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摘要：在科学实验教学改革中，我们提倡在实验中探究，强调学生探究新知的经历和获得新知的体验，要实现结果与过程并重，学会科学探究方法，培养科学素养，更好地培养学生探索科学奥秘的方法和创新研究的能力。本文对探究性实验教学的内涵、教学策略等进行了初步探讨。
关键词：探究性实验 教学策略 创新能力
在中学科学教学中，实验是学生学习科学、实现科学探究的主要途径。充分利用科学学科“以实验为基础”的基本特征，充分发挥科学实验的探究功能，培养学生的探究能力，形成终身学习的能力，是科学课程改革的一个重要理念。这就要求改变原有的教学方式，注重实验的探究性教学。
一、探究性实验和探究性实验教学
探究性实验是学生自己提出问题，提出实验方案，运用实验手段，探索未知的现象或数据，并在获得现象和数据的基础上，概括出实验结论的一类实验形式。探究性实验的特征是实验在前，结论在后。
探究性实验教学是指在探究性实验过程中，教师随时为有需要的学生提供指导和帮助，并对实验过程进行监控和评价的一类实验教学形式。探究性实验教学是探究式教学和科学性探究相结合的必然产物。它实现了学生在实验中的主体和中心地位，让学生亲身经历实验过程和对未知结论的探索，激发学生的思维状态，培养学生的创新意识，初步形成科学态度，培养科学方法，提高学生分析问题、解决问题的能力。因此，探究性实验教学应以实验为基础，强调学生的主体性，强调教学的探究性，强调知识与技能在探究性实验教学中的统一作为指导思想。
二、探究性实验教学的策略
探究性实验教学的探究特点要求教师要改变以往的教学策略，构建新型的教学模式。打破“明确问题、实验操作、验证结论”的模式，采用“提出问题、猜想假设、实验探究、得出结论”的模式。
1. 以科学实验创设问题情境，激发主体的探究欲望
问题是探究的核心，学生的探究就是始于问题、分析和解决问题而展开的活动，没有问题也就无所谓探究。爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”教师要善于引导学生找到所要探究问题的着眼点。从目前教学的实际看，学生探究问题的着眼点主要在以下几个方面：一是从教学内容(或学科内容)所标示的重点和难点中寻求与发现所探究的问题，二是从大多数学生感兴趣且有争论的教学内容中寻求与发现所探究的问题，三是从与相关学科知识背景相联系的学生日常生活和社会文化生活中寻求与发现所探究的问题，四是从模拟科学家的实验过程，验证学科中相关的定理、结论或原理的过程中寻求与发现所探究的问题，五是针对具体的教学情境，从学生在相互交流和讨论中所引发的有价值的疑难和矛盾中寻求与发现所探究的问题，六是直接从相关文献翻阅和学习中寻求与发现所探究的问题等等。
因此，在科学学习中，除学生自主地发现问题外，教师更要通过各种途径创设问题情境，引导学生发现和提出问题。而科学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。以科学实验创设问题的情境，要特别注重科学实验中学生观察和思维能力的培养，要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成科学实验，要使科学实验呈现的问题处于学生的最近发展区。
如在学习“分子”时，用一根玻棒蘸一下浓盐酸，用另一根玻棒蘸一下浓氨水，然后在空中把两根玻棒靠在一起，但不要接触，发现有大量的白烟生成，再引导学生展开分析研究。在学习“二氧化碳与水反应”时，取三支试管分别装少许石蕊试液，用一支作比较，向第二支试管中滴入稀硫酸，向第三支试管中通入二氧化碳气体，注意观察颜色变化，将第二支、第三支试管内所得溶液再加热，注意观察颜色变化。这样创设问题情景，激发了学生的探究欲望，培养了他们的观察和思维能力。又如在进行初中科学的关于“燃烧条件”的学习时，从实验室酒精灯的熄灭、燃烧木柴要把木柴架空、液化气灶及煤炉都留有通风口等学生非常熟悉的实验情景出发，引导学生思考，发现问题，激发学生的探究欲望。
