口張嘉
【提要】實驗研究法是綜合實踐活動中學生需要掌握的重要研究方法之一。目前,教師在活動指導中出現一系列問題,如學科化明顯、教師包辦代替過多、指導缺位、學生組員活動參與性、積極性迥異、實驗總結草率,等等。針對以上問題,教師需要進一步明确實驗指導課的目标要求、基本教學結構;在活動指導中注重實驗課題的選擇,把握方法指導的重難點和序列性,指導學生合理分工,注重過程性資料的積累,等等。
【關鍵詞】綜合實踐實驗指導建構與反思
實驗研究法是人們根據一定的研究目的,在人為控制或模拟自然現象的條件下通過儀器或其他物質手段,對研究對象進行探索,從而确定條件與現象之間的因果關系的一種研究方法。實驗研究法可以幫助我們的研究獲取第一手資料,檢驗理論、假說的正确性,是發現、确認事物之間的因果聯系的有效工具和必要途徑。在綜合實踐活動中應用廣泛,也是學生需要掌握的重要研究方法之一。實驗指導課的關鍵在于讓學生通過實驗研究活動,掌握觀察與實驗的方法,提高思維能力、實踐操作能力,培養學生具有嚴謹的科學态度,建構問題解決的基本路徑。
一、實驗指導課的目标要求與基本教學結構
在綜合實踐活動中,通過實驗,學生需要學會實驗的基本步驟和方法,感受科學研究的嚴謹與規範。對于初中生來說,在實驗指導課上要達成的目标是:1.目标明确、原理清楚;2.步驟清晰、設計合理;3.分工明确、操作準确;4.分析到位、總結科學。
實驗研究法的一般程序包括實驗設計、實驗操作和實驗總結三個階段。教師在進行實驗指導時按照實驗的基本流程組織指導,力求讓學生了解實驗流程。針對實驗法的指導,可以貫穿于長線研究過程中,進行适時的、有針對性的指導,也可以以短線課的形式進行專項方法指導。兩種指導方式,針對剛接觸實驗法研究的學生而言,主要有以下基本教學結構:
1.創設情境,提出問題。實驗研究法的第一步,明确實驗目标和内容,了解需要做什麼。教師需要創設情境,一方面調動學生的積極性,激發學生掌握方法的需求;另一方面幫助學生選擇實驗研究的方向。例如,在實驗法專項指導課中,可以通過腦力風暴、發散思維,引導學生對事物進行仔細觀察,并從科學性、興趣性、可行性、創造性等方面來提出問題。随後請學生針對他們最感興趣的問題,作出假設。教師要指導學生運用科學知識、已有知識經驗來提出假設,
并鼓勵創造性,提高他們發現和提出問題的能力。同時教師也要引導學生了解假設的複雜性,要讓學生對提出的假設進行初步的檢驗、甄别。
2.方法指導,設計實驗。如何設計實驗?有哪些途徑?注意點有哪些?對于這一系列的問題,教師需要結合學生實驗内容進行有針對性的指導。首先,教師有必要幫助學生一起讨論實驗設計的依據和思路,進而進行實驗的設計、改造和創新。教師需要提醒學生考慮:實驗設計的依據是否科學合理?儀器選取、實驗條件和操作是否可行?實驗的實施過程是否安全可靠,等等。實驗設計需要嚴謹的思維方法,要充分考慮設計角度、操作步驟、變量控制,教師可以采用發散思維、正向思維、逆向思維等多種思維方式引導學生參與讨論,并适時地給學生滲透設計的原理、方法,讓學生親曆方法的使用。這一環節是整個活動指導的重中之重,是培養學生探究能力的關鍵,教師要進行啟迪、跟進指導,從“扶”到“放”,提高學生的實驗設計能力。
3.小組合作,制定方案。制定一份實驗方案,可以使實驗操作達到事半功倍的效果。一般來說,實驗方案包括實驗課題、實驗目标、實驗時間、實驗過程、數據記錄、實驗結果等,其中實驗操作步驟的制定最為關鍵。教師需要提醒學生,統籌安排,明确分工。在具體教學過程中,教師可以給出完整的表格或者需填空的表格案例,幫助學生構建實驗方案。在實驗方案制定的過程中,教師要創設寬松的學習氛圍,充分調動各小組、各成員的積極性,鼓勵各層次的學生投入實驗設計。學生提出設計方案後,要全班讨論交流,論證評價。教師在組織本環節時,要努力創設民主的交流氛圍,讓學生都參與到反思評價中。
4.實施方案,操作實驗。實驗操作之前,教師需要提醒學生相關注意事項:例如,小組合理分工,遵守操作規範,嚴格控制變量;真實記錄數據,保存好原始數據;保證安全,等等。在實驗過程中,教師要盡量了解各小組的實驗進度,記錄學生在實驗中出現的共性問題,并及時提醒。教師要利用好學生資源,用榜樣的力量,激勵各小組,協調小組分工,保證全員參與,培訓學生團隊合作能力和動手操作能力。
