论探究式教学实施的误区及应对方案,本文主要内容关键词为:误区论文,式教学论文,方案论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
探究式教学是学生在教师的指导下,以类似科学研究的方式去主动获取知识与技能、学习科学方法、感受科学思想的教学方式,探究式教学是课程标准所倡导的、在课堂教学中努力践行的一种教学方法。当前针对探究式教学的论述多停留在对其价值和特征的描述上,而较少关注探究式教学中学生经历的内在过程,造成探究式教学实施中存在“形”似而“神”不同的诸多缺憾。本文尝试结合问题解决的研究,厘清探究式教学的实质,并对教学实施中的一些误区提出应对建议。
一、实施前提理解简单化
在探究式教学可实施前提中,多强调探究是人类的本能,如“儿童是天生的‘探究者’、‘提问者’,学习者通过大量的‘破坏性’行为来探究这个世界,学生具有自发探究的能力”等。[1]似乎面对课堂呈现的科学问题,学生就应该自发产生强烈的探究动机,且能够持之以恒思考探究。
【评述】马斯洛将人的需要分为基本生理需要、安全需要、社交需要、尊重需要和自我实现需要,前三级为缺失性需要,当这些需要尚未满足前,它们一直推动人们去从事满足这些需要的行为,儿童对周围世界的物、人与其关系的好奇倾向,主要还是满足其生理需要以及理解其生存环境的安全性、归属性的需要;而后两种需要不属于缺失性需要,是高级需要,是通过内部因素才能满足的需要。
同时,由于认知结构不同及兴趣差异,要求全班学生对同一探究课题都产生同等强度的认知需要是不现实的,甚至可能只有部分学生有探究需要,而这些学生是否表现出探究行为,还取决于他们对自己胜任这一任务可能性的判断(称为自我效能感),自我效能感低的学生也不会积极投入,此外,对于出现探究行为的学生,当面临障碍需要付出更多心智努力时,也会有学生选择放弃。
【教学建议】教师应树立观念:探究式教学目标达成的关键在于教师目的明确的精心准备,以及实施过程中清晰有效的帮助,而主要不是依靠学生自觉的努力。
二、探究问题设置宽泛化
问题是探究的起点,实际教学中,由于教师未对需要探究的问题做层次分析,从而导致提出的问题过于宽泛,影响学生有效地探究。
【案例】在引导学生认识变阻器的结构后,教师要求学生根据提供的实验仪器,探究“滑动变阻器的使用方法”。[2]
【评述】不管具体的内容及复杂程度如何,所有的问题都由初始状态、目标状态和障碍构成;从初始状态达到目标状态不是简单地通过知觉或回忆而实现的,其间存在障碍,需要通过一定思维活动完成。[3]
【评述】不管具体的内容及复杂程度如何,所有的问题都由初始状态、目标状态和障碍构成;从初始状态达到目标状态不是简单地通过知觉或回忆而实现的,其间存在障碍,需要通过一定思维活动完成。[3]《科学课程标准》中提出了科学探究的六环节:提出问题、猜想和假设、制定探究方案、获取事实、检验与评价、表达与交流。就一个具体的研究课题来说,由于缺乏直接解决经验,所以在每一要素的实现时,学生都可能会遭遇障碍,即需要经历解决问题。比如:
1.如何从原始问题情景中概括出被研究的现象?
2.遵循何种方法分析影响被研究现象的可能因素?
3.在已知被研究现象及可能的相关因素条件下,遵循何种方法规划研究方案?
4.遵循何种方法来有依据地选择仪器并加以组合?
5.遵循何种方法对数据进行合理的处理,并获得结论?
6.遵循何种方法验证获得的结论的可靠性?等。
案例中教师提出的问题,实际包含:方案的规划、装置的设计、数据的记录、数据的处理等若干子问题,而每一子问题解决都需要学生具有相应的知识和技能及解决方法。面对多环节的问题,要求学生在课堂有限的时间内有序地思考解决,对多数学生来说是有困难的。
【教学建议】因受课堂教学时间和资源所限,教师可选择一到两个子环节中的问题进行探究。
三、探究标准表面化
探究式教学重视学生“经历”、“体验”,教师往往将关注点聚焦于学生是否参与活动、活动是否积极等这些能反映学生正在“体验”的较为表面的指标上,甚至将探究式教学等同于学生动手活动。
【案例一】“探究摩擦力”教学中“猜想与假设”环节,教学如下[4]:
师:请同学们想一想滑动摩擦力的大小可能与什么因素有关?
