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利用植物园开展科技探究的尝试
日期:2008-11-13   访问人数:6478   新闻来源:北京育才学校 陈宏程  
    生物新课标强调摆脱“以学科为中心”和“以知识为中心”的束缚,促进学生实现学习方式的转变,倡导学生主动参与和体验各种科学探究活动,使学生通过各种探究活动在知识、能力、情感、态度和价值观等方面全面发展。而探究性活动的开展需要适宜的环境,包括实验室、教室、家庭、也包括其他可利用的环境。
    北京教学植物园位于崇文区龙潭湖畔,.建有树木分类区、水生植物区与人工模拟湿地、草本植物区、农作物展示区、木化石园区、温室植物区、动植物标本展室、多功能科普报告厅、动手活动室、开放实验室等设施。教学植物园是全国科普教育基地,及北京首家青少年生态道德教育基地。可以开展如下科学探究活动:蔬菜沉浮小实验主要测试植物果实与生长部位的关系,引起探究植物果实的秘密;糖度检测是通过仪器检测西瓜糖度,了解西瓜品质;测高器测量树木高度是通过仪器测量树高,了解测高器的发明原理;记忆园林植物测试你的注意力;知识闯关游戏引起青少年关注动植物的保护工作。
 
1  探究性活动的目标分析
    1.1  初步学会科学探究的一般方法  科学方法包括3个层次:哲学层次的方法、科学研究的一般方法和学科的特殊方法。前者如唯物辨证法,后者如生物学中的解剖方法、显微观察方法等。科学探究的一般方法包括积累经验材料的方法(观察、调查、参观、实验等)和进行理论思维的方法(分析、综合、归纳、演绎、类比和模型等)以及数学方法、黑箱方法等,课程目标强调的是科学探究的一般方法。
    1.2  发展学生提出问题、作出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力  这实际上是指科学探究的过程技能。“提出问题”包括发现问题和对问题的表述;“作出假设”应当根据已有的知识和生活经验,注意假设的可检验性;“制定计划”要针对作出的假设进行,检验假设可以通过实验,也可通过观察和调查以及收集资料来进行。应当避免出现探究的程式化倾向。
 
2  探究性活动的内容特点
    2.1  丰富性  探究性活动的数量众多,类型丰富。据统计,七年级上册共有探究活动57个,七年级下册共有探究活动51个。
    有关探究活动的栏目类型包括“观察与思考”、“资料分析”、“探究”、“模拟探究”、“进一步探究”、“实验”、“演示实验”、“调查”、“设计”、“拟订计划”、“技能训练”、“课外实践”等,林林总总,让人耳目一新。
 
2.2  梯度性   按照学生能力发展的水平和需要,探究活动的设计具有一定的梯度。如七年级上册先安排思维和操作技能要求低的探究活动,如观察身边的生物,阅读和分析有关的资料等,后安排技能较高的活动,如制作和观察切片或装片,设计并完成探究性实验等。在要求学生通过实验寻求答案的探究活动中,大致是先安排明确问题、假设、材料用具和方法步骤的探究,让学生在模仿中体验和领悟科学探究过程和方法;再安排由学生设计部分环节的探究;最后安排学生进行全过程设计的探究,让学生从问题到提出假设,根据假设设计实验材料用具和方法步骤,然后实施探究方案,记录和整理实验结果,分析结果得出结论,并对自己已完成的探究过程进行评价和反思。随着教学内容的逐渐展开,科学探究活动的这种梯度化设计将在不同水平上循环。
 
2.3  针对性  探究是一种有多侧面的活动。教材针对不同的目标要求,既有让学生体验探究过程的较完整的探究活动,如探究“光对鼠妇生活的影响”;也有旨在侧重训练单方面技能或方法的某些侧面的探究活动。如有的重在数据收集、整理和解读;有的重在取样、检测上;有的重在设计合理的实验装置上;有的重在 如何控制变量和设计对照实验上。
 
2.4  开放性  为了更好地引导学生自主学习,教材中很多探究活动不是直接呈现现成的结论,而只是提出问题,建议学生自己去寻求答案。有些活动内容的材料用具也不作过死的规定,过程无固定的模式和统一的方法步骤,而是提倡不同的选择(如问题和方法),这样一种开放式的教材体系,为教师创造性地教和学生创造性地学留下了充分的空间。
 
3  探究性活动的实施策略
 
3.1 重视分组活动的组织和指导    探究性实验大多数是分小组来完成的,而且针对我国初中班额偏大的情况,多数活动只能分组进行。分组活动有利于学生分工合作和互相帮助,但不容忽视的是,分组情况下,既有积极参加者,也有消极被动甚至偷懒者。因此,我们采取了以下三点教学策略:一是将四人或六人小组成员编为A、B、C、D………在不同探究活动中承担的任务进行互换,如操作人、记录人、设计人、总结人等角色的互换;二是定期对小组成员进行重组,有利于不同学生相互合作;三是及时评价,可以是学生自评、互评,也可以由教师评定,发现并表扬表现突出的小组或个人。
 
