论文部分内容阅读
科学探究是课程标准积极倡导的一种学习形式，而科学又是一门以实验为基础的科学，科学实验是学生学习科学能动的实践活动形式，为学生创设了亲自参与实践的情景，所以实验是学生进行探究活动的一种重要方式，是培养学生探究能力的重要途径：让学生体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学探究的方法，发展科学探究所需的能力，并增进对科学探究的理解。
科学的核心是探究，科学探究既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标。课程改革的基本理念之一是让学生有更多的机会主动地体会探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在探究实践中逐步形成终生学习的意识和能力。科学是一门以实验为基础的学科，对其运用探究教学具有较强的可操作性。科学课本中有许多实验，教师应依据教材目标，用探究的视角去挖掘、设置情境问题，诱导学生主动学习、观察、探究、交流，寻找问题的答案，对问题作出完满的解释，使学生在课堂、课外直接参与并体验知识的获得过程。在科学教学中采用实验探究教学是培养学生探究能力的重要手段。
1 挖掘实验探究点，优化实验
设计
实施实验探究教学，教师必须有创新精神，努力挖掘可供探究的实验素材，依据教学目标与学生的认识水平，对现行的实验内容“动动手术”，做些调整。也可适当改变教材中实验设计的某些环节，使之呈现为一种“变式”，以便激发学生的探究兴趣，激活学生的思路，提高学生的探究能力。
如学习物质的特性时，可将“密度的测定”这一验证性的演示实验变为探究性实验教学。上课时，教师先给学生设置问题情景：“两个相同的烧杯分别装入相同体积的水和酒精比较，哪一杯质量大？”再让学生猜测、实验……接下来，把学生分成4个大组，若干小组，第一组测若干杯体积不同的水的质量与体积，第二、三、四组分别测若干个体积不同的铁块、铜块、铝块的质量与体积，要求各小组先设计实验方案、设计表格，然后选取实验材料，收集证据，交流与合作，讨论并归纳出：不同物质的质量与体积的比值是不相等的，相同物质的质量与体积之比值是相近的或相等的。从而顺势提出“密度”的概念：物质的质量与体积之间的比值是恒定的，它反映了物质的一种特性。这样整节课在教师的指导下，学生通过自己摸索、寻求，让事实说话，不仅帮助学生理解密度概念本质，更重要的是培养了他们探究的思维方法。
“变式”的方法可以有多种，其灵活度可由教师把握。科学课本中可供变式探究的实验素材很多，如“盐的性质”“化学反应中的质量守恒”等。
2 设计综合开放性实验，培养学生发散的探究思维
在探究教学中，以常见实验知识为生长点，进行拓展和延伸，让学生发掘其内涵和外延，引导学生综合学科知识，设计综合实验、开放性实验，从多角度、多方位、多层次进行创新分析，利用尽可能多的方法来设计实验方案，有利于培养学生的综合分析能力，培养学生的发散思维及探究创新能力。
如“辨别食盐水和纯净水的”作为实验探究课题，要求学生据所学知识，寻找多种实验途径辨认，结果学生设计出五花八门的实验：1）测定“密度”法；2）依据浮沉条件，设计鸡蛋的浮沉来判别；3）用化学方法，加入AgNO3溶液产生AgCl↓辨认食盐水；4）用蔬菜、萝卜的细胞吸水、失水实验；等等。然后教师归纳，比较每种方法的优缺点，寻找最佳方案。又如让学生设计并完成用一个电源、一只电流表、一只阻值为0～20 Ω滑动变阻器、一个开关和几根导线，测定未知电阻的实验。
让学生自主去设计问题，去解决问题，在解决问题的过程中，不仅使学生最大限度地获得科学基础知识和基本技能，沟通知识间的联系，更重要的是通过多学科的知识联系、多种实验方案的设计，能让学生探究思维的多向性得到充分发挥。
3 注重课堂探究与课外实验紧密结合
科学教学应当是开放的，自然是一个大课堂，其中的科学现象更是千变万化，是探究科学规律的最好环境。这就需要把广泛开展课外实验作为培养科学探究思维的又一阵地，正所谓“功夫在诗外”。因此，教师要根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外实验，将课堂教学与课外实验紧密结合起来，使探究教学更加完善。