2. 改验证性实验为探究性实验，激活主体的探究思维
在科学教学领域中，长期以来人们过分夸大了实验所起的验证原理、通过形象直观的方式获取知识和培养实验技能的作用。以科学实验作为探究性学习的途径，就必须变“验证性实验”为“探究性实验”，恢复科学实验探究性的本来面貌，充分发挥科学实验的探究功能。
有资料表明，验证性实验与探究性实验的物质差异是极为明显的，如下表：
③总结分析：是不是所有的金属都能和盐酸反应
通过比较发现，这五组实验可分成两类：一类发生化学反应，即①②④⑤；另一类不发生化学反应，即③。
④结论：不是所有的金属都能和盐酸反应。在金属活动性顺序中排在氢前面的金属能置换出酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢。
⑤探究：能否用铜、银和盐酸反应制氢气
此例探究性实验表明：由于变传统的验证性实验为探究性实验，学生的活动积极性很高。因此学生对酸与金属反应的规律认识更全面，记忆更深刻，知识掌握更牢固，理解更透彻，知识探索与应用能力同步到位，培养了学生科学探究的能力。
3. 引导学生自主设计实验方案，培养学生探究性实验设计的技能
探究性实验的关键问题是实验设计。因此，在探究性实验教学中，要加强学生实验设计能力的培养。对于难度大、探究性较强的实验，教师可以对探究活动的导向性、对探究情境的设计进行必要的指导，或与学生共同设计。这就要求教师发挥其主导作用，根据实验情况对实验进行必要的增减、合理的拆分、科学的搭配，并对多种实验试剂、实验材料进行对比探究，寻找出最佳探究实验方案。在探究性实验教学中，同时要发挥学生的主体作用，在学生对实验的参与、认知和感受上，要求他们运用实验手段，采用不同的实验材料、试剂、器具等，设计出不同的探究性实验方案。探究性实验教学形式是多样的、随机的，重视学生的个性发展，激励、引导、启发学生自行设计实验，进行对照探索、研究，师生共同探究实验，其教学结果能养成学生批判地吸收教科书知识的习惯，培养学生发现问题、积极探索的精神，培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力及创新能力，有助于培养学生的科学态度和创新精神。
例如：铁制品生锈是生活中常见的现象，有关的理论知识学完后，学生自己提出问题“铁钉在什么条件下容易生锈”，并围绕着问题探究“铁钉生锈的条件”，设计了四组实验装置进行对比实验：试管（1）：加入雨水，使铁钉的下半部浸在雨水中，上半部接触空气，这是参照。试管（2）：放入无水氯化钙，用软木塞塞住试管口，铁钉接触空气，但不接触水分。试管（3）：加水并煮沸几分钟，除去所有溶于水的空气，并在水面上倒些油，形成一个密封层，铁钉接触水，但不接触空气。试管（4）：加入盐水，铁钉的下半部接触盐水，上半部接触空气。然后小组成员轮流每天观察现象，记录铁钉的生锈的不同情况，通过为期一周的实验，学生自己得出铁钉生锈的条件结论：生锈需要空气和水，如果水中含有盐，会促进锈蚀 。
4. 开放实验室，拓展主体探究阵地
科学实验室是科学实验教学的重要条件性资源，是学生获知、激趣、求真、循理、育德的重要场所。如果实验室只是用来做一些学生实验，其利用率是不高的。学生的实验能力以及个性的发展也必然受到限制。新课程着力促进学生学习方式的转变，要实现这种转变，仅靠一本教科书或者课堂上的实验活动是不够的，还要鼓励学生利用课余时间进行实验探究活动。因此，我们要开放实验室，鼓励学生利用课余时间到实验室，并在教师的指导下自己动手完成那些在分组实验中做得不好的实验；学生在课堂上未观察清楚，需要重新“验证”的演示实验；作了改进的实验和学生自己设计的实验（经教师审核过的）以及一些配合课堂教学的系列实验或补充实验等。这样做不仅能进一步激发学生学习的主动性、创造性，而且有效地拓展了学生探究的时间和空间。
但实验室的开放不能盲目进行，应以提高“学生的科学素养”为指导思想，坚持需求原则、导师原则、探索原则、团队原则和安全原则。
