淺談初中學(xué)生自主探究性實驗的實施

摘要:科學(xué)的核心是探究，人們對它的重要意義也有了較為充分的認識。本文就初中科學(xué)教學(xué)中就如何充分利用實驗教學(xué)資源，讓學(xué)生能夠有機會自主地進行實驗探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力進行了探索，并對開展自主實驗的有效性提出思考。

關(guān)鍵詞:初中科學(xué);科學(xué)探究;自主學(xué)習(xí)

達·芬奇有句名言:“實驗是科學(xué)知識的來源，智慧是實驗的女兒。”在學(xué)習(xí)科學(xué)時，如果只是死記硬背科學(xué)原理，不進行實驗和探究，就無法知道知識的來源，無法體會到探究的樂趣，也無法真正理解科學(xué)的真諦，更無法培養(yǎng)科學(xué)探究能力。筆者從以下幾個方面談?wù)勅绾纬浞掷媒虒W(xué)資源，讓學(xué)生進行自主實驗探究的一些行之有效方法。

一、充分利用教材資源，讓學(xué)生自主實驗探究

1. 將演示實驗改為探究性實驗，讓學(xué)生自主探究

科學(xué)教材中有許多演示實驗，其目的是讓學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上接受科學(xué)知識，為理解科學(xué)原理提供直觀的材料。傳統(tǒng)的演示實驗是老師講解、演示，然后記錄觀察到的現(xiàn)象，師生總結(jié)得出結(jié)論。這樣的實驗教學(xué)，往往使學(xué)生處于被動接受的地位，缺乏對實驗的熱情和探究的欲望。教師根據(jù)探究性實驗的設(shè)計原則，將演示實驗改為探究性實驗，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高他們的動手實驗?zāi)芰Α?/p>

實例1:將演示實驗“影響蒸發(fā)快慢的因素”改為探究實驗

(1)創(chuàng)設(shè)情景，引出猜想。教師引入新課時，在黑板上用酒精書寫“汽化”兩個字，字跡很快就不見了，引導(dǎo)學(xué)生猜測字消失的原因，從而引出課題“汽化”，以及“汽化的一種方式——蒸發(fā)”。學(xué)生列舉蒸發(fā)的實例:洗過的衣服、用水拖過地板會變干等。通過分析引導(dǎo)學(xué)生提出猜想，然后由師生歸納影響蒸發(fā)快慢的可能因素:①蒸發(fā)的快慢可能與溫度有關(guān);②蒸發(fā)的快慢可能與液體表面的空氣流動快慢有關(guān);③蒸發(fā)的快慢可能與液體的表面積有關(guān);④蒸發(fā)的快慢可能與液體的種類有關(guān)等。

(2)小組分工。根據(jù)座位分成4個大組，每大組分3小組，共12小組，全班4個大組探究4個問題。

(3)設(shè)計方案。課前教師準(zhǔn)備好4個探究實驗的器材與藥品，每個小組的組長領(lǐng)取探究實驗需要的實驗器材與藥品，然后小組討論實驗方案，商議實驗步驟并填寫在實驗報告單上，教師將各組合理的設(shè)計方案展示交流。

(4)分組實驗，匯報交流。學(xué)生優(yōu)化設(shè)計方案后進行實驗，教師巡視并對各個小組進行指導(dǎo)。學(xué)生活動完成后，要求每個小組派代表展示實驗報告單，及時進行鼓勵與表揚，并征求其他學(xué)生的意見。

本案例教師利用簡單的酒精蒸發(fā)實驗引出課題，通過太陽下的濕衣服、晾開的濕衣服、有風(fēng)吹的濕衣服等容易干啟發(fā)學(xué)生提出影響蒸發(fā)快慢的可能因素，引導(dǎo)他們設(shè)計實驗方案并進行探究，然后對實驗探究進行交流與評價。使用這種教學(xué)手段避免了學(xué)生只用腦去思考、分析和推理，很少動手操作的弊端，并通過自主實驗探究獲取知識，同時培養(yǎng)了科學(xué)探究能力，體驗自主實驗探究成功的樂趣。

2. 利用分組實驗，讓學(xué)生自主探究

科學(xué)活動冊中的分組實驗內(nèi)容有情景、目標(biāo)、器材、步驟和記錄、討論及進一步研究等六部分。學(xué)生進行實驗時基本上是按照教師或文本的指令進行操作。這是一種“照方抓藥”的實驗操作，它充其量培養(yǎng)的是學(xué)生的實驗操作習(xí)慣和操作技能，而學(xué)生的創(chuàng)新思維卻沒有得到有效地培養(yǎng)。為了讓學(xué)生體驗探究的樂趣，激發(fā)探究的欲望，教師在準(zhǔn)備實驗器材時，同時準(zhǔn)備“進一步研究”所需要儀器和藥品，讓學(xué)有余力的學(xué)生在實驗室中作進一步的探究。例如，分組實驗“探究金屬的化學(xué)性質(zhì)”的“進一步研究”是設(shè)計實驗比較鎂、鋅、銅的活動性順序，教師補充硫酸鋅溶液、硫酸鎂溶液等試劑，由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，進行實驗探究，教師應(yīng)及時進行評價，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。

二、開放實驗室，讓學(xué)生課外進行自主實驗探究

1. 課堂教學(xué)實驗

教材中一些課堂探究實驗，由于探究活動所需較長的時間，課堂內(nèi)完成比較難完成，需要在課前進行部分或全部的探究活動。這些活動的成果為課堂內(nèi)后續(xù)探究作好準(zhǔn)備或在課堂上展示、交流探究的結(jié)果，為課堂教學(xué)提供鮮活的、來自學(xué)生自己探究活動教學(xué)資源，極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