生:可能与接触面大小及粗糙程度有关。因为摩擦力发生在两个物体接触面之间,而接触面有大小、粗糙程度。
生:可能与物体速度有关。因为滑动摩擦力是物体间发生相对运动时产生的,速度有大小。
生:可能与接触面之间的压力有关。因为越用力按板擦,板擦在黑板上滑动越费力。
生:可能与材料有关。因为可以在冰面上滑行,在地面上却不行。
师:同学们做了很好的猜想……
【案例二】“探究电磁铁磁性强弱”教学中“收集证据”环节,教学如下[5]。
按教师建议,学生分组进行实验:把开关、滑动变阻器、电流表、电磁铁串联起来接到电源上,当滑动变阻器取不同值时测量电流和电磁铁对铁块的吸引力,把数据填入下表。
【评述】从解决问题所需条件看:问题解决者应(1)具有解决问题所需的必要的知识和技能;(2)具有将必要技能“挑选出来,并加以有序组合”的技能,这种技能称为解决问题的策略,也就是通常所称解决问题的方法、思路等。
从解决问题的思维水平看:个体解决问题时,需要依据已习得的知识对问题涉及材料的意义、材料之间的关系等进行理解,这需要学生具有“分析”能力。同时还需要个体在一定策略的引导下将认知结构中已有的、解决当前问题所需的知识和技能挑选出来、加以有序排列才能完成,这又要求学生具有“综合”能力。真正的问题解决,个体思维不会是直线型的,要经历一些曲折,在思维水平上属于布卢姆教育目标分类中“分析”和“综合”层次。
案例一中教师提出的问题,多数学生可以参与回答,显示出积极的“体验”;但就思维活动上看,学生“从自己认知结构中提取”出被研究现象(滑动摩擦力)存在的相关经验事实,并从中识别出可能相关的因素如粗糙、接触面、压力等即可回答,思维相对单一,一般不需要经过“分析”、“综合”等思维活动就可完成。
案例二中教师提供的表格,已经将实验步骤、次数、需测量的变量等完全呈现出来,学生只是依据表格规定各项在“做”或“执行”,并未有“分析”等思维过程,因此也不是解决问题。
【教学建议】第一,教师应理解探究式教学的基本特征是解决问题;只有经过学生依据一定策略或方法挑选解决问题必要技能的内部过程,并具有“分析”等特征,才可能是真正的解决问题,从而有助于解决问题能力的形成;如果仅仅是“执行”、“回答”,尽管表现出学生积极的活动,但没有策略或方法的应用,当然也就无法实现“学习科学方法”、从而提高学生“探究能力”的目标。
第二,教师应理解课题可以设计为探究式教学的基本条件。
一个课题可以设计为探究式教学,要满足两个条件,就是课题中的问题:
1.其解决需要的必要知识和技能清楚,学生基本掌握。
2.其解决需要的策略或者说方法清楚,学生已习得或有运用的经验。
显然,如果一个问题,其解决需要的技能或方法是不明确的,那么当学生无法解决时,教师也无以提供有效帮助,这样课题当然无法设计为探究式教学。
课堂教学环境下的科学探究,其中“猜测”环节的问题,要么是学生具有丰富经验的内容,如案例一所示,学生回答思维较单一,有很多学习内容,对学生来说是缺乏直接经验的,如学生已知产生感生电流的情景就很有限,让学生猜测“感生电流方向的影响因素”,学生当然无从作出有依据的猜测,所以,该环节不宜设计为探究式教学。
“制定探究方案”、“获取事实与证据”、“检验和评价”环节涉及的问题均有科学课程的特征,解决所需的主要是科学课程概念和基本技能、且也存在较为明确的方法(如处理数据环节的方法有比较法、作图法、拟合法等),比较适合设计为探究式教学。
四、方法目标笼统化
课程标准提倡应在探究式教学中重视“过程与方法”目标的落实,实际情况是教师对“过程与方法”目标的陈述往往比较笼统,如“……培养学生信息收集、处理、分析的能力”等。
【评述】如果问题的目标状态、起始条件、解决途径这三方面都是明确的,对于多解决途径的问题,每一种途径也是清楚的,这类问题称为结构良好的问题;反之为结构不良的问题。课堂教学中需要解决的问题,应该都是学生可以解决的,属于结构良好的问题,其解决的途径、可用策略、所需技能都是明确的,教师可以分析清楚。笼统的目标表明教师并未对问题解决的过程进行深入剖析,并将其中涉及的策略、必要技能等具体化。
【教学建议】探究式教学前,教师应分析学生解决问题时可能遇到的障碍及类型。
由前分析可知,学生无法解决问题,要么是由于缺乏相应的解决技能、要么是缺乏解决问题的策略,也可能两者兼而有之。
教师可从如下几方面分析需要解决的问题:
1.需要学生解决的问题为何?
2.是否存在子问题?
3.解决问题的基本途径有几种?
4.每种解决途径上需要的策略为何?
