為實現“培養學生良好的科學素養”的教育教學目標,以一個懸疑性的實驗為起點,或是以培養學生科學素養的課程系統設計為基礎,尋找出能夠激發出學生強烈學習興趣、包含科學和文化背景知識、學生樂于接受的方式方法,構建探究式科普實踐課程和教學模式,是一件困難的事情,雖然目前已經積累了一定的實驗經驗,但仍有大量的工作有待去拓展和研究.
1探究式科普實踐課程設置的依據
目前,各個地方、學校開展的科普教育活動形式各異、種類繁多.新課程綱要所要求的開設科普教育類活動課程的核心是“自主探究、多種形式”,給予科普教育活動的探索以廣闊的空間.無論是課外活動的形式、選修課的形式,也無論是課程的形式、還是競賽的形式,都是可以積極探索和嘗試的.
利用選修課的形式,在進行了一段時間的探究式科普實踐課程的探索實踐后,一份針對選課學生的問卷調查,得出以下結果:①實踐制作類課程深受學生歡迎,例如“永生是否能實現”(液氮)一課學生給予很高評價.②最受歡迎的文化背景類教學內容,學生評價:展現了特異實驗現象、解說了科學文化案例,內容神奇有趣,不僅擁有學術性,而且兼備娛樂性.③學生希望有更多能夠動手實踐的課程.④還有學生則希望再加入多些類似于“液氮冰淇淋”類型的瘋狂美食內容,因為這些內容展示了物理科學與日常生活的奇妙聯系,生動有趣(這是否可以理解為在生活水平日益得到提高的今天,學生對富有科學內涵的高品質生活的追求).⑤學生亦反映希望能夠加入更多的討論和直接參與性的環節.⑥學生認為課堂風格風趣幽默,學習過程不枯燥,很能Hold住學生(這說明課程的形式能夠適應學生的年齡、心智等方面的特點和需要).因此,有必要對課程的設計原則進行進一步的分析與總結.
2探究式科普實踐課程的設計原則
探究式科普實踐課程是為“培養學生良好的科學素養”服務的,課程的設計應符合教育的一般規律.探究式科普實踐課程與“接受式”、“驗證式”的課堂實驗教學形式互為補充,但又有著極大的不同之處.為了更好地把握和運用這一課程教學方法,筆者認為在課程的設計上應該圍繞以下原則進行:
2.1探究性原則
探究性原則是首要的.其含義是,設計的問題情境所包含的科學現象和科學內涵應設計得較為隱蔽,所展現的外在現象與科學結論之間應有一定的距離,問題探究的方法和途徑應設計得較為模糊,并適當地發散,讓學生需要通過自行努力或同學間的協作,通過搜尋整理相關資料,通過對實驗方式進行評價篩選、對實驗所獲得的數據進行一定的統計分析,也就是經過一番“科學迷宮”中的“探險”,一步一步得到新的“發現”.這樣的課堂才是讓學生覺得興味十足,富有成效的.例如,一節題為“蛋碰蛋”的探究課程中,教師只提供雞蛋,并由學生自主挑選想要的器材,再由學生自行設計實驗方案進行驗證,讓學生覺得這樣的課堂“很過癮”.
當然,在探究性課堂教學過程中,教師的引導是必不可少的.教師不斷地以“為什么”來引導學生,展示出圍繞該問題所涉及的各種社會現象,爭論焦點,由此激發出學生強烈的好奇心,并主動積極地開展問題探究.
2.2科學性原則
科學性原則意味著:其一,所設計的問題情境包含的科學現象和原理不能出現科學性錯誤;其二,所涉及的知識范圍,不應偏離高中學生所了解掌握的科學知識和基本原理;其三,還應該貫徹因材施教的原則,根據學生的特點、基礎設計教學內容和問題情境,科學的意味著是適度的.此外,科學性還意味著課程設計充滿趣味、靈活多樣,但同時也應該是嚴整的,靈活性和趣味性應該相統一.