首先，应做到有目的、有步骤、有计划地开放。刚开始时应重在培养兴趣、培养动手能力和观察能力，应多做些实验基本操作和验证性实验。如装置的组装、气密性的检验、物质性质的验证或检验，还可以多做些补充实验、趣味实验等。在学生积累了一定量的科学知识后，侧重演示改进实验和探索性实验以及开始设计一些综合性实验。九年级下学期则侧重进行综合实验的设计和培养解决综合性实验问题的能力等。
其次，开放实验室是以学生为活动的主体，但是不能忽视教师的主导作用。教师仍然是整个活动过程的设计者和组织者，主导着教学活动的全过程。在开放实验室的过程中，教师要检查、修改学生的实验方案，指导参与学生的实验操作，质疑、解决学生实验过程中的问题，提出更高目标和要求等。
此外，还要合理安排开放时间，让学生都有条件进入实验室进行探究和创造，并在良好的氛围中得到熏陶，使他们真正感受到科学的魅力，从而激发学生的求知欲。实验仪器及药品要让学生根据自己的实验需要去挑选，真正地落实学生的主体能动性，以培养学生养成动脑后再动手的良好实验习惯；要教育学生节约试剂，同时还要着力培养学生学会自我管理、自我约束，使实验室的开放做到有序、高效。
结论
综上所述，应用探究性实验进行教学，可有效提高教育教学质量，造就二十一世纪需要的高素质人才，有利于激发学生的学习动机，培养学习兴趣。在中学科学中有许多体现探索性和创造性的实验，作为教师应深刻领会《新课标》精神，挖掘探究性实验教学的内涵，将实验知识、实验方法与实验操作有机地统一起来。调动学生的学习积极性，使他们始终处于不断探索的情景中，主动实验、仔细观察、积极思维。长此下去，学生的创造性思维必然能得到很好的发展，对待科学的创新意识和态度也将会逐渐形成。这样培养出来的学生必将是具有开拓精神的创新型人才。
参考文献：
［1］刘斌.科学探究性实验教学的思索.上海市第二中学，2006年4月.
［2］郑宜君.探究性科学实验教学模式的研究.中学科学课程网.
［3］郝志军.探究性教学的实质：一种复杂性思维视角.教育研究，2006年10月.
［4］王建华.探究性实验教学的初步探索.福建厦门市同安第一中学，2006年11月.
［5］王国宾.主体性科学实验教学与探究能力培养研究.2005年12月.
［6］徐佳凤.初中科学实验教学中运用适当的教学策略构建探究性实验教学模式.育才初级中学.
关键词：探究性实验 教学策略 创新能力
在中学科学教学中，实验是学生学习科学、实现科学探究的主要途径。充分利用科学学科“以实验为基础”的基本特征，充分发挥科学实验的探究功能，培养学生的探究能力，形成终身学习的能力，是科学课程改革的一个重要理念。这就要求改变原有的教学方式，注重实验的探究性教学。
一、探究性实验和探究性实验教学
探究性实验是学生自己提出问题，提出实验方案，运用实验手段，探索未知的现象或数据，并在获得现象和数据的基础上，概括出实验结论的一类实验形式。探究性实验的特征是实验在前，结论在后。
探究性实验教学是指在探究性实验过程中，教师随时为有需要的学生提供指导和帮助，并对实验过程进行监控和评价的一类实验教学形式。探究性实验教学是探究式教学和科学性探究相结合的必然产物。它实现了学生在实验中的主体和中心地位，让学生亲身经历实验过程和对未知结论的探索，激发学生的思维状态，培养学生的创新意识，初步形成科学态度，培养科学方法，提高学生分析问题、解决问题的能力。因此，探究性实验教学应以实验为基础，强调学生的主体性，强调教学的探究性，强调知识与技能在探究性实验教学中的统一作为指导思想。
二、探究性实验教学的策略
探究性实验教学的探究特点要求教师要改变以往的教学策略，构建新型的教学模式。打破“明确问题、实验操作、验证结论”的模式，采用“提出问题、猜想假设、实验探究、得出结论”的模式。
1. 以科学实验创设问题情境，激发主体的探究欲望