3.2   注重创设问题情境,引导学生主动探究  教材在这一点上有了很大的突破,但由于一些客观因素限制,只能用文字、图片、数据来表示,其生动性、具体性、时代性以及和学生的距离并不理想。这就需要我们教师从多方面去弥补:一是呈现本地的生物材料、生态环境和联系贴近生活、生产的生物学问题;二是挖掘本地的各种课程资源,包括学校的实验室,生物园等,社会上的博物馆,动物园,植物园等,还有网上信息资源;三是激活本地学生已有的生活经验。这样创设多样化的、更为亲切、生动的问题情境,将会取得更好的教学效果。
 
3.3 努力给学生提供更多的自主学习的空间  传统的活动教学如实验,学生依照实验指导中的方法步骤操作,就像“照方抓药”,学生的思维受到束缚,探究能力培养也大打折扣。新教材对此进行大刀阔斧的改革,教师如何“穿新鞋,走新路”呢?我们从以下几个环节作了些尝试:一是提倡选择不同的探究问题,如关于空气中尘埃粒子的探究中,教材呈现了学生可能提出的三个问题:“楼层越高尘埃越少吗?”,“下雨前和下雨后尘埃粒子的数量会不会一样?”“一天中的不同时间,同一地点尘埃粒子的数量相同吗?”教师还应启发学生展开思维的翅膀,提出有价值的探究问题。并从中自主选择探究问题;二是鼓励自主制定和实施探究计划。有的活动提供了参考方案,教师可鼓励学生另辟蹊径或改进完善;有的活动只有提示或讨论,完全由学生自主完成,从材料用具的选择、方法步骤的确定到数据的测量、记录整理等等,无不闪烁着同学们创造性的火花。三是允许不同的结论或见解,只要经过论证,符合事实的,就值得肯定和鼓励。
 
3.4强化探究的过程训练   传统的教学重结论,轻过程,其结果是学生的科学素养欠缺。本次课改十分强调了科学素养的提高和探究能力的培养,因此我们在教学中花了大力气组织好探究活动的教学过程:让每个学生有明确的探究目标、科学的活动程序,每一个步骤务求到位,在教师指导下做好分工合作,观察、记录、检测、描述讲究实事求是,讨论时尊重其他同学的不同意见,鼓励学生的新发现新见解或提出新一轮的探究问题。探究性活动的题目,科学上早有定论,之所以去做,旨在让他们体验和领悟科学的思想观念、科学家研究自然界的方法,同时获取知识,因此其过程富含教育意义,千万不可只关注结论正确与否,甚至急于求得结论。
 
3.5注意课内与课外活动的结合   由于探究性活动的类型多,要求不同,要做到既不加重学生负担,又不放任自由,还要保质保量,教师必须全盘考虑,区别对待,统筹安排:一是教材安排的主要探究活动,占用一定的课时在课内完成;二是有些课内活动,需要课外适当时间坚持才能完成。如种子萌发条件的探究,种子发芽率的测定,必须坚持数日培养、观察、记录;三是教材中的“进一步探究” ,就是要求课外做的,但不要求人人必做,可作为兴趣小组的活动内容;四是调查、参观、访问等活动需要占用课外时间的,可集中在双休日进行。
 
3.6重视探究活动的总结报告的撰写和交流  我们不少同学能毫不费力地写出一篇叙事或抒情美文,却不会撰写一篇科学报告,这是因为训练不够。因此,我们要求学生通过文字描述、数字表格、示意图、曲线图等方式完成总结报告。学生撰写报告的过程实际上是科学探究活动的继续,辨证的思维、严密的推理等思维品质都会得到锻炼。探究活动的交流也是一个不可或缺的环节,我们通过多种形式交流探究过程和结果,如课堂讨论交流和举行小型报告会,出墙报和办展板,向家长、朋友和学校来宾展示,将来还要创造条件制作网页在校园网上交流。
 
4 初步的成效
    在利用植物园开展科技探究活动中,给我们的生物教学带来的如下好处:
 
4.1植物园把生物学科的课堂做大了,不再局限于教室,让学生走出课堂学知识、强能力。比如在《植物的一生》单元等内容时,我就把课堂设在了种植园,甚至把种凤仙花比较积极的同学在种植园内留影,相信这样的活动让学生难忘。同时种植园还为学生科学兴趣的培养开垦了“土壤”,使观察和研究的兴趣得以持续,比如经历了种凤仙花活动之后,学生又在种植园里种起了“五角星花”、“含羞草”,把观察记录凤仙花生长变化的方法迁移到了对“五角星花”、“含羞草”的研究之中,学生学得乐此不疲,还有的学生干脆把自己家里的盆栽植物也搬到了学校。又如走进藤架,看看、坐坐、说说,在
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