论著选摘

探究性科学课程资源的开发与利用

张俊华  崔鸿

华中师范大学

摘要以科学探究为核心的科学课程的顺利实施,离不开丰富的探究性课程资源的支持。在课程资源匮乏的今天,指导广大科学教师发挥他们的创造力进行探究性科学课程资源的开发和利用,显得尤为迫切。本文从“探究主题的发掘”、“探究性材料的获取”、“探究活动场所的开辟,三个方面论述了探究性科学课程资源的开发和利用,以期对科学教师有所启示。

关键词】探究;科学课;课程资源

课程资源是指课程实施所需要的资源的总称,它既包括教材、教具、仪器设备等有形的物质资源,也包括教师和学生已有的知识经验、家长的支持态度等无形的资源。课程资源的开发与利用是科学课程改革和实施的重要保障,是新课程目标顺利达成的必要条件。笔者认为,探究性课程资源的开发和利用可以从探究主题的发掘、探究材料的获取和利用、;探究场所的开辟等几个方面着手。

一、探究主题的发掘

开展探究性活动的首要问题是要有一个恰当的探究主题,探究活动的主题的发掘可以从课程目标、日常生活、当代重大课题几个方面进行思考。

1.在教材蕴涵的课程目标中挖掘探究主题。

教材在很大程度上影响着教师的教和学生的学,因而个别教师往往把教材看作是惟一的课程资源。在这种观念的指导下,教师缺乏能动性、创造性,忽视根据课程目标对教材中探究主题的处理和挖掘。以武汉版《科学》教材为例(下同),七年级上册52池塘中的植物和63湿地动物两节的内容主要是围绕几幅生物生活的场景图来展开,如果在教学时也仅是通过让学生看图来了解生物与环境,教学内容容易流于空泛,教学目标也难以落实。为避免这种情况的发生,教师可以指导学生建造生态缸。在玻璃缸中有选择地养殖一些水生植物和动物,即构成生态缸。可选择一些中小型水生生物,如浮萍、金鱼藻、眼子菜等常见水生植物和小鱼、小虾、螺、蚌、蟹等常见水生动物,放人玻璃缸中。由于近距离地观察,可使学生对各种水生生物的特点及其生活状态留下深刻的印象,也有利于激发起学生的探究热情。可探究的课题很多,诸如浮萍为何能浮在水上,沉在水中的藻类如何呼吸?金鱼藻为什么没有根?鲫鱼有几种鳍?每种鳍各起什么作用?鱼为什么能停留在不同的水层?虾的附肢有几种类型?各起什么作用?等等。这种对生物实体和动态场景的观察和探究,极大地丰富了课程内容。

2.从日常生活中找问题。

关注学生的实际生活,充分挖掘和利用符合中学生年龄特点和能力水平的研究课题,是开发探究性科学课程资源的重要途径与方法。教师应注意引导学生关注生活,善于探索日常生活和自然现象中的科学道理,并且运用所学的科学知识解决生活中的问题或指导生活。

例如,《科学》七上81合理膳食部分,教材介绍了组成身体的物质、人体所需的各种营养物质以及合理饮食的基本常识。教材为合理膳食提供的概括性的指导,如何具体落实到每个不同的个体?学生们的饮食结构和饮食习惯是否合理?应该怎样根据每个人的特点制定合理的膳食计划呢?教师可以让学生记录自己35天的饮食,对照科学膳食的“金字塔”看看自己的饮食是否科学合理;还可以组织学生调查常见食品的营养成分,并根据自身特点设汁一份健康科学的食谱,也可以为自己的亲人设计一份食谱。这样的探究活动既激发了学生的兴趣,也发挥了学生的创造性,把所学运用于生活实际。

3.以学科或当代社会重大课题为载体,展开探究活动。

当代社会的重大课题大多涉及到科学与技术在社会经济生活等领域中的重要应用。它们体现了科学技术对社会的影响,是我国当前社会经济发展面临的重大课题,如资源和环境、生物工程、通信与交通、新材料能源、航空航天等。这些课题能够激发学生积极参与研究的兴趣和热情,为探究性科学课程资源的开发开拓了新的领域和思路。具体来说,可选择的探究主题有:测定雨水的pH值,调查当地酸雨的状况;搜集氟利昂对臭氧层的危害的资料;通过收集资料撰写有关基因工程技术在提高作物产量和质量方面的汇总材料;收集和交流交通工具的发展对人类生活方式和经济发展影响的资料;收集和交流有关信息高速公路对经济影响的资料;收集材料技术发展对社会进步作用的资料;通过熟悉的实例讨论生产使用塑料制品的利与弊;收集和交流空间技术在生产和生活中的应用及其前景的资料等等。

例如七上第二章中学习了“阳光与能量”后,教师可以指导学生对世界、我国、当地或者自己家中对太阳能的利用情况进行调查,分析太阳能的利用对社会和生态环境的影响。在进行了实验“物体吸收太阳能的比较”后,教师可进一步安排学生探究太阳能热水器的基本原理;也可以根据所学基本知识,设计制作有关太阳能利用的模型或方案,如简易太阳能热水器、太阳能房屋、太阳能路灯等。

二、探究性材料的获取和利用

科学探究要让学生经历、体验,要活动,而活动离不开材料。在很多实验区,由于科学课开设的时间较短,配套的探究设施还不完善;即使在科学课开设时间较长的实验区,虽然学校已经向专门的厂家购买了不少仪器材料,但由于探究活动的开放性,很多探究材料也还要靠科学教师的智慧来获取。

