處理“收”“放”關(guān)系　提高探究實效

施逢斌

[摘要]提高學(xué)生科學(xué)探究的實效性必須處理好探究中的“放”與“收”的關(guān)系，即處理好科學(xué)探究中學(xué)生的“主體作用”和教師的“主導(dǎo)作用”這二者的關(guān)系。本文結(jié)合科學(xué)新課程教學(xué)實踐，從“放”、“扶”、“伸”三個方面進行闡述。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究主體作用主導(dǎo)作用策略方法

科學(xué)新課程倡導(dǎo)知識與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，關(guān)注學(xué)生的現(xiàn)時發(fā)展和終身學(xué)習(xí)。主張“以學(xué)生為中心，讓學(xué)生親歷實驗過程，不管實驗成功與否，目的在于體悟探究過程，培養(yǎng)探究意識?！币虼?，科學(xué)教師應(yīng)該盡快轉(zhuǎn)變觀念，改進教學(xué)模式，優(yōu)化科學(xué)教學(xué)，積極實施探究性教學(xué)。現(xiàn)實問題是，科學(xué)探究開展得熱熱鬧鬧，但是實踐效果不理想，導(dǎo)致學(xué)習(xí)目標難以落實。于是，從開始的“放”開手腳讓學(xué)生大膽探究，自由探究，轉(zhuǎn)向教師大包大攬，按照教師事先設(shè)計好的探究方案，依樣畫葫蘆，從一個極端走向另一個極端。那么，如何處理好科學(xué)探究中的“放”與“收”的關(guān)系，提高科學(xué)探究的實效性呢?

一、大膽地“放”：激活參與，引導(dǎo)探究

在科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生特別喜歡動手實驗，雖然這種動手一開始并不是有目的、有成效的，但教師應(yīng)允許學(xué)生動手，鼓勵學(xué)生動手，激活學(xué)生參與的積極性。在學(xué)生積極參與的過程中，促使他們將操作與思維緊密地聯(lián)系起來，讓無意操作變?yōu)槟繕嗣鞔_、思路清晰的定向?qū)嶒灒寣W(xué)生充分參與探究，在探究中動腦。

在教學(xué)測定食物中的能量一課時，筆者先讓學(xué)生準備各種各樣的食品，如生花生、熟花生、核桃仁、玉米花、大米、薯片、薯條、蘿卜條等，并讓學(xué)生邊實驗邊尋找問題。學(xué)生在盡情的參與中，發(fā)現(xiàn)了很多問題：“食物中是否確實含有能量?”“一粒花生種子中含有多少能量?”“核桃仁和花生仁含的哪個能量多?”等等。學(xué)生興致盎然，自覺參與，主動探究的意識就加強了。

探究性實驗的目標在于發(fā)展學(xué)生的能力，包括發(fā)現(xiàn)問題的能力、制定計劃的能力和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新精神等?；谏鲜瞿繕耍Y(jié)合初中學(xué)生認知的成長歷程，科學(xué)探究性實驗不能由教師全盤決定，也不能完全放任自由，而應(yīng)該在適度開放中由學(xué)生自主實驗。例如，聯(lián)系日常生活對“熱得快”與“電熱水壺”燒開水的耗電量進行研究。學(xué)生發(fā)現(xiàn)“電熱水壺”上有標記，內(nèi)容是：“額定頻率：50Hz；額定電壓：220V；額定功率：1.5Kw”，而“熱得快”沒有標記。“電熱水壺”的容積是熱水瓶容積的兩倍。學(xué)生探究的時候，先將兩者分別盛滿等溫的水，再燒開。

學(xué)生利用測到的數(shù)據(jù)分別計算出了“熱得快”與“電熱水壺”燒開3500毫升水的用電量，然后判斷：使用哪種電器更經(jīng)濟?為什么?

