照國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的環(huán)境和條件,應(yīng)滿足進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的要求。學(xué)校應(yīng)根據(jù)選用的國(guó)家課程、地方課程和校本課程教材來(lái)滿足教學(xué)需要,采取按國(guó)家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選配、定制、自制的方法,配齊配足課程教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、教學(xué)訓(xùn)練和綜合實(shí)踐活動(dòng)所需要的教學(xué)儀器設(shè)備。做好教學(xué)儀器設(shè)備更新工作,逐步提高學(xué)校的裝備水平。
2.健全實(shí)驗(yàn)室人員隊(duì)伍
實(shí)驗(yàn)室人員是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的主力軍,應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)室人員隊(duì)伍建設(shè),健全實(shí)驗(yàn)室人員隊(duì)伍,形成合理的實(shí)驗(yàn)室人員管理和培訓(xùn)機(jī)制。就目前來(lái)看,實(shí)驗(yàn)室人員主要包括實(shí)驗(yàn)教師、技術(shù)人員和管理人員,他們承擔(dān)著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)正常開展的重要任務(wù)。實(shí)驗(yàn)室工作是一項(xiàng)具有較強(qiáng)專業(yè)要求的工作,需要一定的專業(yè)知識(shí)和技能,實(shí)驗(yàn)室人員應(yīng)該具備相應(yīng)的學(xué)歷水平和專業(yè)背景,還需要不斷地參加教育培訓(xùn)。這次課程改革,實(shí)驗(yàn)教學(xué)和裝備有較大的改變,需要實(shí)驗(yàn)室人員在理念和行動(dòng)上有所改進(jìn),要求他們必須學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟課程改革的精神,按照不同學(xué)科的具體要求展開創(chuàng)造性的工作。
3.配足實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)材料,是學(xué)生直接學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的掌握程度是實(shí)驗(yàn)教學(xué)最終效果的直接體現(xiàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用,對(duì)藥品性質(zhì)的把握,是高考經(jīng)久不衰的熱點(diǎn),這在今年的高考試題中也可以得到驗(yàn)證。從教學(xué)裝備來(lái)說(shuō),理科教學(xué)儀器可以分為9類(見表3),不同種類的教學(xué)儀器在教學(xué)中發(fā)揮著不同的功能。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目的之一,就是讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)儀器的原理和正確使用的方法,掌握實(shí)驗(yàn)材料和藥品的特點(diǎn)和性質(zhì),并在一定條件下能夠選用合適的儀器和藥品完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這就要求在教學(xué)中,學(xué)生必須親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn),完成教材規(guī)定的測(cè)定性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中掌握操作方法、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、了解實(shí)驗(yàn)材料的性質(zhì),不斷提高實(shí)驗(yàn)技能和能力。為了保證每個(gè)學(xué)生都能夠有機(jī)會(huì)做實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能與能力,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該配備足夠的基本實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)材料,主要包括通用類中的電源、測(cè)量類、專用儀器類、玻璃儀器類、藥品類和其他材料和工具類等實(shí)驗(yàn)儀器。同時(shí),地方教育行政部門要加大對(duì)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入,要為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)保障,要保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的易損品和易耗品能夠得到及時(shí)地補(bǔ)充,確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)足量高質(zhì)地開展。
