中学物理科普实践课程体系设计研究

发布时间：2022-10-03 10:56 热度：

　　为实现“培养学生良好的科学素养”的教育教学目标,以一个悬疑性的实验为起点,或是以培养学生科学素养的课程系统设计为基础,寻找出能够激发出学生强烈学习兴趣、包含科学和文化背景知识、学生乐于接受的方式方法,构建探究式科普实践课程和教学模式,是一件困难的事情,虽然目前已经积累了一定的实验经验,但仍有大量的工作有待去拓展和研究.

　　1探究式科普实践课程设置的依据

　　目前,各个地方、学校开展的科普教育活动形式各异、种类繁多.新课程纲要所要求的开设科普教育类活动课程的核心是“自主探究、多种形式”,给予科普教育活动的探索以广阔的空间.无论是课外活动的形式、选修课的形式,也无论是课程的形式、还是竞赛的形式,都是可以积极探索和尝试的.

　　利用选修课的形式,在进行了一段时间的探究式科普实践课程的探索实践后,一份针对选课学生的问卷调查,得出以下结果:①实践制作类课程深受学生欢迎,例如“永生是否能实现”(液氮)一课学生给予很高评价.②最受欢迎的文化背景类教学内容,学生评价:展现了特异实验现象、解说了科学文化案例,内容神奇有趣,不仅拥有学术性,而且兼备娱乐性.③学生希望有更多能够动手实践的课程.④还有学生则希望再加入多些类似于“液氮冰淇淋”类型的疯狂美食内容,因为这些内容展示了物理科学与日常生活的奇妙联系,生动有趣(这是否可以理解为在生活水平日益得到提高的今天,学生对富有科学内涵的高品质生活的追求).⑤学生亦反映希望能够加入更多的讨论和直接参与性的环节.⑥学生认为课堂风格风趣幽默,学习过程不枯燥,很能Hold住学生(这说明课程的形式能够适应学生的年龄、心智等方面的特点和需要).因此,有必要对课程的设计原则进行进一步的分析与总结.

　　2探究式科普实践课程的设计原则

　　探究式科普实践课程是为“培养学生良好的科学素养”服务的,课程的设计应符合教育的一般规律.探究式科普实践课程与“接受式”、“验证式”的课堂实验教学形式互为补充,但又有着极大的不同之处.为了更好地把握和运用这一课程教学方法,笔者认为在课程的设计上应该围绕以下原则进行:

　　2.1探究性原则

　　探究性原则是首要的.其含义是,设计的问题情境所包含的科学现象和科学内涵应设计得较为隐蔽,所展现的外在现象与科学结论之间应有一定的距离,问题探究的方法和途径应设计得较为模糊,并适当地发散,让学生需要通过自行努力或同学间的协作,通过搜寻整理相关资料,通过对实验方式进行评价筛选、对实验所获得的数据进行一定的统计分析,也就是经过一番“科学迷宫”中的“探险”,一步一步得到新的“发现”.这样的课堂才是让学生觉得兴味十足,富有成效的.例如,一节题为“蛋碰蛋”的探究课程中,教师只提供鸡蛋,并由学生自主挑选想要的器材,再由学生自行设计实验方案进行验证,让学生觉得这样的课堂“很过瘾”.

　　当然,在探究性课堂教学过程中,教师的引导是必不可少的.教师不断地以“为什么”来引导学生,展示出围绕该问题所涉及的各种社会现象,争论焦点,由此激发出学生强烈的好奇心,并主动积极地开展问题探究.

　　2.2科学性原则

　　科学性原则意味着:其一,所设计的问题情境包含的科学现象和原理不能出现科学性错误;其二,所涉及的知识范围,不应偏离高中学生所了解掌握的科学知识和基本原理;其三,还应该贯彻因材施教的原则,根据学生的特点、基础设计教学内容和问题情境,科学的意味着是适度的.此外,科学性还意味着课程设计充满趣味、灵活多样,但同时也应该是严整的,灵活性和趣味性应该相统一.