二、巧妙地“扶”：適時點撥，指導(dǎo)探究

盡管初中的科學(xué)教學(xué)具有啟蒙性，但是真正的探究不是教師幫學(xué)生預(yù)先設(shè)定好實驗的步驟，讓學(xué)生按照教師設(shè)定好的路線進行實驗，而是要求學(xué)生掌握探究的方法，進行自主探究。但學(xué)生在實驗探究中往往面對一個問題提出的多種假設(shè)，無所適從，盲目實驗，這就出現(xiàn)了不肯鉆研，滿足于一知半解，雖然積極性很高，但因思維偏離方向而準確率較低的現(xiàn)象。因此，教師對實驗探究的指導(dǎo)還要具體落實在科學(xué)方法的指導(dǎo)上。

1．對探究同一個科學(xué)量的指導(dǎo)。

科學(xué)教學(xué)要大力加強學(xué)生的自主探究實驗，讓學(xué)生通過觀察測量活動和歸納概括的思維方式來建立科學(xué)概念和認識科學(xué)規(guī)律，同時訓(xùn)練一定的實驗技能。例如，探究串聯(lián)電路中電流強度的關(guān)系的實驗，可在前面“串聯(lián)電路”和“電流的強弱”學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，直接提出問題：“串聯(lián)電路中各點的電流之間有什么關(guān)系”。學(xué)生的想象會是豐富多彩的，比如，兩個相同型號的小燈泡組成串聯(lián)電路時，燈的亮度是不同的；用水流模型來類比，考慮中途的蒸發(fā)、滲透等；流過靠近電源正極一側(cè)的用電器的電流大，接下來的流過的用電器上的電流小。有的猜想或假設(shè)看起來可能有些奇怪，但教學(xué)中一定要多鼓勵學(xué)生打開思路，敢于設(shè)想，敢于預(yù)測。對于富有想象力的提法，要給予充分的肯定，同時也應(yīng)讓學(xué)生認識到猜想和假設(shè)是要有依據(jù)的。在探究串聯(lián)電流的特點時，進行的猜想要有針對性，最好對電路中一些特殊點進行猜想。在作出猜想和假設(shè)之后，進入制定計劃與設(shè)計實驗階段，實際上就是讓學(xué)生設(shè)計實驗的過程，包括找實驗器材、設(shè)計實驗步驟、設(shè)計實驗數(shù)據(jù)的記錄表格。在教師指導(dǎo)下進行制定探究計劃的訓(xùn)練，能提高學(xué)生思維和工作的條理性，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。由于這是一個研究電流強度在不同情況下的關(guān)系的實驗，所以主要器材就是該量的測量工具——電流表。組裝好實驗裝置，將電流表分別接在電路中的不同的三點處，測出這些點處的電流強度值并記錄，然后進行分析和論證。

學(xué)生通過這樣一種探究性的實驗過程，得到的結(jié)論將鮮明、深刻地印在他們的頭腦中。與此同時，由學(xué)生自己根據(jù)實驗?zāi)康募耙髞矸治鲞x擇實驗器材，確定實驗步驟，極大地鼓舞了他們學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情，培養(yǎng)了其分析問題、解決問題、動手實踐等多方面的能力。在初中階段，學(xué)生接觸到的科學(xué)實驗雖然比較簡單，但是如果沒有長時間耐心專注的觀察、反復(fù)認真的操作、認真仔細的計算，就不能得到理想的實驗結(jié)果。因此，積極進行探究學(xué)習(xí)對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)會起到很大的作用。

2．對探究多個科學(xué)量的指導(dǎo)。

在科學(xué)探究中經(jīng)常要研究一個量和幾個量之間的關(guān)系，我們常常用控制變量法來進行探究?？刂谱兞糠ň褪且环N常用的重要的科學(xué)研究方法，它是對實驗限制條件，只能對某一方面進行探討和研究。由于這種研究方法純化了實驗條件，排除了其他因素的干擾，在科學(xué)教學(xué)和科學(xué)實驗中，學(xué)生容易理解，也容易掌握，因此它可以去除學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中、的盲目性，切實提高探究學(xué)習(xí)的有效性。使用“控制變量法”，關(guān)鍵要抓住所要控制的因素。例如，在做“決定電阻大小的因素”實驗時，為了便于研究，可采用控制變量法，即每次需挑選兩根合適的導(dǎo)線，測出通過它們的電流強度，然后進行比較，最后得出結(jié)論。

(1)為了研究電阻與導(dǎo)體材料有關(guān)，應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是()。