比如“驗證空氣中存在二氧化碳的實驗”，老師組織學(xué)生在實驗室做了實驗，把他們的實驗過程都拍攝下來，課堂上跟全班同學(xué)分享他們的成果。

通過組織學(xué)生在課前進行自主實驗，并將實驗的過程和現(xiàn)象拍成照片或錄像在教室中展示，避免了教材中課堂演示實驗需要時間長，重難點不突出、教學(xué)任務(wù)難以完成的后果;參與自主實驗探究的同學(xué)看到自己的勞動成果得到尊重，會激發(fā)繼續(xù)探究的熱情;照片和錄像中的探究者是身邊的同學(xué)，會大大吸引其他學(xué)生的注意力，并吸引他們參與以后的探究。例如，在教學(xué)“綠葉在陽光下制造淀粉”“植物生長需要無機鹽”“根的吸水部位在哪里”等探究實驗的教學(xué)都可以采用這種模式。這些實驗探究不但保證了課堂教學(xué)的順利進行，還極大激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2. 自主探究實驗

學(xué)生在課堂教學(xué)、分組實驗、作業(yè)練習(xí)乃至生活等方面會產(chǎn)生許多有探究意義的問題，教師鼓勵學(xué)生自主選擇探究課題，設(shè)計實驗方案，并進行實驗探究。學(xué)生會提出許多他們感興趣的問題。例如，探究銅生銹的條件是什么、制作防盜報警器等。為了使自主探究實驗順利開展，我們建立了一套行之有效的制度。具體做法是:學(xué)生探究課題和實驗方案確定后，要求他們到實驗室領(lǐng)取“自主探究實驗申請單”，并將填好的“自主探究實驗申請單”交給任課教師審核，任課教師對實驗方案審核合格后，協(xié)同實驗員和學(xué)生做好實驗準(zhǔn)備，在約定的時間到實驗室進行自主探究實驗，實驗完成后將實驗報告單交給實驗室存檔。這類探究問題來自學(xué)生自己，更加接近像科學(xué)家那樣思考和探究，極大激發(fā)了他們的探究熱情。

三、利用校外資源，讓學(xué)生進行自主實驗探究

生活中處處有科學(xué)，有問題意識的學(xué)生會針對生活中的現(xiàn)象提出許多問題，并盡可能設(shè)計方案進行自主探究。這種探究由于沒有時間上的限制，有時在家庭或社區(qū)中完成，較難得到老師的主動幫助，更有利于培養(yǎng)他們的獨立思考能力，充分發(fā)揮主體作用。校外探究利用了家庭和社會充足的資源，從而使探究活動內(nèi)容更加豐富。

比如生活中5個可以探究的活動:“為中學(xué)生設(shè)計一份營養(yǎng)食譜”“學(xué)生環(huán)境保護意識調(diào)查”“中學(xué)生睡眠情況調(diào)查”“食品安全資料收集與分析”“土壤酸堿性對植物影響的模擬實驗”。

這種課外探究活動形式不受時間和空間的影響，探究的問題角度廣、來源多、貼近學(xué)生生活，為學(xué)生進行自主實驗探究提供廣闊舞臺，如社區(qū)周邊的植被、河流、雨水、大氣等都是探究的資源。課外探究作為課堂教學(xué)的延伸，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力行之有效的方法。我們教師要將其應(yīng)用于科學(xué)教學(xué)過程中，讓每一個學(xué)生真正在課外探究中得到能力的發(fā)展。這種利用校外資源進行探究的形式很好地體現(xiàn)新課程的教學(xué)理念，讓學(xué)生把所學(xué)的科學(xué)知識運用于生活，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

四、對利用教學(xué)資源開展自主實驗有效性的幾點思考

教師在策劃自主實驗探究活動時，不僅應(yīng)依據(jù)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，還要依據(jù)學(xué)生的身心特點和需要，這樣才能使不同發(fā)展水平的學(xué)生都有所收獲，這樣的實驗探究活動才是有效的。

有的探究活動重在讓學(xué)生體驗探究的一般過程，結(jié)果容易獲得，如“探究人的反應(yīng)快慢”;有的探究活動重在收集數(shù)據(jù)、分析并得出結(jié)論，如“探究杠桿的平衡條件”;有的則重在實驗活動的設(shè)計，如探究“鋼鐵生銹的條件”。總之，教師要明確探究實驗活動要達到的目標(biāo)和側(cè)重點，做到有的放矢。

學(xué)生的探究性能力的形成不是一蹴而就的，是隨著學(xué)科知識慢慢增長的，也是螺旋上升的，它需要有意識、有耐心、有計劃地進行訓(xùn)練。教師要根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)科知識的教學(xué)進程，設(shè)計出一套完整的訓(xùn)練計劃。學(xué)生總是有差異的，老師更要關(guān)注實驗探究有困難的學(xué)生，幫助他們順利地完成任務(wù)，而不是讓他們當(dāng)配角和觀眾。

總之，教師要充分利用一切可利用的資源，精心策劃自主實驗探究活動，使學(xué)生在實驗探究過程中體驗探究的樂趣，提高自主實驗探究能力。

參考文獻:

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(溫州市甌海區(qū)新橋中學(xué))