科學實驗教學中有效探究的行動改進

　　隨著新課程改革的不斷推進，教師的教學方式和學生的學習方式都有了明顯的改變，動手實踐、合作交流與自主探究逐漸成為課堂教學的基本方式。在科學實驗教學中開展探究式學習也到了行動改進階段。在探究式學習中，學生的主體地位必須得到保證，但這并不等于學生就能開展有效的主體性學習，倘若缺乏教師的引導，仍不會有理想的教學效果。因此，需要通過教師的引導，讓學生從模仿到主動，逐步進行探究式學習。教師在引導的過程中應遵循“適時、必要、謹慎、有效”的原則，使學生真正從探究中有所收獲。行動改進是科學實驗教學中開展有效探究的基本而又極其重要的途徑。
　　一、有效探究，糾正錯誤的前概念
　　心理學家皮亞杰認為：學生的學習是新知識與學生原有認知結構通過同化而實現的。美國教育心理學家奧蘇伯爾也把學生的原有認知結構強調到十分重要的位置，他說：“如果讓我把教育心理學歸為一句話，我將一言以蔽之，那就是學生已經知道些什么，并因此教學。”建構主義強調“學生不是空著腦袋走進課堂的”。前概念是原有認知中的一部分，對教師和學生來說是一種資源，但它并非全是正確的；在科學教學中，教師應該注重了解學生頭腦中的前概念，把它作為讓學生理解新知識的“生長點”，引導學生從原有的前概念中生長出新的科學概念。
　　例如，在學習“力的存在”時，學生往往認為接觸的物體間存在力的相互性，而沒直接接觸的物體間就沒有力的作用。大家知道磁鐵能吸引鐵釘，追問學生：鐵釘能否吸引磁鐵？學生往往認為不能。為解決學生頭腦中錯誤的前概念，我們可以演示“鐵釘吸引磁鐵”的實驗，但該實驗材料要精心選擇，才能充分發揮實驗的功能。
　　又如，手電筒光通過我們的眼前再射到平面鏡上，學生往往認為：眼前有一道看得見的光柱，可以看到平面鏡被照得很亮。為此可以讓學生先猜測實驗的結果，再演示，激起他們的思維沖突，以糾正他們頭腦中錯誤的前概念。
　　二、有效探究，突破實驗過程中的問題性障礙
　　學生在探究的過程中會遇到許多困惑和問題，教師要實施有效的引導。在設計教學方案時，不僅要考慮學生的學習準備情況和學習特點，還要考慮盡量讓學生的思想、觀點充分體現出來，把學生的能力、天資發揮出來，對學生可能產生的問題進行詳細、深入的思考。
　　例如，“地球的自轉”這節課中有個學生探究活動：判斷a、b、c三幅圖中，你（火柴）所處的時刻。有的教師用手電筒光代替太陽光，讓學生感受，結果學生拿著手電筒這邊照一下那邊照一下，什么感覺都沒有（可能教師事先估計這個活動很簡單）。
　　七年級學生的空間想象能力不強，做這個實驗時，教師應讓學生分小步進行，以降低難度。比如：第一步4ib4hR7SdDfH2LgklU6Fng==，用手電筒光照亮半個球，手電筒光方向固定（即代表太陽不動）；第二步，地球朝哪個方向轉，被照亮的某地的人會看到太陽東升西落現象；第三步，再來判斷a、b、c三幅圖中，你（火柴）所處的時刻。
　　我在教學時將這個活動改了一下，教師先在講臺上演示，用固定光源照亮半個地球儀，讓學生上臺轉動地球儀，先確定轉動方向，然后找出哪個位置處于“日出”時刻，哪個位置處于“日落”時刻，哪個位置處于“正午”時刻。再讓全班同學完成課本的活動內容。
　　三、有效探究，盡量發揮實驗最大的功能
　　恰當的、合理的知識呈現順序往往能環環相扣、層層推進，產生一定的遞進性，符合學生的認知規律。由已知到未知，教師應重視結論的推導過程，通過創設一定的教學情境，讓學生自己發現問題，獲得認知沖突，有利于學生的理解和記憶，有利于提高學生的積極性和主動參與意識。
　　例如，在進行“力的存在”教學時，有位教師采用通過播放圖片、實例進行分析，讓學生拳擊桌面來談感受等得出了“物體間力的作用是相互的”這一結論，然后再演示釋放氣球飛行、人站在滑板車上推墻壁，讓學生分析原因。我認為，這樣做，實驗的功能沒有充分發揮。結論都出來了，再這么費時做實驗，還不如投影幾個問題讓學生解決分析更省時省力。如果將實驗順序調換一下，先演示直觀“人站在滑板車上用力推墻壁”的實驗，再演示稍難一點的“氣球火箭”飛行的實驗，再做“手用力拍桌子”實驗，教師的提問要到位，讓學生分析原因，再舉一些實例，歸納出“物體間力的作用是相互的”這一結論，最后讓學生解決問題、試舉實例，效果就好得多。