3.1 培养学生自主做课外实验的习惯
课外实验目前似乎还没有引起普遍重视，实际上学生做小实验、搞小制作可弥补课内探究的不足：学生自主性强，时间、空间相对充足，学生亲自参与设计实验过程，进行实验观察，并对实验结果进行综合分析研究，充分发挥学生“五官”的作用，真正做到“手到，耳到，口到，脑到”。这都有利于他们探究能力的培养。
在科学教材中，学生回家可探究的生活小实验素材很多，如用pH试剂测量家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋的pH值，测定土壤的pH值；探究合理施肥、浇花、移栽植物等；探究如何除去热水瓶的水垢；探究家庭电路的组成及如何检测电路故障、换接保险丝等。
开展课外活动不仅能拓宽学生的知识面，活化知识，可以让学生将课堂知识与实际生活联系应用，还能使学生掌握探究问题的科学方法。课堂教学是培养学生探究能力的主渠道，课外实验是开展探究活动的继续和延伸。
3.2 课外实验任务驱动，提升探究能力
这里的“任务”对学生来说就是“作业”，不过不是平时所说的作业，它的突出特点是对学生具有明确的指导意义，是学生最近关心的实际问题，能够引发学生主动探究，从而促进探究能力的提高。在教材中有许多课外的小实验和小制作，都是为课堂知识量身定做的，可以很好地加以运用，辅助课堂教学。这就要求教师能有针对性地布置课外探究实验，如探究钢铁锈蚀的条件，探究某些植物的汁液在酸性和碱性溶液中的颜色变化。又如学习植物的光合作用时，课外让学生协助教师做光合作用的实验，只有课外做好了准备，教师才能在课堂上完成演示探究，水到渠成地得出光合作用的概念、公式、原料、产物、条件及实质。
3.3 课外实验增强趣味性，提升探究水平
青少年天性好奇、好动、好学。兴趣是最好的老师。通过实验让学生感到科学很有趣，很有用，才能促使他们更努力地探究。如根据教材内容“探究鱼鳍在游泳中的作用”，让学生自行设计对照实验的探究方案，就很有趣味性。又如用纸杯、火柴梗、胶带、棉线自制土电话，玩打电话，让学生在玩中理解声音能在固体中传播，从玩中获得成功的喜悦，提升探究水平。
4 注重研讨性，培养探究能力
对一些知识含量较多、要求比较严格的探究实验和制作，最好让学生亲自设计实验并通过实验探究，这样才能较好地培养学生的科学探究能力。
如让学生依据所学的科学知识，设计一个“探究植物呼吸作用”的实验。有些学生用黑色塑料袋、绳子、吸管、试管、澄清的石灰水来设计实验；有些学生则用烧杯、燃烧的蜡烛代替澄清的石灰水和试管；也有些学生设计图1所示装置。如图1所示，广口瓶中一株植物，瓶口紧塞并通过导管与盛有澄清石灰水的试管相通，把装置放在暗处。用CO2 Ca(OH)2=CaCO3↓ H2O的化学原理，分析得出植物呼吸作用产生CO2的结果。
5 适度引导，培养探究能力
探究式学习中，首先要强调学生的自主性，即必须坚持一切工作由学生自主进行原则，从探究活动的开始到结束，学生始终是活动的控制者。正是基于此原因，有些教师过分强调学生的自主性，而淡化教师的引导作用。有些极端者干脆放手让学生去自由发挥，教师自己成为一个真正的旁观者。
例如“欧姆定律”的教学中，有位教师让学生猜想电流与电压、电阻关系后，就直接让学生用实验去探究。笔者观察了一排7个小组，只有3个小组有结果，而且有2个组因为数据设置关系，找不到电流与电压、与电阻的关系。笔者认为，在学生进行实验探究之前，教师要估计到学生会遇到哪些困难，会出现哪些实验结果；实验时应以适当方式引导学生，对学生探究过程出现的偏差要及时进行指导、点拨。如探究凸透镜成像规律，学生无法在光屏上成完整清晰的像，此时要发挥教师的指导作用，帮助查找原因，纠正不当操作，从而完成实验探究，以免探究活动的盲目性、无方向性。
教师的引导作用是要促进形成有助于学生独立探究的情境，让学生自主思考问题，参与知识的获得过程。教师在实验教学中要注重对学生发现问题、解决问题能力的培养和提高，给学生充裕的时间去思考，让学生自己尝试解决。当然，对于学生在实验中遇到的问题和困难，教师要帮助他们分析查找原因，但不能包办代替或简单否定。
6 加强合作、交流与评价，培养探究能力
有这样一句格言：“你有一个苹果，我有一个苹果，交换一下，每人还是一个苹果；你有一个思想，我有一个思想，交换一下，每人就有两个思想。”因此，教师要注意及时组织学生交流与评价。
