對探究性實驗教學的認識與思考

摘要：科學探究作為一種特殊的探究自然的活動，它反映了科學所獨具的重要特征。如何開展探究教學，如何設計有效的探究活動？教師面臨許多實際困難，需要我們在理論和實踐的基礎上進行摸索與思考。

關鍵詞：探究；認識；思考

新課程倡導學生主動參與，樂于探究，勤于動手。《科學課程標準》更是把科學探究作為科學學習的核心，它指出：“教學是創造性的活動，教師應營造這樣一種環境：教師與學生一起以科學探究的精神，積極主動地探索，認識自然界。”“必須關注學生原有認識對科學學習的影響，借助各種教育資源，引導學生認識原有經驗的局限性，主動建構科學知識，學習科學方法，發展科學探究能力。”由此可見，科學教學在采用多種方法的前提下，主要突出科學探究。本人就怎樣科學地理解探究性實驗教學及如何設計有效的科學探究活動談一點認識與看法。

一、 如何理解科學探究性實驗教學

科學探究教學是指學生在教師的指導下，采用類似科學研究的方式所進行的一種學習活動，是對科學研究的“簡約復演”，它的主要特征是：不把現成的科學結論直接告訴學生，而是要求他們自己親歷科學知識的獲得過程，從形成問題，建立假設，制訂研究方案，檢驗假設，作出結論等活動中尋找問題的答案。傳統的講授教給學生的主要是確定的知識內容，不能或不完全能使學生掌握科學方法，形成科學精神，與之相反，實施探究教學時，學生在教師的引導下從事實際的探究活動，由學生自己運用實驗手段探究未知的現象或數據，并在獲得現象和數據的基礎上得出實驗結論。在這種簡約復演式的科學探究活動中學生也會像科學家一樣，經歷科學研究中的痛苦、茫然、焦慮與挫折，體驗驚奇、激動、充實和興奮，從而領悟到科學并不神秘，是在調查研究中獲得的。

二、 怎樣進行探究性實驗教學

1. 設置情境，提出問題。探究是從問題開始的，發現和提出問題是學習的開端，問題情境的設置就是要促使學生在原有知識與掌握的新知識之間發生激烈的沖突，激化學生意識中的矛盾，教師在教學中要善于精心設計，創設一個富有刺激性，具有吸引力的真實情境，激起學生的疑惑、矛盾感、好奇心，形成探究的動機，使學生始終保持一種最佳的探究學習心理狀態，為順利進入探究問題的核心奠定動力基礎。在《科學》教學中提出問題的途徑很多：例如，①借助演示實驗創設問題情境，如酸堿中和反應的教學，利用變色反應，激起學生的興趣。②通過現實生活創設問題情境，如“傳染病”的教學中，教師可聯系非典、流感、出水痘等疾病來展開探究。③通過真實可信的科學事實，提出問題……

2. 大膽進行猜想與假設。猜想與假設是學生運用已有的經驗對問題的可能答案進行猜測，嘗試性地提出自己的見解和想法，這一環節有利于調動學生參與學習的積極性和主動性，有利于促進學生思維能力、創造能力的發展。這一環節一要鼓勵學生大膽進行猜想，二要避免學生胡思亂想，初中學生對于他們身邊經常發生的現象常常熟視無睹，很少認真觀察和思考，可以從以下幾個方面加以引導：①讓學生尋找與問題有關的大量實例，如觀察周圍的現象，回憶有關的事實經驗或查閱有關的資料等。②按日常的經驗或事實進行猜想與假設，如研究蒸發的快慢與哪些因素有關。可聯系實際進行猜想。③運用直覺，讓學生能充分假設，如對牛頓第一定律的探索，物體在不受外力作用時，如何運動。

3. 精心設計實驗。針對探究的目的和條件，設計明確、具體的操作步驟，達到預期目標，教學中教師應根據探究問題的難易程度，在設計實驗方案時，給學生必要的方法指導，注意實驗設計的層次性和典型性，使學生逐步掌握統籌問題、分析問題及控制變量的意識。引導學生實驗的主要方法：①控制變量法：如種子萌發需要什么條件，在研究一個主要變量對種子萌發的影響時，其他變量保證不變。②放大法：對于不能直接觀測的量采用疊加放大法，如“測紙厚”、“測一根大頭針的質量”等。③轉換法：依據等效的思想，把不易直接測量的量和不易直接觀察的現象，從效果相當的角度出發進行轉換，如“測密度”、“測電阻”等。