4.重視數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、操作方法、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)采集與處理等方面較傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)都有較大的改進(jìn)和突破,成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的得力工具。將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合,可以更好地開展科學(xué)探究。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)⒁酝灰子^察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展現(xiàn)出來(lái),記錄其變化過(guò)程,呈現(xiàn)其特點(diǎn),有助于挖掘其中蘊(yùn)含的變化規(guī)律。同時(shí),數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和處理上也極為便捷,可以即時(shí)采集數(shù)據(jù),提高了數(shù)據(jù)收集和處理的效率。正因?yàn)檫@樣,數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用,應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)探究更成為探究教學(xué)的熱點(diǎn),也頻繁出現(xiàn)在近幾年高考試題中,引起越來(lái)越多的關(guān)注。
作為科學(xué)探究重要形式之一的實(shí)驗(yàn)探究,牢牢抓住了自然科學(xué)的兩大特點(diǎn)―實(shí)驗(yàn)和探究,將實(shí)驗(yàn)和探究結(jié)合起來(lái),以探究為靈魂,以實(shí)驗(yàn)為工具,在理科教學(xué)中擔(dān)當(dāng)起科學(xué)探究能力培養(yǎng)的重要任務(wù)。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)儀器裝備是開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和條件保障,既要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)工作,也要根據(jù)課程改革的要求進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。只有切實(shí)開展了實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),才能使學(xué)生能夠深刻理解科學(xué)探究,才能真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰?才能使他們的科學(xué)素養(yǎng)得到提升,最終實(shí)現(xiàn)理科教育的根本目的。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：RIP；4-H；科學(xué)探究；模型
文章編號(hào)：1005－6629(2008)11－0049－03 中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
當(dāng)前世界各國(guó)都紛紛將科學(xué)探究作為科學(xué)教育的一個(gè)重要目標(biāo)和方法。我國(guó)頒布的課程標(biāo)準(zhǔn)也將科學(xué)探究列為科學(xué)教育的第一目標(biāo)。但是，由于科學(xué)探究在我國(guó)實(shí)行的相對(duì)較晚，對(duì)科學(xué)探究涉及的理論與實(shí)踐問(wèn)題尚缺乏深入地探討，也沒(méi)有建立在我國(guó)國(guó)情基礎(chǔ)上的科學(xué)探究模型，這就使得有些教師對(duì)科學(xué)探究存在一些誤解，要么認(rèn)為科學(xué)探究存在固定模式，要么認(rèn)為探究就是放任學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦。因此，有學(xué)者建議，在借鑒國(guó)外有關(guān)研究的基礎(chǔ)上，建立適當(dāng)?shù)目梢杂脕?lái)指導(dǎo)研究過(guò)程和教學(xué)實(shí)踐的模型。了解國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)成熟的科學(xué)探究模型，將有助于教師更深入地理解科學(xué)探究，對(duì)我國(guó)科學(xué)探究教與學(xué)產(chǎn)生有益的啟示。本文將介紹兩種美國(guó)常用的科學(xué)探究模型：RIP和4-H，希望能給我國(guó)科學(xué)探究教學(xué)帶來(lái)一些啟示。
1 RIP和4-H科學(xué)探究模型
1.1 RIP科學(xué)探究模型
RIP(Research Investigation Process)科學(xué)探究模型是由美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家、科學(xué)教育家Robert Landsman提出的，目前已被美國(guó)科學(xué)教師聯(lián)合會(huì)(NSTA，National Science Teachers Association)推薦為可資選擇的科學(xué)探究模型。RIP通過(guò)提供給學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己不明白問(wèn)題的答案的技巧來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在RIP科學(xué)探究過(guò)程中，學(xué)生們像科學(xué)家一樣去觀察、提出問(wèn)題并嘗試給出他們認(rèn)為對(duì)其提出問(wèn)題最好的答案，然后學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)來(lái)檢驗(yàn)這種嘗試性解答的正確性。RIP科學(xué)探究模型在小學(xué)、初中、高中階段略有不同，不過(guò)差異不大，三個(gè)階段的模型都是有五個(gè)主要步驟，即引入、選擇研究方法、收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果、討論并總結(jié)、報(bào)告。其中高中階段的RIP科學(xué)探究模型如圖1所示。
