科學探究型實驗教學的實踐與思考

樓和東　史貴陽

摘 要 科學教學強調用實驗探究的方式理解和形成科學概念，在內化概念的過程中學習科學的技能，體驗科學學習的過程。探究型實驗是實現科學探究的重要載體。通過探究型實驗活動，讓學生獲取科學知識，掌握基本技能，理解科學思想，這應當成為科學課程的重要教學手段。本文通過對探究型實驗的個人理解，闡述了課堂中實現探究型實驗的途徑，著重強調探究型實驗教學要考慮學生的現實，先提高學生的實驗技能，這是探究型實驗開展的前提保障，同時指出，探究型實驗中情境創設不可或缺。

關鍵詞 科學 實驗教學 探究型實驗

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.070

《科學課程標準》指出：“在科學課程中，學生要能通過科學探究等方式理解科學知識，學習科學技能，體驗科學過程和方法，初步理解科學本質，形成科學態度、情感與價值觀，培養創新意識和實踐能力?！碧骄啃蛯嶒灳褪菍崿F科學探究學習的重要載體。通過探究型實驗活動，讓學生獲取科學知識，掌握基本技能，理解科學思想，這應當成為科學課程的重要教學手段。

1 對探究型實驗的理解

1.1 探究型實驗的概念理解

探究型實驗也即探究性實驗，簡單地講就是指學生針對自然中的某個變化、生活中的某個現象或者自己感興趣的一些問題，通過觀察和分析，提出一定的假設假設，然后組織資源設計和進行實驗論證，來探索和分析結論，從而形成科學概念的一種認知實踐活動。

探究型實驗的一般過程如圖1所示：

1.2 對探究型實驗教學的定位思考

探究型實驗教學應該是在教師的有效指導下，以學生的主動參與為基礎，通過對涉及科學相關問題的現實觀察和思考，提出問題，建立假設，然后通過科學實驗設計和實驗實施論證的方式，對科學問題進行實證性認識的過程。它應更側重于過程的實施，強調學生的思考與操作、實踐。在這樣的過程中強化學生對科學概念的深入理解，慢慢滲透對科學本質的認識。同時使學生具備良好的問題意識，逐步提高學生提出問題與解決問題的思考能力，具有一定的創新性意愿。所以探究型實驗教學不一定完全局限于教材，而是以科學學科中相關問題為載體，以學生能力提高、創新意識開發為目的的探究活動。

2 課堂中探究型實驗教學的實現途徑

探究型實驗教學既要考慮科學教學的現實需要，也要考慮學生的能力提升和可持續發展，需要在這兩點間尋找一個良好的平衡點，教材不能脫離，又要能促進學生的自主發展。在課堂教學中需要有一定的載體來支撐，即現實課堂中探究型實驗的良好開展，要有實現的途徑。

（1）改編教材的驗證性實驗，形成探究型實驗?，F行教材中有較多的實驗都是一些驗證性質的實驗，都是先將實驗方案和結果講清楚，再做實驗驗證其正確性，這樣的過程把學生置于一種被動操作的地位，是一種“填鴨式”、程式化的實驗教學。這種相對傳統的實驗方法在一定程度上限制了學生的思維、想象空間，縛住了學生的手腳，使學生失去了創造精神。因此，我們可以對這些實驗進行改編和調整，形成探究型的實驗，讓學生像科學家那樣嘗試探究。

（2）改變演示、講解性實驗為學生動手探究實驗?，F實情況中，有很多教師課在堂上講實驗，學生課下背實驗。學生只是記住了實驗結論，至于器材的選擇、方案的設計、數據的收集、信息的處理、實驗的評估就無從談起。學生既然不能動手實驗，如何培養其實踐能力與創新能力呢？因此，我們可以對教材中一些演示和講解性的實驗，通過適當增加條件，增設問題等方式，改變為學生動手探究實驗，也即變演示、講授教學為探究型實驗教學。

（3）以改良問題實驗，改進和優化實驗過程為目的開展探究型實驗教學。很多《科學》教材使用到現在，我們發現教材中的實驗存在較多不合理的地方，甚至有些實驗按照課本操作根本無法做成功。因此，我們可以對這些問題實驗進行改良，或者對一些實現比較困難的實驗進行改進和優化，在這個過程中需要考慮各類影響因素，考慮多個實驗的變量，也需要提出問題，建立假設，不斷驗證和優化，是進行探究型實驗教學的一個重要途徑。

3 探究型實驗教學有效開展的前提保障

俗話說“巧婦難為無米之炊”，探究型實驗的實現主體是學生，學生要能有效進行探究型實驗，必須要具備進行探究型實驗應有的技能和方法。因此，教師在平時的教學中要對實驗的技能和方法對學生不斷給予強化和指導，這是探究型實驗教學有效開展和落實的有效保障。