5.每一种解决途径上所需的知识和技能为何?
据此概括出解决问题所需策略和必要技能,然后对学生可能的思维节点做出预判,为有针对性的指导奠定基础。
以“牛顿第二定律”教学中,“设计实验装置”环节为例分析如下:
●实验仪器:实验小车、一端有定滑轮的光滑长木板、打点计时器、砝码、刻度尺、秒表、天平、几段绳子、黑板擦一个。
●教学任务分析:
1.需要解决的问题:在给定仪器的条件下,设计测量一个运动物体的受力及其加速度的装置。
设计物理实验装置存在通用策略,如下:
①确定实验中要测量的物理量;②确定各物理量测量的原理;③选择测量各物理量的实验仪器;④确定每次实验中物理量变化方式;⑤确定实验仪器连接方式。
2.需要解决的子问题为:测量物体受力、测量物体受力时的加速度,其解决的途径、策略和所需技能分析如下页表1所示。
3.可能出现的障碍。
小车受力的测量在前面内容学习时学生已有接触;加速度测量途径2,教材中用黑板擦控制小车运动的时间,所需经验单一,也不可能有方法可以有效引导,无法探究,可直接给出。
由此,学生解决时可能出现的节点为:
节点一:当教师布置“设计实验装置”任务后,学生缺乏设计实验通用策略的引导,表现出无序的行为;
节点二:对加速度测量途径1,测量加速度的原理或打点计时器的使用较复杂,学生未掌握;
节点三:对加速度测量途径2,学生往往不会想到这种测量方案,即没有策略——转化法。
这部分问题解决涉及两个策略,设计物理实验装置的通用方法;测量加速度途径2中用到转化法;因此教学中如有“方法”的教学环节,目标可以具体为:
了解设计实验的一般方法;经历设计加速度与受力关系实验的过程,能陈述设计实验通用方法的基本步骤,能举例说明。
了解转化法;经历转化法测量运动加速度比值的过程,能陈述转化法在物理研究中应用的实例。
五、探究指导直接化
如果教师未分析出学生可能遇到的障碍及其类型,也就无法做有针对性的准备,当学生遇到困难时,教师只能提供相应的技能,直接告诉学生如何“做”。
引导学生探究的有效做法是:如果学生缺少必要知识或技能,可以用事先准备好工作单,引导学生反省以往学习经验来获得,而不应直接呈现给学生;当学生没有思路时,可通过工作单提示解决此问题所需的策略来引导学生思维方向,即教师的工作应保证问题最终的解决仍依赖于学生自己的思维努力来完成,体现出一定的“探究”性。
据前“设计实验装置”教学分析,可做教学准备如下。
●教学准备:针对各节点的工作单。
工作单一:设计实验通用策略,针对节点一;
工作单二、三:途径1技能单,针对节点二;
工作单四:途径2策略单,针对节点三。
当学生面对最初任务时表现出无序行为,可提供工作单一,帮助学生有序思考。
如果选填3.1而无法完成,说明学生不知测量原理,可提供工作单二。
如果选填3.1到4无法完成,可能是学生不会使用打点计时器,可提供工作单三。
如果选3.2而无法完成,说明学生对测量加速度比值没有思路,可用工作单四提供相应解决策略。
教师应理解探究式教学中提供策略的方式。
提供策略有两种基本方式:[6]
①以较为明确的文字形式引导学生获得解决问题的策略,如工作单四所示。
②提供以往的运用该策略解决问题的实例供学生分析类比,由学生自己领悟解决问题的策略,如工作单五所示。
对比两次提示,工作单五中学生必须从提供的材料中分析获得间接测量的方法——转化法,并依据该方法的引导,找出一定物理规律,将待求加速度比值转化为易测物理量之比。较工作单四提示,学生的思维活动更丰富,自主性更强。
最后,教师应清醒地认识到课程标准规定的学科知识是每位学生都应习得的,而探究式教学中,学生探究动机强度不一,承担分工各有侧重,多数学生获取的信息可能并不完整,从而影响学科目标的达成,所以,教学中应设置一个小结环节,由教师对问题、解决方案、获得结论等做清楚的梳理,将习得学科知识所必需的信息清晰呈现,帮助所有学生达到学科知识目标;由于学生不可能具备教师的教学水准,即使为了满足探究形式上的完整采用“交流”方式,小结环节也不应省略。
探究教学中无论学生是合作、还是自主方式,也无论学生是否积极回答教师提问或按教师要求活动,如果没有经历真正地解决问题,再多“形”似的探究也不会提升学生探究能力,教师应依据问题解决的条件和过程对每一探究式教学中涉及的技能和策略做具体分析,并做出有针对性的准备,努力在教学实践中提高探究式教学的效果。