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科學(xué)探究課中如何實施有效教學(xué)教育理論論文
探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。與探究性學(xué)習(xí)方式有關(guān)的理論主要涉及兩個概念，即“過程”與“結(jié)果”、“情境”與“形式”。
科學(xué)探究一般包括：提出問題，猜想與假設(shè)，制訂計劃，進(jìn)行實驗，收集證據(jù)，解釋與結(jié)論，反思與評價，表達(dá)與交流。在科學(xué)教學(xué)中，只有保證了科學(xué)探究的有效性才能夠保證教學(xué)的有效性，才能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。那么在科學(xué)探究課中如何有效地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，讓學(xué)生進(jìn)行高水平的探究呢？
一、引導(dǎo)學(xué)生提出有研究價值的探究問題
科學(xué)探究從問題開始——人們從問題進(jìn)入科學(xué)探究，當(dāng)然要從設(shè)計問題開始。我們教學(xué)設(shè)計的第一個環(huán)節(jié)更確切地來說應(yīng)該是：讓學(xué)生養(yǎng)成提出問題的習(xí)慣，即教學(xué)設(shè)計要有利于養(yǎng)成學(xué)生的問題意識。而提出的問題自然還要指向教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)中我們可以創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問題。比如在“探究凸透鏡成像規(guī)律”時，筆者設(shè)計了小實驗來引發(fā)問題。上課開始先發(fā)給每個學(xué)生一個放大鏡，讓學(xué)生在一張白紙上寫一個字，透過放大鏡觀看這個字，并改變放大鏡與白紙之間的距離。
師：同學(xué)們在剛才的活動中看到了什么現(xiàn)象？
生：當(dāng)放大鏡離白紙較近時，看到的字是放大、正立的；當(dāng)放大鏡與白紙的距離增大時，字變成了倒立的；當(dāng)繼續(xù)增大放大鏡與白紙的距離時，倒立的字會變小。
師：放大鏡是一個凸透鏡，寫在白紙上的字是一個物體，人眼通過放大鏡看到的字實際上是物體經(jīng)凸透鏡成的像。根據(jù)這些現(xiàn)象，對于凸透鏡，同學(xué)們想弄清楚什么問題呢？
生：我們想弄清物體經(jīng)凸透鏡所成的像究竟跟凸透鏡與物體的距離有什么關(guān)系。
一個有價值的科學(xué)問題便產(chǎn)生了，學(xué)生的科學(xué)探究由此開始了。
二、鼓勵學(xué)生大膽地猜想與假設(shè)
猜想和假設(shè)是學(xué)生對原來的知識經(jīng)驗的運用和思考，因此，這個環(huán)節(jié)的安排具有重要的教育意義——不僅僅是學(xué)生接著進(jìn)行設(shè)計、研究的出發(fā)點，而且也是對此前所學(xué)知識、所積累的經(jīng)驗的總結(jié)。學(xué)生進(jìn)行猜測后，要求學(xué)生說出自己是怎樣想的或猜測的理由，這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣，又使學(xué)生交流了提出假設(shè)的思維方法，相互之間受到啟發(fā)，并使學(xué)生明白提出的假設(shè)不是憑空亂猜的。以《電磁鐵》一課為例，在學(xué)生動手做之前，我沒有急于把實驗方法步驟告訴學(xué)生，而是和學(xué)生一起針對怎么做實驗、實驗需要什么材料等問題討論，隨后才放手讓學(xué)生大膽地動手做，鼓勵學(xué)生把看到的實驗現(xiàn)象認(rèn)真細(xì)致地記錄下來，讓學(xué)生去尋找實驗的真相。
