自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生真正成為科學(xué)學(xué)習(xí)的主人

隨著科學(xué)課程改革的深入，“科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程”已成為指導(dǎo)科學(xué)教師組織開展課堂探究活動的教學(xué)理念。讓學(xué)生自主探究，非常重視個(gè)體的自我發(fā)展，但不否認(rèn)外部引導(dǎo)，亦即教師和其他學(xué)生的影響作用。如何讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并開展合作研究?在教學(xué)中可以采用以下方法：

1.學(xué)生獨(dú)立思考，自主設(shè)計(jì)。

學(xué)生在日常生活和以往各種形式的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)形成了有關(guān)的知識經(jīng)驗(yàn)，他們對任何事情都有自己的看法。當(dāng)問題呈現(xiàn)在他們面前時(shí)，他們會基于以往的經(jīng)驗(yàn)，依靠他們的認(rèn)知能力，形成對問題的解釋，提出他們的假設(shè)。在科學(xué)課上、我根據(jù)學(xué)生的動手能力和思維能力把學(xué)生分成四人一組。教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生提出研究問題以后，先讓每個(gè)學(xué)生獨(dú)立思考解決方案。并用一定的方式將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)寫在實(shí)驗(yàn)記錄單上。許多學(xué)生會借助圖文符號進(jìn)行記錄，在這一學(xué)習(xí)過程中，要舍得花時(shí)間。學(xué)生的思維處在沒有他人的干預(yù)之下，試著用自己的方式去解決問題，這正是有效的學(xué)習(xí)。教學(xué)《空氣占據(jù)空間》一課，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究空氣也能占據(jù)空間。學(xué)生在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上，提出了許多能證明空氣占據(jù)空間的實(shí)驗(yàn)。我及時(shí)加以肯定并鼓勵(lì)他們動手實(shí)驗(yàn)，最后都獲得了成功。

2.學(xué)生互相提問，完善設(shè)計(jì)。

由于年齡和能力因素的制約，單個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)往往是不完整的，其中可能缺乏科學(xué)性和可操作性。教師可以先組織組內(nèi)交流，學(xué)生已經(jīng)有了明確的討論問題，并事先認(rèn)真思考過，做了精心準(zhǔn)備，能夠充分地開展討論交流。這個(gè)過程讓每個(gè)學(xué)生都能自由表達(dá)。要特別鼓勵(lì)提出不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行研究，讓他們在本小組中初步形成方案并由學(xué)生代表匯報(bào)。匯報(bào)以后。教師組織全班學(xué)生對小組實(shí)驗(yàn)的合理性進(jìn)行提問，由匯報(bào)的小組解答，在問答的過程中不斷地把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)補(bǔ)充完整。這樣一來，既培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，同時(shí)又形成了互相質(zhì)疑交流的良好學(xué)習(xí)風(fēng)氣。如研究植物根的作剛的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生設(shè)計(jì)出了將植物連根種在有水的試管內(nèi)觀察。別的學(xué)生馬上問“蒸發(fā)會影響實(shí)驗(yàn)效果，如何防止?只把根浸入水中，還是連莖一起浸入水中，為什么?怎樣明確看出水是否少了?”等問題。這些細(xì)節(jié)問題是個(gè)人很難在短時(shí)間內(nèi)考慮周全的，在小組和全班同學(xué)相互問答中不斷地把設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整，最后就可以科學(xué)合理地進(jìn)行研究了。

3.教師設(shè)問幫助，優(yōu)化設(shè)計(jì)。

教師是學(xué)生探究活動的組織者、引領(lǐng)者和親密的伙伴。建構(gòu)主義雖然非常重視個(gè)體的自我發(fā)展。但是也不否認(rèn)外部引導(dǎo)，亦即教師的影響作用。學(xué)生畢竟是學(xué)生，如果失去了老師的指導(dǎo)，單純靠他們自己去研究終究是不夠的。所以，當(dāng)他們遇到困難時(shí)，作為“主導(dǎo)”的老師就要及時(shí)給他們指點(diǎn)迷津。教學(xué)水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生提出假設(shè)：水蒸氣變成小水珠可能和遇冷有關(guān)。他們設(shè)計(jì)用一冷一熱的玻璃片蓋在同樣條件的熱水上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。(跟書上設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)一樣。)由于這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對比實(shí)驗(yàn)，為了從小就培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，我設(shè)問：蓋上玻璃片時(shí)有什么要求?很快就有學(xué)生提出，要同時(shí)蓋上玻璃片去觀察。他們對書上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作了更科學(xué)的補(bǔ)充。

4.實(shí)驗(yàn)挫折反省，合理設(shè)計(jì)。

“失敗乃成功之母”。愛迪生發(fā)明燈泡的時(shí)候失敗了很多次，當(dāng)他和助手實(shí)驗(yàn)到一千多種材料做燈絲的時(shí)候，助手覺得成功的希望已經(jīng)變得渺茫。愛迪生卻說：“到現(xiàn)在我們的收獲還不錯(cuò)，起碼發(fā)現(xiàn)有一千多種材料不能做燈絲。”在教學(xué)活動中，我有時(shí)故意提供一些有問題的材料，人為地去制造一些失敗的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從中分析失敗的原因再改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。研究熱空氣的性質(zhì)時(shí)，我提供給學(xué)生不同的塑料袋，其中有的塑料袋很重，有的頂端剪了一個(gè)口子，學(xué)生在按自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)袋內(nèi)空氣加熱后松手并不上升，看看人家，比比自己，很快找出答案，重新選擇材料加以研究。這種經(jīng)失敗挫折后再反省，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作的過程使學(xué)生印象更深，能力和知識進(jìn)一步得到了鞏固提高。