学生在课堂上根据教师提出的问题,选择不同的阅读材料自主学习,并通过讨论回答问题。在学生回答的基础上,教师先把纤维素和淀粉的结构单元和结合方式展示给学生,明确它们结构上的差异;再把葡萄糖分子间脱水缩聚成纤维素的过程展示给学生,以加深对结构的理解,为推测纤维素的性质打下基础。学生根据纤维素结构单元中有三个羟基,对它的性质做出推测:可能会发生水解反应、酯化反应,并设计出实验方案。通过讨论选择最佳方案。在此过程中会出现分歧,例如在选择纤维素水解反应的催化剂时,关于硫酸的浓度有争议,教师就提供不同浓度的硫酸.让学生自己探索,并将实验结果做出报告。
在完成教材内容的基础上,教师应根据学生搜集的材料,在课堂教学中将课程内容联系到与知识内容相关的生活中的现象、社会问题及其他学科相关的知识上。学生收集到很多关于硝酸纤维的发现、性质、应用的材料,据此提出下面的第三个问题:
c.谈硝酸纤维的发现,结合它的发展史谈谈它对高分子化学的发展有什么影响?
先请学生详细叙述纤维发现的过程:一种是实验室中的偶然发现,被有心的科学家加以研究,成为一种制备方法;另一种是人们对自然、社会现象的理性思考:蚕以桑叶(纤维素)为食,吐出蚕丝(蛋白质),这个过程结合了氮元素,若将纤维素与含氮物质混合。能否得到丝状物质呢?在此基础上实践,得到最早的人造丝(硝酸纤维)。教师指出有些发现虽然是偶然的,但科学家抓住了偶然因素中的必然,这需要一丝不苟的科学态度和对科学执著的精神。硝酸纤维的出现开辟了合成纤维和合成塑料两大工业,虽然它现在已被很多新材料所取代,但在高分子化学的发展上起到了抛砖引玉的作用,应充分加以肯定,这是科学的历史观。然后,结合纤维素的应用,让学生观看有关造纸的录像,让学生了解我们的祖先是怎样用破布、麻绳、旧渔网造出了光洁、柔软的纸,并指出纸的出现对于世界文明、文化传播的推动作用,激发学生的爱国热情。然后,在学生很兴奋、思维活跃的基础上,提出下面的第四个讨论题.作为对这个教学内容的总结:
d.结合我国国情,谈谈对纤维素发展的展望。
教师从资源、环境、能源、保健等方面引导学生关注身边的社会问题,鼓励他们发表自己的见解,然后和同学一起总结。对于这样一种有巨大应用前景的资源,应遵循可持续发展的原则,促进人与自然的和谐发展。
最后,对他们在整个过程中的活动给予评价(如评选最佳软件等),激励学生以更大的热情投入科学知识的学习中。同时让每个学生回顾教学过程,以论文或其他方式整理自己的收获。
(2)“探索性学习”教学可概括为以下五个环节:
a.确定选题;
b.学生查阅资料,写出报告,制成软件:
c.问题讨论,设计实验探究结论:
d.渗透人文思想:
e.评价与总结。
小学生能不能进行探索性学习?实践表明小学中某些教材经过老师精心设计是能够进行的。例如,育才学校小学部自然课教师学习美国兰本达教授所倡导的“探究—研讨”教学法,对自然课教学法进行改革。下面是二年级《磁铁》一课的探索教学.为了建立“磁铁能吸铁”这一性质的认识,教师对教学进行了精心设计,准备了实验材料:条形、蹄形、针形和圆形的磁铁;能被磁铁吸引和不能被磁铁吸引的物品;磁铁隔着东西能做游戏的三种材料。