Robert Landsman認(rèn)為該模型的每一步都包含若干步驟：
(1)引入(Introduction)：a.觀察；b.闡明研究的問(wèn)題；c.收集背景信息；d.構(gòu)建一個(gè)可解釋的假設(shè)。
(2)選擇研究方法(Method)：a.生成一個(gè)研究方案；b.鑒別研究主題、數(shù)量及資源；c.獲取設(shè)備及其他必需品；d.確定實(shí)驗(yàn)步驟。
(3)收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果(Result)：a.收集定性及定數(shù)據(jù)；b.組織并總結(jié)數(shù)據(jù)；c.分析數(shù)據(jù)。
(4)討論并總結(jié)(Discussion and Conclusion)：a.復(fù)述主要發(fā)現(xiàn)；b.復(fù)述假設(shè)；c.討論結(jié)果是否支持假設(shè)；d.討論這些結(jié)果與先前研究的發(fā)現(xiàn)相比如何；e.給出結(jié)論。
(5)報(bào)告(Presentation)：a.準(zhǔn)備口頭陳述；b.準(zhǔn)備書面陳述。
1.2 4-H科學(xué)探究模型
4-H是美國(guó)一項(xiàng)青少年發(fā)展項(xiàng)目，4-H是該項(xiàng)目名稱四個(gè)單詞的首字母，即head, heart,hand,health。4-H科學(xué)探究模型是美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)(Oregon state university)4-H學(xué)校增益計(jì)劃(4-H Enrichment program)的一個(gè)組成部分，目前該計(jì)劃已經(jīng)在美國(guó)多個(gè)州展開實(shí)驗(yàn)，并取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。4-H科學(xué)探究模型可以幫助學(xué)生及教師走出書本，走向以學(xué)習(xí)者為中心的體驗(yàn)程序。
通過(guò)對(duì)4-H模型進(jìn)行分析，可知模型的核心包含三個(gè)環(huán)節(jié)：操作(do)、反思(reflect)、應(yīng)用(apply)，五個(gè)階段：體驗(yàn)(experience)、分享(share)、加工(process)、歸納(generalize)、應(yīng)用(apply)(見圖3)。其中第一階段“體驗(yàn)”對(duì)應(yīng)的是核心環(huán)節(jié)模型中的“操作”(do)，探究小組提出一個(gè)問(wèn)題或形成一個(gè)可以通過(guò)科學(xué)探究來(lái)解決的假設(shè)，并根據(jù)該假設(shè)設(shè)計(jì)科學(xué)探究的方案并實(shí)施，最后小組收集數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)表。在該階段，教師應(yīng)起到輔助引導(dǎo)的作用，引導(dǎo)學(xué)生提出有價(jià)值的問(wèn)題或假設(shè)、傾聽學(xué)生的構(gòu)想與觀點(diǎn)、留出足夠的時(shí)間來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行反思。第二階段“分享”，教師通過(guò)提問(wèn)小組或者個(gè)體的方式，讓學(xué)生們反思自己所做的科學(xué)探究活動(dòng)，并與他人分享。提問(wèn)的問(wèn)題可以包含以下內(nèi)容：做了什么；看到了或者聽到了什么；探究過(guò)程中哪些是比較難的，哪些是比較容易的等。第三階段“加工”，在進(jìn)行分享的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將討論重心轉(zhuǎn)移到對(duì)活動(dòng)的反思上，引導(dǎo)學(xué)生思考活動(dòng)是如何開展的，在進(jìn)行探究活動(dòng)的時(shí)候有哪些步驟，在探究過(guò)程中出現(xiàn)了哪些問(wèn)題，這些問(wèn)題是如何處理的，得到了什么結(jié)論等。分享和加工兩階段對(duì)應(yīng)的是核心環(huán)節(jié)模型中的反思(reflect)。第四階段“歸納”，討論的個(gè)性化更強(qiáng)，引導(dǎo)學(xué)生討論從探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)到了什么知識(shí)和方法。第五階段“應(yīng)用”，引導(dǎo)學(xué)生討論如何把在該探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)到的知識(shí)和方法遷移到其他事物的學(xué)習(xí)中去。用圖式可表示為：
2 國(guó)外科學(xué)探究模型對(duì)我國(guó)的啟示
2.1科學(xué)探究沒(méi)有固定的模式但包含共同要素