5.整理數據,實驗分析。實驗的目的是通過實驗現象發現并揭示規律,所以實驗後指導學生用收集到的數據、觀察到的現象、記錄的文字資料等進行科學分析。這是研究性學習中非常重要的一個環節。本環節要給學生留有一定的思考空間,通過小組代表交流、其他小組評議、教師适時點撥評價等方式推進。教師要适時指導學生觀察、對比、分析,學會從現象中提煉歸納出規律和結論。值得重視的是,實驗結果固然重要,但是學生在實驗過程中的實踐體驗、思維訓練更為重要。教師要注意保護學生的積極性,實驗失敗要分析原因,并鼓勵學生重複實驗,培養學生嚴謹的科學态度。在實驗指導課的結尾,教師可以出示範例,布置學生撰寫實驗報告,總結提煉,保留實驗成果。
二、實驗指導課的常見問題及反思
目前常見的問題主要集中在以下五個方面:第一,活動中學科化痕迹明顯,綜合實踐活動實驗指導課成了生物課、化學課;第二,教師包辦代替,幫學生設計好方案,準備好實驗材料,學生缺少深入探究與思考過程;第三,教師放養式教學,指導缺位,學生實驗或缺乏科學依據,或操作錯誤,失敗居多;第四,總是組長或一部分優秀學生占據主體地位,其他的組員缺乏積極性;第五,總結階段草草了事,未形成實驗過程性資料及實驗報告。針對這些問題,教師在指導過程中要注意以下五點:
1.實驗課題要來源于生活,尊重學生的興趣,指向問題解決。源于生活,選擇讓學生感興趣的主題,易于讓學生産生好奇之心,激發了學生産生積極探究的内驅力,保證了學生完成探究的持久力。當學生運用科學實驗方法研究和解決問題後,産生的成就感也有利于課題研究的推進。
2.把握方法指導的重難點和序列性,尊重學生的需求和能力實際。在活動指導前,教師要對學生運用實驗研究法的經驗和實際水平進行充分的評估,并以此作為方法指導的具體内容。這樣做的目的在于:提供學生最适切的指導,讓學生不斷加深對于實驗法的運用及經驗的積累,同時提高實驗指導課的效率。比如對于起始年級剛接觸實驗研究法的學生來說,方法指導要系統且詳細,從提出問題、作出假設、實驗設計的原則、實驗操作注意點、數據分析總結等逐一進行指導,使學生對實驗法從感性認識逐步轉化為直接經驗;而對于高年級有一定實驗訓練的學生來說,教師指導不用面面俱到,而要注重關鍵點突破,如實驗方向的選擇、實驗的具體設計,等等。在實際教學指導中,教師要結合學生實驗課題,結合學生的實際能力,進行跟随式指導,并引導學生進行方法歸納和提煉。
3.指導學生合理分工,注重全員參與和實踐。在實驗指導課的諸多環節,都會涉及小組任務的分配或分工問題,教師需要進行有針對性的指導。在分小組時,要考慮到組間的人員協調;組内分工時,要根據每個孩子的能力特點合理分配任務,做到每一項任務都落實到人;實驗操作時,教師要全員關注,适時溝通協調,激勵“落單”的學生,力求讓所有學生都參與活動。此外,還可以通過建立評價機制促進參與性,讓那些“遊離”的學生在同伴的激勵、教師的信任下回歸活動。
4.注重過程性資料的積累,指導學生總結拓展。實驗指導的總結階段是研究階段的小結,也是新研究的開始。這需要教師在實驗前、實驗中提醒學生做好相關記錄,比如攝影、攝像、錄音等,這樣才有充分的資料來做實驗分析和總結。在總結過程中,教師要善于引導學生在現有的實驗結果下進一步拓展,做開放式總結,生成新的課題,這樣有利于培養學生的創新意識,使課題研究動态進行。
5.提升專業素養和知識儲備,确保方法指導的正确性和科學性。實驗研究法要确保科學性和正确性,教師需要指導學生明确實驗的研究方向,科學規範地進行實驗設計和實驗操作,這對教師本身提出了相當高的專業要求。綜合實踐活動指導教師需要有充足的知識儲備,有多學科運用的能力,這就要求教師要提高自身科學知識和技能,拓寬視野,加深思維的深度與廣度。同時,教師應加強對實驗的深入探究,加強科研意識,加強實驗動手能力。對于專業性非常強的問題,可以與學生共同請教專家,避免出現科學性問題。
(本文系蘇州市教育科學“十二五”規劃課題(蘇教科研驗字第140302023号)《基于課例研究,提高綜合實踐活動教學有效性的實踐研究》成果。)
•(作者單位江蘇省蘇州工業園區教師發展中心教研員)