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“城市.教育.科普”科技教育国际论坛交流论文·学科中渗透培养学生的科学研究能力

九年义务教育阶段,是学生发展的关键阶段,学生的身体、生理、心理是一个转折期。在此阶段,通过课堂教学新模式的实践,让学生基本具有科学研究的精神,具备科学研究的态度,学会科学研究的基本方法,从而为他们今后进一步更高层次或自主性的研究性学习打下扎实的基础。

学科中渗透科学研究能力,是学生适应一定学习活动的能力,是一种综合能力。科学研究能力的高低,直接影响到掌握知识的数量和质量。教师要改进教学方法,克服以往学生某些学习能力被一而再、再而三强化训练,而科学研究能力却被忽视,留下空白点的弊端。

研究学科中培养学生科学研究能力的价值,就在于怎样通过有效手段,使学生具有科学知识、科学精神和科学态度;怎样发挥学科优势培养学生的科学研究能力和创新精神;怎样培养学生科学的学习方法、研究方法和可持续发展学力;是我们探索的目的和方向。

一、研究各学科思想方法和探究教学

以学科知识为载体,有目的、有计划的在传授科学知识与技能的同时,培养学生的科学研究能力,着重研究各学科思想方法和探究教学,如: 科学观察的能力;⑵ 设计与制作的能力;⑶ 实验和操作的能力;⑷ 科学想象的能力;⑸ 科学表述的能力;⑹ 信息的收集和加工的能力;⑺ 分析归纳的能力,并在教学内容、教法和学法的改革上完成一定数量的实证。

2004年4月6日,徐汇区教育科研室张才龙、吴锦骠、杨向谊、方莺等专家莅临樱花中学,检查子课题《学科中渗透学生科学研究能力的培养》学校科技教育进展情况。上午,专家们连续听了三节课。分别是王一青老师的区级初三理科公开课《探究测定物质的密度》主要渗透培养学生“实验和操作”的科学研究能力,康老师的初三化学复习课《实验装置和实验设计》主要渗透培养学生的“实验设计”科学研究能力,这两节课打破了原初三传统的复习模式,教师运用探究式学习方法和小组合作学习的形式,从基础知识点复习开始,通过学生问题探究学习的方式,由浅入深,螺旋式上升地引导学生进入综合应用。探索科技教育在课堂教学中的渗透,使学生的科学研究能力得到了有效的培养。

专家们又听了老师的初一综合科学课《吸烟与健康》,主要渗透培养学生“调查研究”的科学研究能力。老师发挥小班教学的优势,以同质、异质结合的方法,把学生组织成调查组和实验组,并通过课前学生自主设计调查报告和实验方案,然后由学生亲自体验科学调查和实验的操作过程,充分调动学生的自主学习和合作学习的能力,得出科学的结论。在课堂上,通过学生生动的汇报展示,使学生既学得有关的知识,又获得了科学探究的能力。

专家们和课题组老师进行了探讨座谈,在座谈中,三位老师分别向专家汇报了课的设计思路。专家们就三节课进行了点评和指导,他们高度评价了这三节课,肯定了课题研究的成果。

  

二、科学研究能力培养的途径

  概括起来说,要培养学生的科学研究能力,基本上采用以下途径。

1、  改革课堂教学。

课堂是培养学生科学研究能力的重要场所,课堂教学既要发挥传授书本知识的功能,更要发挥开发学生潜能和培养学生自主探索的功能,力求将科学研究能力的培养贯穿于整个教学过程。

1)教学目标考虑科学研究能力培养。要把提高学生的“科学表达”的能力、“科学观察”“分析和归纳”的能力、“实验和操作”的能力、“信息收集和加工”的科学研究能力作为教学目标的基本内容,培养学生浓厚的研究和解决问题的兴趣和能力。

  (2)教学过程体现科学研究能力培养。科学研究能力的培养需要时间和空间。一要保证有充分的时间让学生在课堂教学过程中能动地活动,通过体验、交流和选择实现认知、探索和创造。二要提供实践活动的空间。要打破教学常规,让学生主动参与学习过程,组成完整的、师生双向互动的教学过程。三要采取灵活多变的教学方法和手段,把教学过程变成学生带着问题学习,不断探索解决问题的过程。四要精心设计培养科学研究能力的载体和方法,在学生亲自感知、思考、操作和实践的过程中加深对知识的理解。