長(zhǎng)期困擾我國(guó)科學(xué)教師的一個(gè)問(wèn)題是：科學(xué)探究究竟有沒(méi)有一個(gè)固定的模式。通過(guò)上文對(duì)國(guó)外科學(xué)探究模型的介紹可以看出，科學(xué)探究沒(méi)有固定的模式，科學(xué)探究是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及到理論和實(shí)踐領(lǐng)域中多方面的問(wèn)題，不能將其簡(jiǎn)單化和程式化。科學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，可以根據(jù)特定的學(xué)習(xí)者、探究的內(nèi)容、具體的教學(xué)目標(biāo)和不同的學(xué)習(xí)環(huán)境靈活選擇科學(xué)探究的方式。在一個(gè)具體的科學(xué)探究活動(dòng)中，教師應(yīng)考慮探究活動(dòng)的目標(biāo)，是希望學(xué)生掌握某一特定的科學(xué)概念，還是發(fā)展學(xué)生對(duì)探究的理解，或者是培養(yǎng)學(xué)生某一特定的能力都會(huì)影響科學(xué)探究所進(jìn)行的方式。雖然科學(xué)探究沒(méi)有固定的模式，但是從上文的介紹中也可以看出，這些科學(xué)探究模型包含了一些共同的構(gòu)成要素，即：探究活動(dòng)都圍繞科學(xué)問(wèn)題、事件或現(xiàn)象展開，探究要與學(xué)生已有的知識(shí)相聯(lián)系，教師要設(shè)法造成他們的思維沖突；學(xué)生通過(guò)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題，形成假設(shè)并驗(yàn)證假設(shè)，解決問(wèn)題，并為觀察結(jié)果提供解釋；學(xué)生分析、解釋數(shù)據(jù)，并將其觀點(diǎn)進(jìn)行綜合，構(gòu)建模型，利用教師和其它來(lái)源所提供的科學(xué)知識(shí)闡述概念及解釋；學(xué)生拓展新的理解、發(fā)展新的能力，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)于新的情境；學(xué)生和教師共同回顧并評(píng)價(jià)所學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法。某個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)不一定包含探究的所有基本特征，但也應(yīng)至少體現(xiàn)某些特征。
2.2科學(xué)探究不是按照要素進(jìn)行的線性過(guò)程
在進(jìn)行科學(xué)探究教學(xué)過(guò)程中，教師們可能還存在一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為科學(xué)探究是按照課程標(biāo)準(zhǔn)所提出的七要素進(jìn)行的線性過(guò)程。實(shí)際上，科學(xué)探究是人類在長(zhǎng)期認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中逐步形成的通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)自然的方法，有的可歸結(jié)為七個(gè)要素，有的歸結(jié)為五個(gè)要素，有的可歸結(jié)為八個(gè)要素，通過(guò)RIP和4-H模型我們可以看出，在不同的模型中，可能包含不同數(shù)量的要素，同時(shí)，科學(xué)探究不是按照要素進(jìn)行的線性過(guò)程，所以，科學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的時(shí)候，應(yīng)改變科學(xué)探究是線性過(guò)程的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，避免把科學(xué)探究作為一種程序化的進(jìn)程而將科學(xué)探究形式化。
2.3科學(xué)探究能力是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層次能力
通過(guò)對(duì)國(guó)外科學(xué)探究模型的分析介紹可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究能力是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層次能力，它包含了諸如觀察、測(cè)量、記錄、假設(shè)、編碼、圖式化、模型化等具體技能，更包含了控制變量、元認(rèn)知、問(wèn)題解決、批判思維、作出決策等方面的綜合能力。我國(guó)的傳統(tǒng)教學(xué)重視基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)技能，這些構(gòu)成了科學(xué)探究能力發(fā)展的基礎(chǔ)，但是僅僅具備了這些知識(shí)和技能并不一定能探索新知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題，要想具備探索新知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，還必須具備更高層次的復(fù)雜的綜合能力，而這正是科學(xué)探究能力所蘊(yùn)含的。所以，新課程強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)與培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能并不沖突，而是要在“雙基”的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生更高層次的能力。
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關(guān)鍵詞：高中物理 探究式教學(xué) 活動(dòng)程序