3.1 訓練學生實驗觀察的技能

科學是很嚴謹的，有時候觀察得不全面或者失誤往往會導致認識上甚至理論上的偏差和錯誤，有時候良好的觀察又能帶來新奇的探究問題，開辟新的探究空間，因此，教師必須指導學生進行科學觀察，訓練學生觀察的技能。

觀察技能的訓練首先要引導學生多觀察自然、日常生活中的現象和實驗現象，從這些現象中發現問題，找到疑問，或者獲得感性的認識。

在引導學生觀察的過程中要強調以下幾個問題：（1）觀察要細致入微，要有恒心和毅力；（2）觀察不僅僅是用肉眼看，要能適當選擇合適的實驗儀器；（3）觀察的過程中不要選擇過多的主題或變量，要從某一點上去觀察；（4）觀察后最好有適當的討論，有利于形成探究的主題。

3.2 熟練學生實驗操作的技能

實驗操作技能是指學生使用實驗儀器和設備完成某個實驗任務的技能，著重強調學生對各類常用實驗儀器設備的熟練使用和選用合適選擇器材的能力。

探究型實驗當然離不開實驗儀器與設備，因此，要能有效進行探究型實驗，不斷熟練學生的實驗操作技能非常重要，這也是學生進行探究型實驗的基礎保障?？梢韵胂?，一個連器材都不知道如何使用的學生，如何去深入開展實驗探究？

3.3 提高學生處理實驗數據的能力

在進行探究型實驗過程中，很多時候會有很多實驗數據，如何有效處理好實驗數據，也是實驗探究中進行實驗分析至關重要的過程。因此，教師在日常教學中，要重視對學生實驗數據的處理，甚至可以開設專題課給以輔導。告訴學生，對實驗數據的處理，必須使用列表法、圖像法（如建立坐標系、統計圖等），甚至可以是通過發現數據間的數量關系運用函數法。

當然，在實驗數據處理過程中，也要注重對數據誤差的分析和梳理。

3.4 強化學生實驗設計的能力

實驗設計是進行探究型實驗的重要過程，學生只有具備了一定的實驗設計能力，才能更好地開展探究型實驗。

假說、預期、變量分析與確定，變量控制，這些都是科學實驗設計的重要思路與方法。教師在教學過程中，對每次的實驗，可以預先叫學生先嘗試設計。引導學生首先從實驗課題提出假設，提出預期的結果，同時能根據實驗目的和實驗原理，確定對實驗結果有影響的變量，并要求學生思考，如何對非研究變量進行嚴格控制，確保實驗結論的科學性。

在實驗設計訓練與教學的過程中，教師要有意識教授學生如何使用實驗比較法、平衡法、轉換法、放大法、等效替代法、模型法等科學實驗常用的方法，這更有助于提高學生在進行探究型實驗時的設計能力。

4 探究型實驗中情境創設不可或缺

探究型實驗教學中合理使用教學情境，能很好調動學生的積極性，能更好地激發學生的實驗探究興趣，也有助于學生更生動地去認識和理解科學知識、概念，能使學生進一步體驗到科學與生活、社會和技術之間的密切關系，感受科學的重要性。

4.1 探究型實驗教學中教學情境的來源

探究型實驗教學中教學情境的創設可以從以下途徑著手：（1）基于真實的情境，就是社會、生活以及科技發展中的具體、實在的事實和現象；（2）貼近學生的生活，目前比較流行的事物。（3）考慮跨學科內容，尤其是與資源、材料、健康和環境保護相關方面內容；（4）反映現代科學技術成績的事件或事實等；（5）來源于科學發展史或實驗史，重溫當年的發現或探究之路。

4.2 探究型實驗教學中多運用對比或矛盾類情境進行思維點撥

實驗的直觀性、新奇性往往能使矛盾直露，學生的感受也最為直接。實驗中引發的矛盾，往往能使學生產生意料之外的直覺，能迅速打破思維系統的平衡狀態。

由于創設矛盾情境，學生始終處于積極思維的狀態，學生的探究欲望更加強烈。并且也知道了從哪些角度去入手和操作。

總之，科學課中進行探究型實驗教學，首先需要深刻理解探究型實驗教學的內涵，而不是為了花哨，在提高學生能力，培養學生創新意識的同時，不能脫離當前教學的現實需要，更要明確考慮到學生的現實基礎，要先提升學生的實驗技能，才能有效落實探究型實驗教學。

？016年度教育科學規劃課題《基于科學概念建構改進科學實驗探究活動的課例研究》成果之一.

參考文獻

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