问题是探究的核心，学生的探究就是始于问题、分析和解决问题而展开的活动，没有问题也就无所谓探究。爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”教师要善于引导学生找到所要探究问题的着眼点。从目前教学的实际看，学生探究问题的着眼点主要在以下几个方面：一是从教学内容(或学科内容)所标示的重点和难点中寻求与发现所探究的问题，二是从大多数学生感兴趣且有争论的教学内容中寻求与发现所探究的问题，三是从与相关学科知识背景相联系的学生日常生活和社会文化生活中寻求与发现所探究的问题，四是从模拟科学家的实验过程，验证学科中相关的定理、结论或原理的过程中寻求与发现所探究的问题，五是针对具体的教学情境，从学生在相互交流和讨论中所引发的有价值的疑难和矛盾中寻求与发现所探究的问题，六是直接从相关文献翻阅和学习中寻求与发现所探究的问题等等。
因此，在科学学习中，除学生自主地发现问题外，教师更要通过各种途径创设问题情境，引导学生发现和提出问题。而科学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。以科学实验创设问题的情境，要特别注重科学实验中学生观察和思维能力的培养，要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成科学实验，要使科学实验呈现的问题处于学生的最近发展区。
如在学习“分子”时，用一根玻棒蘸一下浓盐酸，用另一根玻棒蘸一下浓氨水，然后在空中把两根玻棒靠在一起，但不要接触，发现有大量的白烟生成，再引导学生展开分析研究。在学习“二氧化碳与水反应”时，取三支试管分别装少许石蕊试液，用一支作比较，向第二支试管中滴入稀硫酸，向第三支试管中通入二氧化碳气体，注意观察颜色变化，将第二支、第三支试管内所得溶液再加热，注意观察颜色变化。这样创设问题情景，激发了学生的探究欲望，培养了他们的观察和思维能力。又如在进行初中科学的关于“燃烧条件”的学习时，从实验室酒精灯的熄灭、燃烧木柴要把木柴架空、液化气灶及煤炉都留有通风口等学生非常熟悉的实验情景出发，引导学生思考，发现问题，激发学生的探究欲望。
2. 改验证性实验为探究性实验，激活主体的探究思维
在科学教学领域中，长期以来人们过分夸大了实验所起的验证原理、通过形象直观的方式获取知识和培养实验技能的作用。以科学实验作为探究性学习的途径，就必须变“验证性实验”为“探究性实验”，恢复科学实验探究性的本来面貌，充分发挥科学实验的探究功能。
有资料表明，验证性实验与探究性实验的物质差异是极为明显的，如下表：
③总结分析：是不是所有的金属都能和盐酸反应
通过比较发现，这五组实验可分成两类：一类发生化学反应，即①②④⑤；另一类不发生化学反应，即③。
④结论：不是所有的金属都能和盐酸反应。在金属活动性顺序中排在氢前面的金属能置换出酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢。
⑤探究：能否用铜、银和盐酸反应制氢气
此例探究性实验表明：由于变传统的验证性实验为探究性实验，学生的活动积极性很高。因此学生对酸与金属反应的规律认识更全面，记忆更深刻，知识掌握更牢固，理解更透彻，知识探索与应用能力同步到位，培养了学生科学探究的能力。
3. 引导学生自主设计实验方案，培养学生探究性实验设计的技能
探究性实验的关键问题是实验设计。因此，在探究性实验教学中，要加强学生实验设计能力的培养。对于难度大、探究性较强的实验，教师可以对探究活动的导向性、对探究情境的设计进行必要的指导，或与学生共同设计。这就要求教师发挥其主导作用，根据实验情况对实验进行必要的增减、合理的拆分、科学的搭配，并对多种实验试剂、实验材料进行对比探究，寻找出最佳探究实验方案。在探究性实验教学中，同时要发挥学生的主体作用，在学生对实验的参与、认知和感受上，要求他们运用实验手段，采用不同的实验材料、试剂、器具等，设计出不同的探究性实验方案。探究性实验教学形式是多样的、随机的，重视学生的个性发展，激励、引导、启发学生自行设计实验，进行对照探索、研究，师生共同探究实验，其教学结果能养成学生批判地吸收教科书知识的习惯，培养学生发现问题、积极探索的精神，培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力及创新能力，有助于培养学生的科学态度和创新精神。