隨著課程改革的不斷深入，在教學(xué)實(shí)踐中，越來(lái)越多的教師接受了探究式教學(xué)模式，可在操作過(guò)程中也出現(xiàn)了較多間題。比如說(shuō)：探究式教學(xué)大部分只限于物理知識(shí)的新課教學(xué)；探究過(guò)程涉及探究的所有要素；探究式教學(xué)過(guò)于形式化。令教師最困惑的一個(gè)問(wèn)題是，這種教學(xué)形式費(fèi)時(shí)多，受課時(shí)的限制，很多教師感覺(jué)這種教學(xué)模式難于實(shí)施。為此，筆者嘗試在探究教學(xué)模式理論指導(dǎo)下，結(jié)合物理學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，構(gòu)建具有可操作性的高中物理探究式教學(xué)模式，使理論研究和教學(xué)實(shí)踐能有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
一、高中物理探究式教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)
中學(xué)物理探究式教學(xué)，主要是指在物理課堂教學(xué)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，用科學(xué)探究的方法去獲取知識(shí)，應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生的探究學(xué)習(xí)是在教師的指導(dǎo)下，在班級(jí)集體教學(xué)的環(huán)境中進(jìn)行的。它有別于個(gè)人在自學(xué)過(guò)程中自發(fā)的、個(gè)體的探究活動(dòng)。教師所扮演的角色是探究式教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者和合作者。探究教學(xué)的實(shí)質(zhì)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思維方式和研究方式，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究，獲取知識(shí)，解決問(wèn)題的能力。
物理學(xué)作為—門基礎(chǔ)科學(xué)，因技術(shù)應(yīng)用廣泛，知識(shí)更新快的特點(diǎn)．具有廣泛的應(yīng)用性和不斷的創(chuàng)新性。鑒于物理學(xué)科的上述特點(diǎn)，物理探究式教學(xué)模式一般設(shè)計(jì)成如下活動(dòng)程序：提出問(wèn)題，猜想假設(shè)，制定計(jì)劃及設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)，分析與論證，評(píng)估，交流與合作。
二、高中物理探究式教學(xué)模式的創(chuàng)新應(yīng)用
1、探究與講授相結(jié)合
在新課程中提倡探究式教學(xué)，并不是要否定講授教學(xué)法。為了提高探究質(zhì)量，不能忽視講授法的應(yīng)用。探究教學(xué)與講授教學(xué)法兩者常常是相輔相成，結(jié)伴而行的。因?yàn)樘骄康倪^(guò)程離不開應(yīng)用知識(shí)和技能；在提出問(wèn)題時(shí)，評(píng)價(jià)問(wèn)題的價(jià)值和可操作性時(shí)需要一定的知識(shí)；在做出猜想、假設(shè)時(shí)，需要依據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，需要掌握相關(guān)的原理和方法；檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)探究的結(jié)果，需要原理、模型和理論。這些知識(shí)和技能不可能全靠直接探究獲得。例如；在探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，學(xué)生怎么會(huì)想到忽略空氣阻力？在探究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向時(shí)，即使學(xué)生明白了這個(gè)方向有一定的規(guī)律可循，但怎么會(huì)想到用左手來(lái)判斷？在探究電磁感應(yīng)規(guī)律時(shí)，若不知道磁通量的概念，怎么會(huì)想到與磁通量的變化率成正比等等。某些內(nèi)容采用講授教學(xué)法會(huì)比用探究式教學(xué)更實(shí)際和有效。
在面對(duì)眾多的物理概念規(guī)律時(shí)，哪些內(nèi)容適合學(xué)生探究？哪些內(nèi)客適合教師講授？有研究表明，“內(nèi)容更值得重新發(fā)現(xiàn)則更適合探究式教學(xué)。如；物理學(xué)基本概念和規(guī)律；物理學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)；與物理有關(guān)的多學(xué)科綜合性問(wèn)題；現(xiàn)實(shí)生活中的物理問(wèn)題等值得學(xué)生去探究”。當(dāng)教學(xué)內(nèi)容非常簡(jiǎn)單或?qū)W生對(duì)某一現(xiàn)象有大量的感性經(jīng)驗(yàn)時(shí)，講授法可能是一種更適合的選擇。所以說(shuō)，有的課適宜于用講授法教學(xué)，有的課適宜于探究式教學(xué)，有的課適宜于講授中有探究或探究中有講授的混合教學(xué)。在傳授知識(shí)的同時(shí)，滲透探究的思想，在探究的過(guò)程中講授必要的知識(shí)，是一種刨新應(yīng)用的模式。
2、探究能力培養(yǎng)分階段完成