在探究过程中，由于经验背景的差异，学生对问题的理解常常各异，在探究者的共同体中，这种差异本身便构成一种宝贵的学习资源：学生在相互合作、反思交流中，明白了对探究问题，别人也可以有其他的不同解释，有利于全心全意摆脱自我中心的思维倾向；各自的想法、思路被明晰化、外显化，可以对自己的观点和思维过程进行审视和监控；学生相互质疑，其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发学生的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；学生之间的交流、争议、意见综合等有助于激起彼此的灵感，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解；可以使学生贡献各自的经验和发挥各自的优势，从而使学生完成单个探究者难以完成的探究任务。
如探究影响蔗糖在水中溶解快慢因素，学生设计的实验方案，总要借助其他同学补充才完整。交流和评价达到“切磋”的目的，实现思维的碰撞。只有在学生交流反思的基础上，教师方可引导设计方案：第一步，考虑多种因素（水的温度、体积，蔗糖的颗粒和质量，方式有无搅拌，时间长短等）；第二步，研究某一因素对事物变化产生的影响，必须把其他因素控制在同一水平（即控制变量的方法）。
相互合作、相互诊断，还能使学生注意假设与探究结果间的差异，发现探究活动中没有解决的矛盾，及时吸取探究过程中的经验教训，获得发现并改进建议。这一切都能有效促进学生探究能力的培养。
在素质教育全面推进和课程改革日渐深入的大背景下，实验如何更好地成为学生科学探究的“用武之地”，实验教学如何更好地促进每一个学生探究能力的发展，是摆在每位科学教师面前的重要课题。为此，科学教师应尽快转变观念，优化实验教学，改进教学模式，不断突出和深化实验的探究功能，循序渐进地培养和发展学生的探究能力，这是科学教师面对课程改革义不容辞的职责。
参考文献
[1]陈美玲.生物实验探究与创新实践[J].中学生物教学, 2001(3).
[2]夏季云.实验探究兴趣的培养与实验能力的提高[J].物理教学探讨,2002(1):9-10.
[3]唐力.化学探究式教学过程建构性特征的研究[J].课程·教材·教法,2002(3):54-58.
（作者单位：浙江省嵊州市浦口中学）
科学的核心是探究，科学探究既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标。课程改革的基本理念之一是让学生有更多的机会主动地体会探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在探究实践中逐步形成终生学习的意识和能力。科学是一门以实验为基础的学科，对其运用探究教学具有较强的可操作性。科学课本中有许多实验，教师应依据教材目标，用探究的视角去挖掘、设置情境问题，诱导学生主动学习、观察、探究、交流，寻找问题的答案，对问题作出完满的解释，使学生在课堂、课外直接参与并体验知识的获得过程。在科学教学中采用实验探究教学是培养学生探究能力的重要手段。
1 挖掘实验探究点，优化实验
设计
实施实验探究教学，教师必须有创新精神，努力挖掘可供探究的实验素材，依据教学目标与学生的认识水平，对现行的实验内容“动动手术”，做些调整。也可适当改变教材中实验设计的某些环节，使之呈现为一种“变式”，以便激发学生的探究兴趣，激活学生的思路，提高学生的探究能力。
如学习物质的特性时，可将“密度的测定”这一验证性的演示实验变为探究性实验教学。上课时，教师先给学生设置问题情景：“两个相同的烧杯分别装入相同体积的水和酒精比较，哪一杯质量大？”再让学生猜测、实验……接下来，把学生分成4个大组，若干小组，第一组测若干杯体积不同的水的质量与体积，第二、三、四组分别测若干个体积不同的铁块、铜块、铝块的质量与体积，要求各小组先设计实验方案、设计表格，然后选取实验材料，收集证据，交流与合作，讨论并归纳出：不同物质的质量与体积的比值是不相等的，相同物质的质量与体积之比值是相近的或相等的。从而顺势提出“密度”的概念：物质的质量与体积之间的比值是恒定的，它反映了物质的一种特性。这样整节课在教师的指导下，学生通过自己摸索、寻求，让事实说话，不仅帮助学生理解密度概念本质，更重要的是培养了他们探究的思维方法。