2.3社會性原則
社會性原則,要求課程設計的選題應盡可能與人們日常的及社會生活相聯系.“問題”的情境與所包含的知識,可以盡量拓展關聯到社會熱點問題、最新科技成果,可以涉及生活中隱藏的科學常識、認識誤區、偽科學現象等.目的是幫助學生對良莠難辨、充滿爭議的社會現象,學習運用科學的思維進行分析與批判.例如,在“油鍋撈錢”“點水成冰”“滾蛋退燒”“水都知道”等主題的教學中,若將問題的知識延展至曾經風靡一時的“氣功現象”、“中西醫之爭”、“特異功能現象”等,能引發學生的濃厚興趣,有利于幫助學生將科學知識遷移應用到社會生活中,提高對社會生活中真與假的現象的辨別能力,并且有利于推動整個社會科學文化水平的提高.
2.4趣味性(懸疑性)原則
在課程的情境設計上,恰當地設計懸疑性的問題,并應著力偏向于趣味性;還可以改變以往傳統的“為知識而實驗”的學習方式,以“舞臺魔術劇”的形式,對課程所要呈現的教學情境進行精心設計.這不僅符合學生普遍的知識水平,也符合中學年齡段學生的心智特點.“兩手空空真的能點亮燈管嗎?”“液氮可以幫助人類實現長生不死的夢想嗎?”“裹著銀幣的熱雞蛋真的能從身體內拔出毒素嗎……”這些帶有懸疑性的問題,將會很快地把學生帶入主題學習的情境中.主題的設計也可以趣味化,如在同類型的課程——研究物質沸點的實驗中,傳統的主題為“驗證醋的沸點為60度”“研究海波的熔點”,而探究式科普實踐課程中則主張設計為“如何在沸騰的油鍋里撈起銅錢”.而后者的教學效果,已經為實驗性教學實踐所證實.
2.5現實性原則
探究式科普實踐課程開設的現實基礎,是課程開設的可能性條件.它要求課程所設計的所有“問題”,必須基于實驗室已有的條件下,可提供足夠器材給學生完成開放式探究活動,而不能將課程變相設計為在限定條件、限定器材下的“假探究,真灌輸”的課堂.
2.6學生主體原則
問題的解決方案應以學生為主體來設計,并由學生自主探究解決問題;教師則負責提供探究器材,在必要的環節進行學習情境(知識)鋪墊,進行研究方向的引導并引導學生對所制定的探究方案進行評定完善,在學生的探究活動結束時組織學生共同分享、交流,推動學生自行發現設想中的謬誤之處、或者吸取他人的可取和先進之處.提供參考答案并組織學生對該探究活動進行總結提升.在課程中,教師的成功引導是學生“進入角色”的關鍵環節:“世界充滿了無窮的奧秘,科學又是如此的美麗,令人著迷.所以我們搜尋,我們在一起激辯,我們試圖從雜亂無章,形形色色的事物中尋找真相,體驗著‘發現’的樂趣,并樂此不疲……”進而召喚學生“我堅信,并將竭盡全力地尋找證據,以證明我的觀點.”
2.7多樣化原則與簡約性原則
多樣化原則,意味著可以根據學生的特點和需求,基于可以實現的基礎條件,開放性地設計出不同形式、不同側重點的活動課內容,不斷更好地滿足廣大學生求知的需要.
眾所周知,魔術是簡約的,但它留給人們的印象是深刻的,給予人們的思考空間是廣闊的,而這也是探究式科普實踐課程可以借鑒的一個方面.在這里,簡約,就是用簡潔明了的方式方法對學生進行學習引導.這也符合探究式科普實踐課程開課的基本條件和特點.探究式科普實踐課程作為選修課,每節課40分鐘,在具體運作過程中,它的功效既離不開基本背景講述、陳述觀點、學生的討論等環節,更離不開學生動手實踐、展示實驗案例、分享學習收獲,要在有限的時間內完成學習任務,就需要設計精煉的語言和緊湊的實施環節.