探究教學(xué)包括七個(gè)要素，而學(xué)生每一次的探究是否都應(yīng)該完成完整的七個(gè)要素？課堂教學(xué)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)摔究，其探究過(guò)程可以包含七個(gè)要素，也可以只涉及其中的部分要素，具體要根據(jù)探究的是什么問(wèn)題，各要素的價(jià)值（必要性），各要素的難易程度以及時(shí)間等因素來(lái)決定。特別是在開始階段，讓學(xué)生自主完成完整的七個(gè)探究要素更是不現(xiàn)實(shí)的。學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的學(xué)習(xí)也要有一個(gè)過(guò)程，應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則。先著重培養(yǎng)學(xué)生的一種探究意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察，能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，進(jìn)行大膽猜想，嘗試解決問(wèn)題（提出問(wèn)題的設(shè)想）。在教師的幫助、引導(dǎo)和示范下，感受科學(xué)探究的過(guò)程．然后逐漸向更規(guī)范，更完整的科學(xué)探究層次發(fā)展，探究的問(wèn)題也宜由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。
筆者認(rèn)為應(yīng)該把探究能力的培養(yǎng)有重點(diǎn)地分別落實(shí)在某些階段。鑒于高一學(xué)生“制定計(jì)劃”和“評(píng)估”階段實(shí)施起來(lái)可能比較困難，應(yīng)該把探究重點(diǎn)放在“較淺層次的探究能力培養(yǎng)”，針對(duì)高二、高三學(xué)生提出了更高的要求，應(yīng)該把探究重點(diǎn)放在更高的位置上。新的高中物理課程由12個(gè)模塊構(gòu)成，其中物理1和物理2為共同必修模塊，其余為選修模塊。各模塊的核心內(nèi)容不同，探究的重點(diǎn)也有所偏重。由于高—階段的物理是必修內(nèi)容，探究的重點(diǎn)應(yīng)放在“提出問(wèn)題”、“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”、“收集證據(jù)”上面。高二則應(yīng)把探究重點(diǎn)放在“猜想與假設(shè)”，“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”上面。高三則應(yīng)把探究重點(diǎn)放在“評(píng)估”與“交流合作”上面。這佯．不僅解決了時(shí)間的問(wèn)題，也解決了探究的深度與廣度等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 科學(xué)探究 科學(xué)探究的寬度 科學(xué)探究的深度 蠟燭燃燒 科學(xué)探究要素
科學(xué)探究有寬度和深度嗎?筆者認(rèn)為這一命題是成立的。所謂科學(xué)探究的寬度是指科學(xué)探究活動(dòng)所包含的科學(xué)探究要素的多少。在義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的科學(xué)探究要素包括：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等；科學(xué)探究的深度是指科學(xué)探究活動(dòng)所獲得的科學(xué)知識(shí)的多少和深淺程度。在化學(xué)探究教學(xué)中理解和把握科學(xué)探究的寬度和深度是一個(gè)值得研究的重要問(wèn)題，本文試圖以義務(wù)教育初中化學(xué)中蠟燭燃燒的探究為例來(lái)加以闡述和說(shuō)明。
初中化學(xué)教學(xué)中蠟燭燃燒的探究，大多局限在提出相關(guān)問(wèn)題、對(duì)蠟燭燃燒和熄滅的猜想、蠟燭燃燒的火焰、燃燒現(xiàn)象、燃燒的產(chǎn)物和熄滅蠟燭火焰的實(shí)驗(yàn)探究。所涉及到的化學(xué)知識(shí)有蠟燭的組成元素、蠟燭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水、二氧化碳的檢驗(yàn)、燃燒條件等。為了使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)燃燒現(xiàn)象、理解科學(xué)探究和燃燒的科學(xué)本質(zhì)，很有必要對(duì)蠟燭燃燒的探究從寬度和深度上進(jìn)行拓展。1 探究蠟燭的燃燒速率
使用直徑為4cm，密度為0．9g/cm3的蠟燭做燃燒速率的探究實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。
以蠟燭的燃燒時(shí)間為橫坐標(biāo)、燃燒質(zhì)量為縱坐標(biāo)繪制燃燒速率曲線(見圖1)。
探究蠟燭的燃燒速率，不僅讓學(xué)生體驗(yàn)定量研究的探究活動(dòng)，獲得數(shù)據(jù)處理等探究能力，還要讓學(xué)生從圖1蠟燭燃燒速率曲線幾乎是一條直線來(lái)理解所揭示的知識(shí)：蠟燭燃燒的化學(xué)反應(yīng)速率是穩(wěn)定的。2 探究為什么蠟燭火焰熄滅順序不一樣[創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境]實(shí)驗(yàn)1：觀察燒杯中高矮2支蠟燭的燃燒情況，然后順燒杯壁向杯中傾倒二氧化碳(見圖2)。實(shí)驗(yàn)顯示矮蠟燭火焰先熄滅。 實(shí)驗(yàn)2：選取一高一矮2支蠟燭，點(diǎn)燃后將燒杯倒扣在燃燒的蠟燭上(見圖3)，觀察蠟燭的燃燒情況。實(shí)驗(yàn)顯示高蠟燭火焰先熄滅。
[提出問(wèn)題]為什么實(shí)驗(yàn)1矮蠟燭先熄滅而實(shí)驗(yàn)2卻是高蠟燭先熄滅?