(2)為了研究電阻與導(dǎo)體長度有關(guān)，應(yīng)選用導(dǎo)線C和導(dǎo)線()。

(3)為了研究電阻與()的關(guān)系，應(yīng)選用導(dǎo)線A和導(dǎo)線()。

這是研究決定電阻大小的因素。因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，那么，決定電阻大小的因素只能是導(dǎo)體自身的因素，這無外是長度、橫截面積和材料。那么，采用控制變量法，就應(yīng)控制其中兩個因素不變，分別研究第二個因素的變化，具體有三種情形：①使導(dǎo)體長度、橫截面積相同，使導(dǎo)體材料變化，研究導(dǎo)體的電阻跟材料的關(guān)系；②使導(dǎo)體材料、橫截面積相同，使導(dǎo)體長度變化，研究導(dǎo)體的電阻跟長度的關(guān)系；③使導(dǎo)體材料、長度相同，使導(dǎo)體橫截面積變化，研究導(dǎo)體的電阻跟橫截面積的關(guān)系。

據(jù)此，上面的問題不難解決：

(1)為了研究電阻與導(dǎo)體材料有關(guān)，選用的兩根導(dǎo)線應(yīng)是長度、橫截面積相同．而材料不同。從表中可看出，具備這些條件的導(dǎo)線只有c、F．所以此空填C、F。

(2)為了研究電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)，選用的兩根導(dǎo)線應(yīng)是材料、橫截面積相同，而長度不同。因已知一根導(dǎo)線用C，從表中可以看出，與導(dǎo)線C材料、橫截面積相同，而長度不同的導(dǎo)線只有G，所以此空填G。

(3)在材料、長度、橫截面積三個因素中，已研究了電阻與導(dǎo)體的材料、長度的關(guān)系，最后當然是研究電阻與導(dǎo)體的橫截面積的關(guān)系，這時應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線應(yīng)是材料、長度相同，而橫截面積不同。因已知一根導(dǎo)線用A，可以看出，與導(dǎo)線A材料、長度相同，而橫截面積不同的只有導(dǎo)線D。所以此問分別填：導(dǎo)體的橫截面積，D。

三、適當?shù)亍吧臁保和卣顾季S，鼓勵探究

1．指導(dǎo)反思，深入探究。

在探究實驗的操作過程中，學(xué)生往往只重現(xiàn)象，忽略數(shù)據(jù)的處理和結(jié)論的得出。教師應(yīng)及時引導(dǎo)學(xué)生作好實驗記錄，根據(jù)現(xiàn)象找出本質(zhì)，嘗試尋找規(guī)律性的東西，并將實驗結(jié)論與學(xué)生自己的假設(shè)猜想進行比較，以檢驗假設(shè)是否正確。例如，上文提到的探究串聯(lián)電路中電流強度的關(guān)系的實驗，絕大多數(shù)學(xué)生可能在得到“串聯(lián)電路中的電流相等”的結(jié)論后便以為完成任務(wù)了。其實，“評估”是一切工作的重要環(huán)節(jié)，通過評估可以發(fā)現(xiàn)不足，及時彌補，還可以總結(jié)經(jīng)驗，以利將來的工作。要讓學(xué)生對自己的探究活動進行回顧、分析，思考在工作中哪些問題真正弄懂了。哪些問題還不清楚，實驗設(shè)計有沒有不合理的地方，操作中有沒有失誤，測量結(jié)果是不是可靠，等等。最后讓學(xué)生寫出簡單的探究報告，并相互交流。不能只交流結(jié)果，要從問題的提出開始，包括整個探究過程，互相比較一下，看看有什么不同，有什么可以借鑒的地方。再如，探究摩擦力對物體運動的影響。教師可以幫助學(xué)生分析小車在毛巾表面、棉布表面、木板表面、玻璃表面滑動的距離，找出小車運動的發(fā)展趨勢：表面越光滑，小車運動越遠。進而推廣到理想狀態(tài)：當表面非常光滑時，小車將永遠運動下去，從而水到渠成地導(dǎo)出牛頓第一定律。

2．有的放矢，改進操作。

科學(xué)探究要立足教材和充分開發(fā)現(xiàn)有資源，切實提高探究的實效性。比如，教師可以在綜合性學(xué)習(xí)活動中，組織學(xué)生運用已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識，有的放矢地進行實驗操作的改進活動，這也是一種有效的探究和學(xué)習(xí)拓展活動，是更高層次的“放”。