　　四、有效探究，正確把握實驗的收放
　　新課程改革強調學生的主體參與，有些教師錯誤地認為要把教學的舞臺全部交給學生，自己不經意間由教學的“中心”走向教學“邊緣”，甚至退出教學舞臺當“觀眾”，最終使自己淪為“放羊式”教學。其實，教學是擁有一定的專業知識、教學理論修養的教師與學生進行溝通的過程。在新課程背景下，教師不僅是知識的傳授者，而且是學生發展的組織者、指導者、合作者和促進者。在教學中，學生如何真正成為主體，學生怎樣真正實現主體參與，在某種意義上講，不僅僅取決于把舞臺讓給學生，還在于教師如何成功地引導學生自主學習、積極探索與發現的過程。學生通過這些過程實現著主體性的一次又一次重構與發展。
　　例如，凸透鏡成像實驗，是一個典型的學生探究活動的內容。如果老師不加適當的指導和控制，可以肯定，學生做兩堂課也探不出結果來。這個實驗中，物距、像距要變化，如果學生在實驗時將蠟燭、透鏡、光屏三者都移動起來，那物距、像距變大還是變小，他們自己都記不下來，更談不上移動方向的規律了。
　　又如，在探究物體的浮沉與浸入液體密度大小的關系時，在量筒里倒入大半筒準備好的濃鹽水，將鮮雞蛋輕輕放入鹽水中，雞蛋漂浮在水面上。用細棒將雞蛋壓入水面下，一放手，雞蛋又上浮。那怎樣才能讓雞蛋沉入水中？學生提出：把清水倒入鹽水中，使鹽水濃度變小。教師繼續演示將清水慢慢注入鹽水中，用細棒輕輕攪拌鹽水，同時注意雞蛋浸沒深度的變化。當雞蛋剛要全部浸入水中時，停止注入清水，有意用細棒將雞蛋浸沒在不同深度的地方，觀察雞蛋懸浮現象。繼續注入清水，雞蛋下沉到水底。用細棒將雞蛋提起一些，一放手，雞蛋又下沉。同學們有點想不通，為什么同一個雞蛋放到鹽水中會出現不同的結果呢？通過分析雞蛋在不同濃度鹽水中的受力情況得出物體上浮、下沉、懸浮的三個結論。另外，我們通過進一步比較雞蛋和鹽水的密度大小也同樣可得出上述結論。
　　五、有效探究，科學地取舍實驗
　　有些探究課形式多樣、材料豐富，熱熱鬧鬧的課堂教學其實“華而不實”，形有余，神欠缺。要提高課堂教學效率，我們每位教師都要“用心”去深思、鉆研、探索，這樣才能使課改真正地“開花結果”。
　　“大氣壓強”和“聲音的發生與傳播”這兩節課，有的老師一堂課做了十幾個甚至二十多個實驗，確實非常豐富。筆者認為：用得著這么多嗎？做得越多就越好嗎？一堂課做了這么多實驗，還有時間學習其他內容嗎？做實驗，對學生的學習有時也會有負面作用，因此，教師要懂得取舍。“聲音的發生和傳播”，學生比較熟悉，有一定的感性認識，教師需要有效地利用學生的生活經驗和前概念，使學生對聲音的傳播建立正確的模型，形成科學的概念，理解聲音傳播的過程，解釋聲音的現象，并通過對聲音傳播的認識過程使學生獲得各種體驗。
　　六、有效探究，必須提高實驗的可見性
　　有些探究實驗可在水平實驗臺上完成，但卻不利于學生觀察，如果對此類實驗進行恰當處理，就可以提高可見性。只要教師精心設計，很多實驗都能發揮更好的作用。
　　總之，在實驗教學中有效地實施探究學習，通過有效探究的行動改進，讓學生自己動手去體驗，創造更多感性認識的機會，讓學生通過親身實踐獲得知識，增強探究能力，這樣的學習對學生來講有興趣、有信心，而且對后續的學習會產生巨大的影響。同時，也真正為學生設置了一條從感性認識逐步走向理性思維的途徑。在實施有效探究的課堂結構中，師生融洽地交往和互動，這樣的課堂是愉悅而富有魅力的，這樣的課堂才可能給學生創造發展思維的空間。
　　參考文獻
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　　（責任編輯楊子）