[進(jìn)行猜想]實(shí)驗(yàn)1：二氧化碳的密度比空氣的大，順燒杯壁傾倒的二氧化碳首先在底部聚集，因而矮蠟燭火焰先熄滅；實(shí)驗(yàn)2中蠟燭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w較熱、密度比空氣的較小，首先向上聚集，因而高蠟燭火焰先熄滅。
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證](1)由紙筒、玻璃棒、細(xì)線制成一簡(jiǎn)易天平，向其中一端的紙筒傾倒二氧化碳，隨之向下傾斜。(2)從“胃必治”藥品包裝板上剪下1排含5個(gè)泡狀容器的長(zhǎng)條，垂直固定在2支蠟燭的上方，用膠頭滴管吸取飽和的澄清石灰水，由上到下向每一個(gè)泡狀容器內(nèi)加入幾滴澄清石灰水。點(diǎn)燃蠟燭，將燒杯倒扣在蠟燭和泡狀容器上。實(shí)驗(yàn)顯示，高蠟燭火焰先熄滅時(shí)各泡狀容器內(nèi)的澄清石灰水從上到下依次變渾濁。
[解釋與說(shuō)明]蠟燭在開放體系中和封閉體系中的燃燒情況是不同的，在開放體系中當(dāng)點(diǎn)燃蠟燭時(shí)，點(diǎn)火源的熱量將燈芯上的蠟融化，由于毛細(xì)作用，液蠟上升并受熱汽化，蠟蒸氣與空氣中的氧氣反應(yīng)生成水和二氧化碳并放出熱量。熱的二氧化碳?xì)怏w密度小，會(huì)向上升，冷空氣會(huì)過(guò)來(lái)補(bǔ)充進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。由于對(duì)流的原因，使得蠟燭能持續(xù)燃燒并使火焰的形狀呈現(xiàn)“水滴”狀。當(dāng)從外部注人比空氣密度大的常溫二氧化碳時(shí)，先在底部聚集，使矮蠟燭火焰先熄滅。而在封閉體系中蠟燭燃燒時(shí)生成熱的二氧化碳?xì)怏w，密度小會(huì)向上升，首先在上部聚集，致使高蠟燭火焰先熄滅，由于封閉體系沒(méi)有新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，蠟燭燃燒則不能持續(xù)。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)可以涉及到課程標(biāo)準(zhǔn)列出的全部探究要素。學(xué)生通過(guò)這種探究活動(dòng)，不僅能激發(fā)探究興趣而且有助于理解蠟燭燃燒的體系不同則燃燒過(guò)程也不同，著重揭示了實(shí)驗(yàn)條件控制的重要性，體會(huì)科學(xué)探究的各種方法和過(guò)程，有利于提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。3 探究多因素影響的蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)
創(chuàng)設(shè)一個(gè)多因素影響的蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究教學(xué)，可以讓學(xué)生提出多種假設(shè)，再通過(guò)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，獲得探究能力的提升。例如，可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：[實(shí)驗(yàn)1]在水槽中固定一支生日蠟燭，加入適量的1mol/L氫氧化鈉溶液，取一支25mm×250 mm的大試管，收集滿(氧氣和空氣按1：1體積比混合的)富氧空氣，點(diǎn)燃蠟燭，將試管迅速倒扣在燃燒的蠟燭上?？捎^察到蠟燭燃燒火焰一開始較明亮，然后逐漸變暗直至熄滅，試管中的液面先迅速上升再緩慢升高。待液面不再升高后，取試管中的部分液體滴加足量的濃鹽酸可看到有小氣泡產(chǎn)生。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以引導(dǎo)學(xué)生提出多種假設(shè)。(1)燃燒時(shí)火焰及其周圍的空氣是熱的，氣體密度小，火焰熄滅后降溫，迫使水面上升。(2)燃燒生成的二氧化碳?xì)怏w被氫氧化鈉溶液中的水吸收了。(3)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)。(4)氮?dú)馀c氫氧化鈉反應(yīng)。
上述假設(shè)是否成立?可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證：
[實(shí)驗(yàn)2]給試管中的富氧空氣加熱，將試管倒扣在水中，不斷搖動(dòng)試管保證不離開水面。觀察到液面緩慢上升，但是達(dá)不到實(shí)驗(yàn)1試管液面上升的高度。
[實(shí)驗(yàn)3]將收集滿二氧化碳?xì)怏w的試管倒扣在水中，在不離開水面的條件下不斷搖動(dòng)試管。觀察到液面緩慢上升，也達(dá)不到實(shí)驗(yàn)1試管液面上升的高度。
[實(shí)驗(yàn)4]將收集滿二氧化碳?xì)怏w的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，在不離開水面的條件下不斷搖動(dòng)試管，可看到液面上升較快，幾乎充滿整個(gè)試管。取試管中的部分液體滴加足量濃鹽酸可觀察到有小氣泡產(chǎn)生。
[實(shí)驗(yàn)5]將收集滿氮?dú)獾脑嚬艿箍墼跉溲趸c溶液中，在不離開水面的條件下不斷搖動(dòng)試管，觀察到試管液面沒(méi)有升高。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果肯定了上述假設(shè)(1)、(2)和(3)，否定了假設(shè)(4)。
下面依次解讀這些要素。
一、提出問(wèn)題
物理學(xué)科的特點(diǎn)是和實(shí)際生活密切相關(guān)。教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生知道提出什么問(wèn)題，讓學(xué)生能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題。