4. 進行實驗和收集證據。這一環節為最終得出探究的結論找到實事、事例與證據。教師要指導學生能按實驗步驟有序進行實驗，引導學生能嚴格按所選器材的說明正確操作，指導學生注意觀察現象，抓住矛盾，同時應有意識地培養學生科學客觀地收集證據的能力。常見的收集證據方式有：①通過觀察日常現象去收集證據；②通過回憶日常經驗去收集數據；③通過查閱資料去收集證據；④通過進行實驗去收集證據，一般實驗要求測出三組或三組以上數據或情況，以便從中看出隱含關系或規律。

5. 分析論證，得出結論。教師要引導學生把實驗中獲得的感性材料加以分析，指導學生合理篩選記錄數據，用表格法和圖像法分析和準確處理實驗數據，對實驗結果預測、預想，從已知數據事實中分析、歸納、概括出結論、規律。初中常見的進行數據分析的方法有歸納法、推理法、比較法等。

6. 評估交流，總結反思。要求學生對自己探究活動進行回顧、反思，哪些問題弄懂，哪些問題還不清楚，分析實驗誤差的原因，操作中有沒有失誤，設計合不合理……引導學生對實驗進行解釋并通過理性分析形成結論，然后進行交流，當學生公布自己的解釋時，別的學生有機會就這些解釋提出疑問，審查證據，挑出邏輯錯誤等，討論中往往引發新的問題，導致進一步的求證活動和最終建立在實驗基礎上的共識。

三、 科學探究教學中應注意的問題

1. 要立足于學生的發展，努力體現“探究”的過程性。實驗探究重點強調的是探究，而不是驗證，要大膽放手，讓學生獨立思考，積極動手、動腦、動口互相交流合作，全身心地參與到學習活動中去，這樣學生才能真正理解、掌握知識技能，學習的情感和意志，學習的主動性、獨立性、嚴謹的科學態度，勇于探索和堅持真理的精神才能得到培養。教學實踐會面臨著探究時間的問題，教學中可以根據探究的內容設置兩課時或多課時。第一課時，創設情境激發學生發現并提出所要探究的問題，讓學生提出猜想、假設，充分談論，設計實驗方案，使他們在相互間的否定與肯定之中積極思維，培養創新思維和發展思維的能力；其他課時，進行實驗探究，結果討論，并引發學生通過實驗和討論發現新的問題。

2. 要積極營造融洽、合作的教學氛圍，努力創造寬松民主和諧互動的課堂環境。教學關系是教師的教與學生的學的統一，這種統一的實質是交往，因此，在教學過程中要建立平等、友善、和諧的師生關系。教師要關愛每個學生的成長和發展，寬容大度。提倡“失敗是成功之母”的觀念，讓學生樹立自信心，使學生產生內動力，在課堂上不能有“你的回答不對！”“你的回答是錯誤的。”之類的語言，取而代之的是“你能不能再補充一下？”“你能再換個角度分析一下嗎？”等，真正讓學生自主發展。

3. 要恰當地運用分組討論，努力體現教學的全體性。課堂討論是實驗探究教學中的重要環節，也是促進師生雙向交流，培養學生創造能力的有效學習方式。科學探究實驗往往分組進行，每組2~4人。組內的角色分工要明確，注意發揮每個學生在探究活動中的作用，不能有少數學生包辦代替，這樣做既能使每個學生都得到機會均等的全面練習，又能充分體現工作中的分工和協作。作為教師，應在探究過程的各個環節中擺正自己的位置。學生能做的，教師就不能包辦代替，保證全體學生真正經歷解決問題的過程。

科學探究作為一種新的教育內容與教育方法，正處于探索和實驗階段，只要我們加強學習，努力實踐，認真總結，讓科學探究貫穿于科學教學中，鼓勵學生積極參與科學探究，就能讓學生通過科學探究活動體驗到學習科學的樂趣，了解科學研究方法，培養學生科學探究的能力，實事求是的科學態度和創新精神。

（武義縣實驗中學）