新课开始后,教师提出课题,并板书“磁铁”两字。进而提问学生:“谁知道磁铁是什么?”“吸铁石。”“它是哪国首先发明的?”使儿童知道磁铁是我国古代发明的,渗透了,爱国主义教育。以上活动仅用两三分钟。紧接着,出示各种形状的人工制造的磁铁,让儿童像科学家那样根据它们的形状给命名。教师把各种磁铁的名称写在黑板上。问学生:“磁铁能吸什么?”问题提出后,板书“能吸什么?”与原来板书的“磁铁”二字相连,形成了一个完整课题。同时用幻灯映出两个问题:“磁铁能吸什么?’’磁铁的哪部分吸引力最强?”跟着发给学生第一套材料,让学生带着这些问题去分组动手实验探究。课堂上顿时活跃起来,他们都用自己手中的磁铁去吸盘子里的东西,一样一样地试,边操作,边观察,边议论。当一串东西都连着被吸上来时,竟高兴得哈哈大笑起来。当学生把一、二两个问题基本上弄清楚时,教师马上发第二套材料,同时用幻灯映出三、四两个问题:隔着东西能吸上来吗?隔着什么东西能吸?至此‘学生们又兴致勃勃地进行实验。实验一共进行了十几分钟,就进入“研讨活动”,同学们把探究中获得的感性认识进行交流。你一言,我一语,互相启发,互相补充,互相纠正,发现矛盾,开展争论。经过畅所欲言地研讨,学生逐渐加深了对磁铁性质的认识.获得科学的结论。探究得越深入,研讨得越充分,对性质的认识就越准确。在“探究一研讨”的整个过程中,学生的“主体”作用发挥得很充分,教师的“主导”作用尽在不言之中。
为了让学生在获得知识和运用知识解决实际问题的过程中.发展智力,提高能力,教师还设计了三个智力游戏:①打捞沉船。用两桶水,里面放进铁片做的小船,给每个学生一根棍、一截绳、一块磁铁。让他们利用这些材料打捞沉船,看谁能先打捞上来。②铁砂搬家。给每组两袋铁砂、几块磁铁,让他们把铁砂从桌面上搬运到盒子里,看哪组搬运得快。③走迷宫。在两块纸板上分别画好迷宫,每块纸板上放一个带磁铁的舞蹈小人,让学生用磁铁在板下吸引板上的小人走迷宫。这项游戏,两组两组地进行比赛.看哪组的小人先走出迷宫。游戏一开始,学生的情绪就出现了高潮。最后让优胜组给全班表演。整节课学生都处在积极学习的状态之中,他们的各种感官都参与了学习活动。
三、实验课的探索教学
中学理科教学中,实验课多是验证性实验,学生按照教材设计按部就班地去做,缺乏真正科学实验的意义。其中一部分实验应改为教师指导下,学生独立地实验。教材中有的演示实验.也可以重新设计改为学生自己动手,进行探索性的实验。如初三电学实验课中“滑动变阻器”一节,就在学生已掌握决定电阻大小的因素的基础上,提出自己设计一个使用方便、经济、科学的、阻值可以改变的导体。学生在电阻示教板的基础上,提出很多方案,经过讨论认识到,在材料、横截面积一定的情况下改变导线的长度。为了更方便,再把导线经绝缘处理后再绕在绝缘筒上。大家边设计,边修改,配以教师的模型演示,滑动变阻器的雏形出现了。学生在兴奋之中再去观察滑动变阻器的实体,各部分的构造用途就一目了然了。事实上探索还可以继续,即再接着提出如何正确使用滑动变阻器?让学生们亲手操作,选择接线柱,移动滑动触头,观察电路中的电流变化,在各接线柱都使用一遍后大家会明确各接线柱的联法,但还需上升为理性认识,在课上师生共同编写出使用口诀:“两上两下不能用,一上一下才能行,要问电阻如何变.就看线圈接线点,滑动触头远离它,电阻变大电流小,滑动触头靠近它,电阻变小电流大”。学生增强了用已学知识去探索新知识的意识,也提高了实验中提炼归纳知识的能力。
想像法
人们在科学技术、文学艺术活动和日常工作、学习中,经常运用想象的方法。想象是一种重要的最具创造性的思维方法。20世纪许多伟大发明,如物理学的相对论和化学的量子力学的诞生、生物学遗传分子DNA的结构的发现、地理学的“板块结构理论”等,无不显示象力的巨大作用。因此,在创新教育中,要十分重视想象力的培养和运用。
一、再造想象
再造想象是人们普遍使用的思维方法。当人们阅读一篇文学作品,听别人说书、讲故事,识别或判断一张图像(图形),欣赏一幅艺术作品时,根据语言的描述或图像在头脑中产生它们的表象(画面),就是再造想象。这些未感知过的事物的表象,是读者头脑中以原有表象为材料,根据作者的描述或图像进行加工改造而形成的新表象。