1.從日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在日常生活中，許多現(xiàn)象與物理息息相關(guān)。例如，學(xué)習(xí)《物態(tài)變化》后，知道物態(tài)變化在日常生活中很常見，因此，教師可以先播放一段天氣預(yù)報(bào)，然后解釋發(fā)現(xiàn)天氣預(yù)報(bào)中除了報(bào)天氣狀況是晴朗或是多云或是有雨外，還會(huì)通報(bào)什么呢？同學(xué)們由此可以提出：溫度是什么？溫度又如何測(cè)量？對(duì)于溫度知識(shí)，從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象中提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，還鼓勵(lì)學(xué)生利用身邊的材料進(jìn)行實(shí)踐、探究活動(dòng)，這樣有利于學(xué)生輕輕松松地學(xué)習(xí)相關(guān)的物理知識(shí)，拓展知識(shí)面，還有利于幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀。
2.從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是重要組成部分，是學(xué)生學(xué)好物理的重要手段。例如，聲音是人們交流信息的重要媒介，是日常生活中人們經(jīng)常接觸到的物理現(xiàn)象，對(duì)聲音的產(chǎn)生和傳播的探究，可以通過(guò)同學(xué)們唱歌、敲擊鼓面等，引導(dǎo)學(xué)生提出：聲音是怎樣產(chǎn)生的呢？各種不同的聲音為什么一聽就可以區(qū)分呢……總之學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，就能提出很有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。
二、猜想和假設(shè)
猜想與假設(shè)，實(shí)質(zhì)上就是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行猜想，即在提出問(wèn)題后，讓學(xué)生大膽猜想。
1.創(chuàng)設(shè)含有豐富信息的問(wèn)題情景，讓學(xué)生知道猜什么
在問(wèn)題情景創(chuàng)設(shè)過(guò)程中，應(yīng)注意引起學(xué)生的好奇心與求知欲，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，同時(shí)，教師創(chuàng)設(shè)的情景應(yīng)符合客觀事實(shí)，要有啟示性、暗示性、引導(dǎo)性，這樣學(xué)生在猜想時(shí)就有一定的方向性，避免了毫無(wú)邊際的猜想和假設(shè)。例如，在探究壓強(qiáng)概念時(shí)，提出這樣的情景，某同學(xué)在雪地上玩耍時(shí)發(fā)現(xiàn)滑雪橇的速度飛快，而在雪地上步行卻相當(dāng)艱難。此時(shí)學(xué)生可提出壓力作用效果與哪些因素有關(guān)的問(wèn)題，并根據(jù)題中的信息，說(shuō)明壓力作用效果與受力面積成反比，從而提出問(wèn)題答案的猜想。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從猜想中提煉假設(shè)
提出猜想后，仍不能確定答案是否合理、準(zhǔn)確。這時(shí)可用一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，排除一些不合理的猜想，從而形成正確的科學(xué)假設(shè)。
三、制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
這個(gè)環(huán)節(jié)是七個(gè)要素中的教學(xué)核心，對(duì)于從提出問(wèn)題到猜想與假設(shè)，教師要啟發(fā)學(xué)生研討方案，讓學(xué)生討論，思考科學(xué)探究七個(gè)要素中“猜想與假設(shè)”是否正確，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的成與敗，能否得到正確的答案，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)是必不可少的，通常的做法是：先分析探究要解決的問(wèn)題；然后根據(jù)確立的問(wèn)題確定需要什么樣的實(shí)驗(yàn)器材，按思路的邏輯關(guān)系構(gòu)思出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖案和實(shí)驗(yàn)的操作步驟。例如設(shè)計(jì)“光的反射”實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)器材布置實(shí)驗(yàn)，且通過(guò)推理得出光的反射現(xiàn)象，制作幾何圖形，然后利用實(shí)驗(yàn)器材制定實(shí)驗(yàn)操作方案。
四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)
在制訂與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下根據(jù)設(shè)計(jì)方案，認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)和資料。在探究過(guò)程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生不斷改進(jìn)探究的方法，提高實(shí)驗(yàn)探究能力。
五、分析與論證
分析與論證是對(duì)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，對(duì)探究過(guò)程的歸納和總結(jié)。如探究測(cè)量物體的平均速度關(guān)系時(shí)，學(xué)生通過(guò)分析比較后得出結(jié)論v=s/t。
六、評(píng)估
評(píng)估有利于發(fā)展學(xué)生的思維，教師可以以多種形式引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成對(duì)探究和探究結(jié)果的評(píng)估意識(shí)，例如，對(duì)以上實(shí)驗(yàn)，可以問(wèn)題形式進(jìn)行評(píng)估，你的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符嗎？實(shí)驗(yàn)方案還有更好的嗎？此實(shí)驗(yàn)中有什么缺陷嗎……讓學(xué)生有意識(shí)地自我評(píng)估，自我發(fā)現(xiàn)。
七、交流與合作