例如：铁制品生锈是生活中常见的现象，有关的理论知识学完后，学生自己提出问题“铁钉在什么条件下容易生锈”，并围绕着问题探究“铁钉生锈的条件”，设计了四组实验装置进行对比实验：试管（1）：加入雨水，使铁钉的下半部浸在雨水中，上半部接触空气，这是参照。试管（2）：放入无水氯化钙，用软木塞塞住试管口，铁钉接触空气，但不接触水分。试管（3）：加水并煮沸几分钟，除去所有溶于水的空气，并在水面上倒些油，形成一个密封层，铁钉接触水，但不接触空气。试管（4）：加入盐水，铁钉的下半部接触盐水，上半部接触空气。然后小组成员轮流每天观察现象，记录铁钉的生锈的不同情况，通过为期一周的实验，学生自己得出铁钉生锈的条件结论：生锈需要空气和水，如果水中含有盐，会促进锈蚀 。
4. 开放实验室，拓展主体探究阵地
科学实验室是科学实验教学的重要条件性资源，是学生获知、激趣、求真、循理、育德的重要场所。如果实验室只是用来做一些学生实验，其利用率是不高的。学生的实验能力以及个性的发展也必然受到限制。新课程着力促进学生学习方式的转变，要实现这种转变，仅靠一本教科书或者课堂上的实验活动是不够的，还要鼓励学生利用课余时间进行实验探究活动。因此，我们要开放实验室，鼓励学生利用课余时间到实验室，并在教师的指导下自己动手完成那些在分组实验中做得不好的实验；学生在课堂上未观察清楚，需要重新“验证”的演示实验；作了改进的实验和学生自己设计的实验（经教师审核过的）以及一些配合课堂教学的系列实验或补充实验等。这样做不仅能进一步激发学生学习的主动性、创造性，而且有效地拓展了学生探究的时间和空间。
但实验室的开放不能盲目进行，应以提高“学生的科学素养”为指导思想，坚持需求原则、导师原则、探索原则、团队原则和安全原则。
首先，应做到有目的、有步骤、有计划地开放。刚开始时应重在培养兴趣、培养动手能力和观察能力，应多做些实验基本操作和验证性实验。如装置的组装、气密性的检验、物质性质的验证或检验，还可以多做些补充实验、趣味实验等。在学生积累了一定量的科学知识后，侧重演示改进实验和探索性实验以及开始设计一些综合性实验。九年级下学期则侧重进行综合实验的设计和培养解决综合性实验问题的能力等。
其次，开放实验室是以学生为活动的主体，但是不能忽视教师的主导作用。教师仍然是整个活动过程的设计者和组织者，主导着教学活动的全过程。在开放实验室的过程中，教师要检查、修改学生的实验方案，指导参与学生的实验操作，质疑、解决学生实验过程中的问题，提出更高目标和要求等。
此外，还要合理安排开放时间，让学生都有条件进入实验室进行探究和创造，并在良好的氛围中得到熏陶，使他们真正感受到科学的魅力，从而激发学生的求知欲。实验仪器及药品要让学生根据自己的实验需要去挑选，真正地落实学生的主体能动性，以培养学生养成动脑后再动手的良好实验习惯；要教育学生节约试剂，同时还要着力培养学生学会自我管理、自我约束，使实验室的开放做到有序、高效。
结论
综上所述，应用探究性实验进行教学，可有效提高教育教学质量，造就二十一世纪需要的高素质人才，有利于激发学生的学习动机，培养学习兴趣。在中学科学中有许多体现探索性和创造性的实验，作为教师应深刻领会《新课标》精神，挖掘探究性实验教学的内涵，将实验知识、实验方法与实验操作有机地统一起来。调动学生的学习积极性，使他们始终处于不断探索的情景中，主动实验、仔细观察、积极思维。长此下去，学生的创造性思维必然能得到很好的发展，对待科学的创新意识和态度也将会逐渐形成。这样培养出来的学生必将是具有开拓精神的创新型人才。
参考文献：
［1］刘斌.科学探究性实验教学的思索.上海市第二中学，2006年4月.
［2］郑宜君.探究性科学实验教学模式的研究.中学科学课程网.
［3］郝志军.探究性教学的实质：一种复杂性思维视角.教育研究，2006年10月.
［4］王建华.探究性实验教学的初步探索.福建厦门市同安第一中学，2006年11月.
［5］王国宾.主体性科学实验教学与探究能力培养研究.2005年12月.
［6］徐佳凤.初中科学实验教学中运用适当的教学策略构建探究性实验教学模式.育才初级中学.