(1)鐵和硫反應(yīng)。教材的方法是將鐵粉和硫粉按質(zhì)量比為1：1均勻混合于大試管內(nèi)，然后加熱使之反應(yīng)。如此做試管很易破裂，紅熱現(xiàn)象的觀察范圍不大，生成物不易取出。改進：將一石棉網(wǎng)置于鐵架臺的鐵圈上，將鐵粉和硫粉的混合物置于石棉網(wǎng)上；將一根潔凈的紅熱鐵絲的一端迅速插在混合物的中央，當看到混合物出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，即反應(yīng)開始，則立即抽去鐵絲，燃燒繼續(xù)進行，紅熱現(xiàn)象從中央向四周擴散，直到反應(yīng)結(jié)束。

(2)燃燒條件實驗。新教材所列實驗系從老教材演示實驗平移過來，增加了白磷在熱水下面通氧氣燃燒的趣味實驗。該設(shè)計污染大、不安全。改進：①紅磷、白磷著火點比較。將吸干水的白磷、紅磷分別加入到兩支相同的試管內(nèi)，塞上橡皮塞、再將試管同時浸入熱水里，一會兒白磷在試管內(nèi)安全的燃燒。紅磷不會燃燒。②在熱水下面對著白磷通氧氣時白磷“亂跑”將小漏斗大頭朝下放入燒杯中，白磷被控制在漏斗中，用洗耳球鼓入空氣即可。

(3)水與金屬鈉反應(yīng)實驗。將一綠豆大的金屬鈉放入一根尖嘴長玻璃管內(nèi)，插入水中(利用青霉素瓶、礦泉水瓶等作為反應(yīng)容器)，此時鈉浮在水面迅速熔成小球，在導(dǎo)管尖嘴處點燃產(chǎn)生的氣體，會聽到“噗”的聲音，說明有氫氣生成，向瓶內(nèi)滴加1.2滴酚酞試液，觀察到溶液變紅色，說明發(fā)生反應(yīng)是：

3．聯(lián)系生活，學(xué)以致用

在教學(xué)過程中要圍繞著基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律，讓學(xué)生觀察身邊熟悉的現(xiàn)象，用身邊隨手可得的物品去演示、實驗，探究其內(nèi)在的本質(zhì)的科學(xué)規(guī)律，理解社會生活中的科學(xué)技術(shù)，消除學(xué)生對科學(xué)探究的神秘感，拉近科學(xué)學(xué)與生活的距離；讓學(xué)生深切感受到科學(xué)的真實性，感受到科學(xué)和社會，科學(xué)和日常生活的關(guān)系，從而進一步放開學(xué)生的手腳，讓他們自主自由地開展探究。例如探究電動率時，讓學(xué)生研究洗衣機的銘牌，把學(xué)生從科學(xué)課堂帶到生活中。在學(xué)習(xí)電學(xué)提到節(jié)能燈時，讓學(xué)生比較節(jié)能燈與普通燈在價格、生產(chǎn)成本、使用壽命、節(jié)省電能等方面作比較，把學(xué)生的目光引到社會的實際問題中，激起學(xué)生對社會實際問題的思考。學(xué)習(xí)聲音時，可以探究噪聲的危害和控制，讓學(xué)生參加社會調(diào)查，調(diào)查噪聲的主要來源及相應(yīng)的控制措施……

總之，在科學(xué)教學(xué)中，教師要注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)積極的思維情境和自主的探究空間，同時處理好“放”與“收”的關(guān)系，加強指導(dǎo)，提高探究的實效性。但是，學(xué)生的探究并不是像科學(xué)家一樣有一定的結(jié)果。對于學(xué)生來說，培養(yǎng)其尊重事實的科學(xué)品質(zhì)是至關(guān)重要的?？茖W(xué)探究本身是重過程輕結(jié)果的探索活動，只要他們的活動具有一定高度的探究性，其結(jié)果符不符合標準答案，并不是很重要的。對他們的研究結(jié)果的準確性，結(jié)果表述的嚴密性，解釋的科學(xué)性等，不必過分強求。因此，教師在這個問題上必須尊重學(xué)生通過實驗得出來的事實，鼓勵學(xué)生主動去了解認識大自然，靈活地運用所學(xué)去探究、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。