1.充分利用原有分科实验室的器材。

科学课程和原分科课程的基本内容在很多方面是一致的,而且很多基本实验仪器是可以通用的。因此,在科学实验室建设还不完善的情况下,科学教师要充分利用原有分科实验室的器材,以推动科学课的顺利实施。例如“测量水的密度”、“测定空气中氧气的含量”、“探究干燥的种子是否含有水分”“认识地球上的经纬线”等活动所用的器材,如酒精灯、试管、烧杯、天平等都是原分科实验室的常规器材,可以充分利用。

2.创造性地收集和利用各种探究材料。

原有分科实验室的课程资源满足不了科学课程数量众多、形式多样的探究活动的需求,必须发挥广大师生的创造力,利用各种途径来不断充实科学探究所需的课程资源。材料收集的一个原则是“收集每一种可能用得上的东西,从不轻易扔掉任何东西”。

教师可准备一个专用的大盒子来装各种收集到的探究材料。日常生活中许多司空见惯的东西都可以收集起来作为探究活动的材料。例如:塑料瓶、胶卷盒、纸板、小镜子、手电筒、电池,气球、牛奶瓶……要收集的材料是无穷无尽的。

巧妙地利用这些收集的材料,你会发现身边的课程资源其实是很丰富的。科学课的老师,就要做有心人,做到“瓶瓶罐罐做仪器,拼拼凑凑做实验”。例如:利用废弃的饮料瓶,可以探究液体压强和大气压,制作滑轮、火箭等活动;利用玩具激光发射器可制作平行光源;利用酒瓶底可作凸透镜,利用废弃的眼镜片作为凹透镜;利用玩具小车可做惯性实验;利用牛奶瓶作为化学反应的容器;利用电池和铅笔芯制作溶液导电性装置……

我们身边的许多材料只要稍稍改变一下,就会成为很好的探究材料。以气球为例,它可以用来做很多探究活动,如“反冲实验”(1)、“制作呼吸运动模型”(2)、“模拟气孔开闭”(3)等。

3.利用现代信息资源开展科学探究活动。信息意识和能力是现代社会公民科学素养的重要部分,信息技术的发展也为科学探究提供了前所未有的崭新平台。网络和多媒体技术的飞速发展,为学生的探究活动提供了大量的丰富多彩的材料,极大地激发了学生的探究兴趣。例如,在学习“水资源的分布”时,就可以指导学生通过网络获取长江流域,黄河流域月平均径流量(或月平均降水量)数据,并根据数据绘制月平均径流量(或月平均降水量)变化曲线图和柱状图。通过两个地区径流量的比较以及各个地区月平均径流量(或月平均降水量)变化,总结出我国水资源分布的特点。

在学习了七上第四章“遥望星空”后,教师可以指导学生根据自己的兴趣进行选题,利用网上资源展开进一步的探索。以“收集九大行星的资料,探讨行星和卫星上存在生命的可能性”为例,因特网上就有丰富的课程资源供教师和学生检索:

(1)中华网—科技频道—科学博览—航天探索—火星探索之路:

http://tech.china.com/zh­_cn/science/zhuanti/mars/index.html

 (2)中国科普博览—天文馆—太阳系:

http:www.kepu.com.cn/gb/beyond/astronomy/sun/sun. htnl

 (3)中国科普博览—天文馆—人类的家园—地球—携带人类文明信息飞向太空:

http://www.kepu.com.cn/gb/beyond/astronomy/earth/earth_5.html

 (4)上海天文台—天文学基础—太阳和太阳系:

http://wwwastronshcnsunplanethtml

(5)中国公众科技网—火星探测:

http://database.cpst.net.cn/search/fall.php?fseltext=火星探测

 (6)网上科学馆—宇宙大观:

http://www.insm.org/universe/star.shtml

充分利用现代信息资源,对于培养学生的信息意识和信息检索、收集、筛选、分析、处理能力等都有着不可替代的作用,在利用现代信息资源时,教师应当提醒学生注意分析信息的权威性和可靠性,提高学生信息评价的意识和能力,这对于学生的终身发展是非常有益的。

三、探究活动场所的开辟

在科学课程中,有的探究性实验和调查需要特定的活动场所。这就需要为科学探究开辟活动的场地。探究活动场所的开辟可以从以下几个方面人手:(1)开辟校内科学探究场所。学校的图书馆、实验室、生物园等,都是学生进行自主学习和主动探究所需要的,应当鼓励学生利用课余时间收集资料,查阅书籍,做探究性实验。(2)充分利用校外可开展探究活动的场所。包括高校、科研机构、博物馆、企事业单位、农科所、集贸市场,植物园等。这些丰富的校外课程资源都可以用来开展探究活动,如测定工业废水的污染情况,设计防治对策;认识植物园内的珍稀植物、重要经济植物,了解各种植物的科属、产地、生境、生物学特性,以及经济价值、科学意义,文化背景、历史渊源等等。(3)指导学生创建家庭实验室。科学课中的许多探究实验非常适合学生在家中进行。教师可以指导学生把自己的书房或卧室一角装饰成小实验室:用几个包装箱装各种探究材料,把自己收集的实验器材或从学校零时借用的器材,分门别类装人每个包装箱,再自行配制一些工具,这样就可以创建成一个简单实用的家庭实验室。有条件的学生可以在家中养殖动,植物。这不仅装扮室内环境而臣为学生提供了活生生的探究材料。

通过上述方法,不但能够丰富探究性科学课程资源,而且能够培养师生的创新意识,全面提高学生的科学素养。这也是推动科学课程实施的得力措施和重要保障。

【参考文献】(略)

文章选自《新课程研究》(2005.4)