學(xué)生的猜想與假設(shè)是建立在已有的知識經(jīng)驗和生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上的，是稚嫩的、不成熟的，甚至是錯誤的。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生對自己提出的假設(shè)進(jìn)行反駁、篩選、修改，這是一個質(zhì)疑的過程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的懷疑精神和表達(dá)能力。因此，要引導(dǎo)學(xué)生大膽地猜想與假設(shè)，并且能夠去為自己的猜想、假設(shè)尋找根據(jù)；還要引導(dǎo)學(xué)生對自己和別人的猜想進(jìn)行反駁、篩選、修改，這是一個質(zhì)疑的過程。
三、學(xué)會在合作中制定探究計劃，使探究有序、有效進(jìn)行
制定計劃需要一定的技能，因而制訂計劃的環(huán)節(jié)也就同時有培養(yǎng)學(xué)生制定計劃的技能的目標(biāo)�？茖W(xué)探究并不是培養(yǎng)個別天才學(xué)生，而是面向全體學(xué)生。它并不注重探究的結(jié)果，而是讓每個學(xué)生都參與經(jīng)歷探究的過程，從而提高自己的創(chuàng)新意識和合作意識。個人的意識是有限的，充分發(fā)揮大家的聰明才智，并且在分工中合作，使每個人都有事做，避免了班級教學(xué)中部分學(xué)生處于“旁觀”、“旁聽”的被動學(xué)習(xí)狀況，使每組同學(xué)能夠按照自己的意愿進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，并在研究中每個學(xué)生都能承擔(dān)一部分探究任務(wù)。
“探究式學(xué)習(xí)”是新課程所提倡的三大學(xué)習(xí)方式之一，但“自主、合作、探究”三種學(xué)習(xí)方式不是孤立的，實際上它們是在合理的分工中自主、在自主中合作、在合作中探究、在探究中合作，三者是緊密結(jié)合在一起的。（建立異質(zhì)實驗小組，合作學(xué)習(xí)小組主要以異質(zhì)小組為主。異質(zhì)小組通常是以性別、學(xué)業(yè)成績、能力傾向、興趣愛好等方面不同的成員構(gòu)成的，成員之間存在著明顯的互補(bǔ)性，其內(nèi)部由優(yōu)、中、差三類學(xué)生組成。）
學(xué)生在自主提出問題、進(jìn)行猜想后，再讓他們進(jìn)行討論、交流，合作制定出各小組的探究計劃，或者能提出進(jìn)行探究活動的大致思路。例如在教學(xué)“加快物質(zhì)溶解的因素有哪些”中，學(xué)生提出各自的問題和猜想后，教師再引導(dǎo)各個小組制定探究計劃，有的制定了“攪拌能加快溶解”的實驗計劃，有的制定“加熱能加快溶解”的計劃……
在科學(xué)探究中，各組進(jìn)行制訂計劃、實驗、調(diào)查、研討和綜合意見等，達(dá)到共同提高的目的。要分工合作，提高課堂效率。每個學(xué)生在科學(xué)探究中應(yīng)該有一定的選擇探究問題的權(quán)力，如果讓學(xué)生根據(jù)自身的情況、自己的喜好去探究，那么學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣肯定非常濃厚，探究也會更深入、更持久。在科學(xué)教學(xué)中，可根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生的實際，圍繞一個主課題，確定幾個小的研究專題，運用研究性學(xué)習(xí)方式，分工合作，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主動性和發(fā)現(xiàn)問題的能力。
四、為學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)的探究素材和開放的探究空間