　　2.3社会性原则

　　社会性原则,要求课程设计的选题应尽可能与人们日常的及社会生活相联系.“问题”的情境与所包含的知识,可以尽量拓展关联到社会热点问题、最新科技成果,可以涉及生活中隐藏的科学常识、认识误区、伪科学现象等.目的是帮助学生对良莠难辨、充满争议的社会现象,学习运用科学的思维进行分析与批判.例如,在“油锅捞钱”“点水成冰”“滚蛋退烧”“水都知道”等主题的教学中,若将问题的知识延展至曾经风靡一时的“气功现象”、“中西医之争”、“特异功能现象”等,能引发学生的浓厚兴趣,有利于帮助学生将科学知识迁移应用到社会生活中,提高对社会生活中真与假的现象的辨别能力,并且有利于推动整个社会科学文化水平的提高.

　　2.4趣味性(悬疑性)原则

　　在课程的情境设计上,恰当地设计悬疑性的问题,并应着力偏向于趣味性;还可以改变以往传统的“为知识而实验”的学习方式,以“舞台魔术剧”的形式,对课程所要呈现的教学情境进行精心设计.这不仅符合学生普遍的知识水平,也符合中学年龄段学生的心智特点.“两手空空真的能点亮灯管吗?”“液氮可以帮助人类实现长生不死的梦想吗?”“裹着银币的热鸡蛋真的能从身体内拔出毒素吗……”这些带有悬疑性的问题,将会很快地把学生带入主题学习的情境中.主题的设计也可以趣味化,如在同类型的课程——研究物质沸点的实验中,传统的主题为“验证醋的沸点为60度”“研究海波的熔点”,而探究式科普实践课程中则主张设计为“如何在沸腾的油锅里捞起铜钱”.而后者的教学效果,已经为实验性教学实践所证实.

　　2.5现实性原则

　　探究式科普实践课程开设的现实基础,是课程开设的可能性条件.它要求课程所设计的所有“问题”,必须基于实验室已有的条件下,可提供足够器材给学生完成开放式探究活动,而不能将课程变相设计为在限定条件、限定器材下的“假探究,真灌输”的课堂.

　　2.6学生主体原则

　　问题的解决方案应以学生为主体来设计,并由学生自主探究解决问题;教师则负责提供探究器材,在必要的环节进行学习情境(知识)铺垫,进行研究方向的引导并引导学生对所制定的探究方案进行评定完善,在学生的探究活动结束时组织学生共同分享、交流,推动学生自行发现设想中的谬误之处、或者吸取他人的可取和先进之处.提供参考答案并组织学生对该探究活动进行总结提升.在课程中,教师的成功引导是学生“进入角色”的关键环节:“世界充满了无穷的奥秘,科学又是如此的美丽,令人着迷.所以我们搜寻,我们在一起激辩,我们试图从杂乱无章,形形色色的事物中寻找真相,体验着‘发现’的乐趣,并乐此不疲……”进而召唤学生“我坚信,并将竭尽全力地寻找证据,以证明我的观点.”

　　2.7多样化原则与简约性原则

　　多样化原则,意味着可以根据学生的特点和需求,基于可以实现的基础条件,开放性地设计出不同形式、不同侧重点的活动课内容,不断更好地满足广大学生求知的需要.

　　众所周知,魔术是简约的,但它留给人们的印象是深刻的,给予人们的思考空间是广阔的,而这也是探究式科普实践课程可以借鉴的一个方面.在这里,简约,就是用简洁明了的方式方法对学生进行学习引导.这也符合探究式科普实践课程开课的基本条件和特点.探究式科普实践课程作为选修课,每节课40分钟,在具体运作过程中,它的功效既离不开基本背景讲述、陈述观点、学生的讨论等环节,更离不开学生动手实践、展示实验案例、分享学习收获,要在有限的时间内完成学习任务,就需要设计精炼的语言和紧凑的实施环节.