3)学法指导重视科学研究能力培养。对学生不仅要“授之以鱼”,更要“授之以渔”,要对他们进行学习方法的指导和研究能力的培养。一是选择学习方法的能力。如问题研究法、探究学习法、互教互学法等,使他们主动地学、生动活泼地学,由不会到会地去学习知识、掌握技能。二是获取信息的能力。扩大学生的阅读和社会交往面,培养学生收集、分析、归纳、整理和利用信息的能力。三是合作学习的能力。要让学生增强群体意识和合作意识。四是应用知识解决实际问题的能力。

2、提升教师素质。 要培养学生的科学研究能力,教师必须具备良好的道德素质、开阔的知识视野、善于变通的教学技能和自觉的创新精神等职业素质结构。一要确立平等的教育观。二要不断完善知识结构。三要拥有娴熟的教学实践技能。四要具备课题研究能力。以课题研究促自身素质的提高,努力探索出一套自己的教育方法。

  三、研究如何提高学生的科学研究能力

1、培养“科学观察”的研究能力。

观察能力是学生获取知识,由感性到理性的重要基础,是思维活动的门户与源泉,敏锐而准确的观察往往是创造性思维的先导。无论在教学中的演示实验,还是学生的操作实验,都引导学生学会仔细观察实验过程中所出现的变化,同时还要求学生观察日常生活中的一些现象。这样,使学生养成“见物思理”和“以物讲理”的习惯,从而培养了学生的观察能力。

2培养“实验和操作”的科学研究能力。

操作能力是运用知识形成独立实验能力的前提,操作的科学性、准确性、熟练性和协调性直接关系到实验的成败。因此凡是教学内容能用实验操作的都安排学生去做,不仅如此,而且还将与教学内容相关的日常生活中的物理现象也让学生实验操作,如说明大气压存在的实验。这样,既培养了学生实验操作的能力,又拓展了学生的知识视野。

3、培养学生“科学表达”的研究能力。

  科学表达能力,是指人们将自己拥有的信息,通过各种形式纳入统一的、正规的信息交流渠道的能力。

  在教育中培养学生“科学表达”的能力,可以要求学生把自己搜寻到的资料用PPT的形式展示出来;或者通过电子邮件的形式在小组内部进行小规模交流,然后再在小组之间展开大规模交流。还可以通过成果展示等方式进行信息交流。

物理学科中学生科学研究能力的培养

【案例分析1】培养学生“实验和操作”的科学研究能力——“探究测定物质的密度”

【案例分析2培养学生“科学表达”的科学研究能力——“串并联电路的设计与应用”

【案例分析3培养学生“分析数据和归纳”的科学研究能力——“照相机”

【案例分析4培养学生“科学观察和分析”的科学研究能力——“功率”

【案例分析5培养学生“科学观察和操作”的研究能力——“变阻器”探究教学

经过两年多《在学科中渗透学生科学研究能力培养》研究的实践表明:在课堂教学过程中,充分利用其实践性特点优化教学,使学生在积极参与的过程中动手动脑,既深刻地掌握了学科知识,又激发了学习兴趣,还显著地提高了观察能力、操作能力和科学表达能力,创造性地解决问题的能力也略显端倪。

四、提高了学生的综合素质

1、  学生文化素质有所提高

教育科研面向学生,以提高学生文化素质,为主体任务,以减轻学生的课业负担,以保证较高的教学质量为目标,充分体现了教育科研的成效。

在此,以近年来我校物理学科与全区同年级学生水平跟踪测试为例,我们采用区教研室命题的统一试卷,进行多次跟踪测试,测试结果较好。

2、学生个性特长充分展示

学生科学研究能力的提高,是改进课堂教学手段,提高学生综合素质的反映。我们从提高学生“合作与交流”的科学研究能力、学生“实验和操作”的科学研究能力、学生的“实验设计”科学研究能力和学生“分析和归纳”的科学研究能力等方面进行考查。经过二年的培养,班级90%的学生科学研究能力均有提高。在04年、05年中考中,物理学科合格率100%,获得百分之六十的优秀率。05年学生在物理学科竞赛中获区团体优胜奖,一等奖、二等奖、三等奖4项,吴己阳同学在上海市大同杯赛中获二等奖,保送进上海中学。

研究发现,学生科学研究能力的形成是从点点滴滴开始,逐渐积累、完善。往往是先形成良好的实验习惯,然后初步把知识的应用、观察和操作跟思维相联系,在一次次实验中实践,各种研究能力也就在这一过程中得到培养和提高。

通过对学生科学研究能力的培养,学生各方面的能力明显增强。但在不同的年级和不同学科可能还有差异。在今后还有待于继续探究,以进一步完善。使该课题的研究更加深入,从而发挥出更大的效益!