“变式”的方法可以有多种，其灵活度可由教师把握。科学课本中可供变式探究的实验素材很多，如“盐的性质”“化学反应中的质量守恒”等。
2 设计综合开放性实验，培养学生发散的探究思维
在探究教学中，以常见实验知识为生长点，进行拓展和延伸，让学生发掘其内涵和外延，引导学生综合学科知识，设计综合实验、开放性实验，从多角度、多方位、多层次进行创新分析，利用尽可能多的方法来设计实验方案，有利于培养学生的综合分析能力，培养学生的发散思维及探究创新能力。
如“辨别食盐水和纯净水的”作为实验探究课题，要求学生据所学知识，寻找多种实验途径辨认，结果学生设计出五花八门的实验：1）测定“密度”法；2）依据浮沉条件，设计鸡蛋的浮沉来判别；3）用化学方法，加入AgNO3溶液产生AgCl↓辨认食盐水；4）用蔬菜、萝卜的细胞吸水、失水实验；等等。然后教师归纳，比较每种方法的优缺点，寻找最佳方案。又如让学生设计并完成用一个电源、一只电流表、一只阻值为0～20 Ω滑动变阻器、一个开关和几根导线，测定未知电阻的实验。
让学生自主去设计问题，去解决问题，在解决问题的过程中，不仅使学生最大限度地获得科学基础知识和基本技能，沟通知识间的联系，更重要的是通过多学科的知识联系、多种实验方案的设计，能让学生探究思维的多向性得到充分发挥。
3 注重课堂探究与课外实验紧密结合
科学教学应当是开放的，自然是一个大课堂，其中的科学现象更是千变万化，是探究科学规律的最好环境。这就需要把广泛开展课外实验作为培养科学探究思维的又一阵地，正所谓“功夫在诗外”。因此，教师要根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外实验，将课堂教学与课外实验紧密结合起来，使探究教学更加完善。
3.1 培养学生自主做课外实验的习惯
课外实验目前似乎还没有引起普遍重视，实际上学生做小实验、搞小制作可弥补课内探究的不足：学生自主性强，时间、空间相对充足，学生亲自参与设计实验过程，进行实验观察，并对实验结果进行综合分析研究，充分发挥学生“五官”的作用，真正做到“手到，耳到，口到，脑到”。这都有利于他们探究能力的培养。
在科学教材中，学生回家可探究的生活小实验素材很多，如用pH试剂测量家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋的pH值，测定土壤的pH值；探究合理施肥、浇花、移栽植物等；探究如何除去热水瓶的水垢；探究家庭电路的组成及如何检测电路故障、换接保险丝等。
开展课外活动不仅能拓宽学生的知识面，活化知识，可以让学生将课堂知识与实际生活联系应用，还能使学生掌握探究问题的科学方法。课堂教学是培养学生探究能力的主渠道，课外实验是开展探究活动的继续和延伸。
3.2 课外实验任务驱动，提升探究能力
这里的“任务”对学生来说就是“作业”，不过不是平时所说的作业，它的突出特点是对学生具有明确的指导意义，是学生最近关心的实际问题，能够引发学生主动探究，从而促进探究能力的提高。在教材中有许多课外的小实验和小制作，都是为课堂知识量身定做的，可以很好地加以运用，辅助课堂教学。这就要求教师能有针对性地布置课外探究实验，如探究钢铁锈蚀的条件，探究某些植物的汁液在酸性和碱性溶液中的颜色变化。又如学习植物的光合作用时，课外让学生协助教师做光合作用的实验，只有课外做好了准备，教师才能在课堂上完成演示探究，水到渠成地得出光合作用的概念、公式、原料、产物、条件及实质。
3.3 课外实验增强趣味性，提升探究水平
青少年天性好奇、好动、好学。兴趣是最好的老师。通过实验让学生感到科学很有趣，很有用，才能促使他们更努力地探究。如根据教材内容“探究鱼鳍在游泳中的作用”，让学生自行设计对照实验的探究方案，就很有趣味性。又如用纸杯、火柴梗、胶带、棉线自制土电话，玩打电话，让学生在玩中理解声音能在固体中传播，从玩中获得成功的喜悦，提升探究水平。
4 注重研讨性，培养探究能力
对一些知识含量较多、要求比较严格的探究实验和制作，最好让学生亲自设计实验并通过实验探究，这样才能较好地培养学生的科学探究能力。