例如教學(xué)“電路”這一節(jié)，我為學(xué)生提供的材料是：（學(xué)生四人小組）電池2節(jié)、導(dǎo)線4根、小燈泡1個、開關(guān)1個、燈座1個、電池盒2個、實驗記錄紙一張。首先，讓學(xué)生用最少的實驗材料讓燈泡亮起來，這樣有的學(xué)生只用一根導(dǎo)線、一個燈泡和一個電池就讓燈泡亮起來了。接著讓學(xué)生探究如何控制燈泡亮滅、如何讓燈泡更加亮起來，一步步深入探究。
要為學(xué)生提供開放的探究空間，從課堂走向課外，走進(jìn)生活和自然。我們必須樹立開放的教育觀念，重視引導(dǎo)學(xué)生在課外積極開展后續(xù)研究活動，善于給學(xué)生出大題目，積極開展研究性學(xué)習(xí)，開放我們探究的空間，提高探究的有效性。
五、充分的交流和有效的評價是實現(xiàn)有效探究的外部條件
交流是展示自己思考和探究的過程，評價是對別人思考和探究過程的看法，包括學(xué)生之間的評價和老師對學(xué)生的激勵評價。交流是把自己在探究過程中的所思所想，還有小組之間的合作，通過與人對話與交流，相互質(zhì)疑和評價，反思彼此的假設(shè)和結(jié)論。更重要的是，要在這一過程中，學(xué)生理清自己的想法，并在傾聽過程中發(fā)現(xiàn)與自己想法不同的地方，敢于質(zhì)疑，使學(xué)生思維相互撞擊，加深理解。這就使學(xué)生探究的效果外顯出來，并進(jìn)行分享，實現(xiàn)探究效益的最大化，達(dá)到1+1≥2的效果。
六、應(yīng)強(qiáng)調(diào)對照實驗等科學(xué)方法在科學(xué)探究中的作用
例如：在探究飽和溶液與不飽和溶液的概念時，為了幫助學(xué)生理解，可增做如下對照實驗，并邊演示邊啟發(fā)學(xué)生回答。將實驗所得的硝酸鉀飽和溶液分裝于標(biāo)有“1”、“2”、“3”的3支試管中。取“1”號試管加入半藥匙硝酸鉀并振蕩，硝酸鉀不溶解。然后給這支試管加熱，引導(dǎo)觀察——硝酸鉀又逐漸溶解至全部溶解。提出問題：這時的溶液是否是飽和溶液？為什么？學(xué)生易答出：不一定是飽和溶液，因為溫度升高了，這支試管內(nèi)的溶液還可能繼續(xù)溶解硝酸鉀。接著將這支試管放入冷水中，一會兒取出，學(xué)生會觀察到試管中析出了較多的固體。啟發(fā)提問:這時的溶液是否飽和？為什么？學(xué)生易答出：是飽和溶液，因為溫度降低后，試管內(nèi)出現(xiàn)了不能再溶解的硝酸鉀固體。由此學(xué)生明白，必須是在“一定溫度下”，溶液的“飽和”和“不飽和”才有確定的意義。再取“2”號試管，向其中加入約2毫升水。啟發(fā)思考:這時的溶液還是飽和的嗎？接著用實驗證實：向此試管中加入少量硝酸鉀，振蕩，學(xué)生會觀察到硝酸鉀又溶解了。由此學(xué)生明白，在飽和溶液中加入溶劑，溶液又變?yōu)椴伙柡土�，即只有“在一定量的溶劑里”，溶液的“飽和”和“不飽和”才有確定意義。至此，學(xué)生理解了在飽和溶液與不飽和溶液的概念中絕對不可缺少兩個前提條件。最后，取“3”號試管，向其中加入少量食鹽，振蕩后，食鹽全部溶解。讓學(xué)生分析該試管內(nèi)的溶液是飽和溶液還是不飽和溶液。學(xué)生經(jīng)啟發(fā)易答出：該溫度下該溶液不能再溶解硝酸鉀，但仍可能溶解氯化鈉及其他溶質(zhì)，即該溶液對于硝酸鉀是飽和的，但對于氯化鈉等不一定飽和——從而理解了飽和溶液必須指出是哪種溶質(zhì)的飽和溶液。總之，在科學(xué)探究教學(xué)中，教師應(yīng)以教學(xué)的設(shè)計者、組織者、指導(dǎo)者、參與者的身份和學(xué)生共同完成活動，學(xué)生作為主體，以探究和合作的學(xué)習(xí)方式積極參與科學(xué)探究活動。只有這樣才能保證科學(xué)探究的有效性，才能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。
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