如让学生依据所学的科学知识，设计一个“探究植物呼吸作用”的实验。有些学生用黑色塑料袋、绳子、吸管、试管、澄清的石灰水来设计实验；有些学生则用烧杯、燃烧的蜡烛代替澄清的石灰水和试管；也有些学生设计图1所示装置。如图1所示，广口瓶中一株植物，瓶口紧塞并通过导管与盛有澄清石灰水的试管相通，把装置放在暗处。用CO2 Ca(OH)2=CaCO3↓ H2O的化学原理，分析得出植物呼吸作用产生CO2的结果。
5 适度引导，培养探究能力
探究式学习中，首先要强调学生的自主性，即必须坚持一切工作由学生自主进行原则，从探究活动的开始到结束，学生始终是活动的控制者。正是基于此原因，有些教师过分强调学生的自主性，而淡化教师的引导作用。有些极端者干脆放手让学生去自由发挥，教师自己成为一个真正的旁观者。
例如“欧姆定律”的教学中，有位教师让学生猜想电流与电压、电阻关系后，就直接让学生用实验去探究。笔者观察了一排7个小组，只有3个小组有结果，而且有2个组因为数据设置关系，找不到电流与电压、与电阻的关系。笔者认为，在学生进行实验探究之前，教师要估计到学生会遇到哪些困难，会出现哪些实验结果；实验时应以适当方式引导学生，对学生探究过程出现的偏差要及时进行指导、点拨。如探究凸透镜成像规律，学生无法在光屏上成完整清晰的像，此时要发挥教师的指导作用，帮助查找原因，纠正不当操作，从而完成实验探究，以免探究活动的盲目性、无方向性。
教师的引导作用是要促进形成有助于学生独立探究的情境，让学生自主思考问题，参与知识的获得过程。教师在实验教学中要注重对学生发现问题、解决问题能力的培养和提高，给学生充裕的时间去思考，让学生自己尝试解决。当然，对于学生在实验中遇到的问题和困难，教师要帮助他们分析查找原因，但不能包办代替或简单否定。
6 加强合作、交流与评价，培养探究能力
有这样一句格言：“你有一个苹果，我有一个苹果，交换一下，每人还是一个苹果；你有一个思想，我有一个思想，交换一下，每人就有两个思想。”因此，教师要注意及时组织学生交流与评价。
在探究过程中，由于经验背景的差异，学生对问题的理解常常各异，在探究者的共同体中，这种差异本身便构成一种宝贵的学习资源：学生在相互合作、反思交流中，明白了对探究问题，别人也可以有其他的不同解释，有利于全心全意摆脱自我中心的思维倾向；各自的想法、思路被明晰化、外显化，可以对自己的观点和思维过程进行审视和监控；学生相互质疑，其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发学生的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；学生之间的交流、争议、意见综合等有助于激起彼此的灵感，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解；可以使学生贡献各自的经验和发挥各自的优势，从而使学生完成单个探究者难以完成的探究任务。
如探究影响蔗糖在水中溶解快慢因素，学生设计的实验方案，总要借助其他同学补充才完整。交流和评价达到“切磋”的目的，实现思维的碰撞。只有在学生交流反思的基础上，教师方可引导设计方案：第一步，考虑多种因素（水的温度、体积，蔗糖的颗粒和质量，方式有无搅拌，时间长短等）；第二步，研究某一因素对事物变化产生的影响，必须把其他因素控制在同一水平（即控制变量的方法）。
相互合作、相互诊断，还能使学生注意假设与探究结果间的差异，发现探究活动中没有解决的矛盾，及时吸取探究过程中的经验教训，获得发现并改进建议。这一切都能有效促进学生探究能力的培养。
在素质教育全面推进和课程改革日渐深入的大背景下，实验如何更好地成为学生科学探究的“用武之地”，实验教学如何更好地促进每一个学生探究能力的发展，是摆在每位科学教师面前的重要课题。为此，科学教师应尽快转变观念，优化实验教学，改进教学模式，不断突出和深化实验的探究功能，循序渐进地培养和发展学生的探究能力，这是科学教师面对课程改革义不容辞的职责。
参考文献
[1]陈美玲.生物实验探究与创新实践[J].中学生物教学, 2001(3).
[2]夏季云.实验探究兴趣的培养与实验能力的提高[J].物理教学探讨,2002(1):9-10.
[3]唐力.化学探究式教学过程建构性特征的研究[J].课程·教材·教法,2002(3):54-58.
（作者单位：浙江省嵊州市浦口中学）