優(yōu)化科學(xué)實驗，提高探究能力

季海歡

摘要：科學(xué)實驗教學(xué)不僅是實施全面科學(xué)教育的一種最有效的形式，也是提高學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹匾緩?。本文主要從改革實驗教學(xué)模式、設(shè)計開放性的探究實驗計劃、設(shè)計實驗的有效對比性等三個方面論述在科學(xué)實驗教學(xué)中如何培養(yǎng)和提高學(xué)生的探究能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實驗；探究能力；教師；學(xué)生

中圖分類號：G632.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）08-0089

探究能力是可以通過訓(xùn)練和培養(yǎng)加以塑造的心智模型。如果個體能夠理解探究過程，他們就能學(xué)會使用這種理解來提高自己的探究能力。為了培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和探究能力，我們改進實驗教學(xué)方法，注重實驗的創(chuàng)新與探索性，設(shè)計問題的情境，展示知識獲取的過程，實施“實驗、啟思、引導(dǎo)”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮科學(xué)實驗在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、探究能力、創(chuàng)造能力的特殊功效。那么，在中學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，怎樣培養(yǎng)學(xué)生的探究能力呢？

一、改革實驗教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的探究意識

愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師?！币ぐl(fā)學(xué)生的探究意識，就必須培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)和探究科學(xué)知識、科學(xué)規(guī)律的興趣，要讓學(xué)生在積極的、迫切的心態(tài)下開展實驗操作，所以教師的首要任務(wù)不是簡單地傳授知識和技能，而是如何設(shè)計好實驗教學(xué)的環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生探究實驗興趣的情景，讓學(xué)生在感興趣的情景中動手操作，探究新知，激發(fā)他們的探究意識。

例如：在進行奧斯特實驗教學(xué)時，筆者先和學(xué)生一起觀察到，在通電直導(dǎo)線下小磁針指向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

學(xué)生得到了一個可感知的形象信息，筆者沒有馬上向?qū)W生指出通電導(dǎo)體周圍存在磁場，而是請同學(xué)回憶舊知識：小磁針放在磁體旁會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？來啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考，激發(fā)他們的探究意識，通過學(xué)生探索，很自然地從磁體周圍存在磁場這一已有知識，而抽象出“通電導(dǎo)體周圍也存在磁場，電與磁有密切聯(lián)系”這一對學(xué)生來說具有創(chuàng)新意義的重要結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，筆者因勢利導(dǎo)地提出：“平時我們看到一條導(dǎo)線，能否確定導(dǎo)線中是否有電流通過呢？”學(xué)生探究興趣、探究意識得到最大程度的激發(fā)。根據(jù)學(xué)到的原理，學(xué)生制造出了“電流探測器”小發(fā)明作品。可見，改革實驗教學(xué)模式，在實驗中真正讓學(xué)生做到動手動腦對培養(yǎng)學(xué)生的探究意識有不可限量的作用。

二、設(shè)計開放性的探究實驗計劃，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

學(xué)生在設(shè)計探究實驗計劃時，教師不可急于告訴和引導(dǎo)到自己或教材的要求上，以體現(xiàn)人的智能結(jié)構(gòu)的多元性，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，達成對知識形成多角的、豐富的理解，從而使他們在面對新問題時能靈活利用處理。

讓學(xué)生制定好計劃做好實驗準(zhǔn)備：包括器材、過程（表格）……在這一過程中，一方面要體現(xiàn)科學(xué)家進行科學(xué)研究的思想和方法，更重要的是使學(xué)生做事目的明確，帶著問題去研究。學(xué)生把設(shè)計的方案提出后能得到教師和同學(xué)的認(rèn)可，從而張揚了個性，會充滿自信心。設(shè)計實驗是一個創(chuàng)造過程，是探究中很重要的一個環(huán)節(jié)，直接影響到探究的結(jié)果。我們的做法是，先放手讓學(xué)生大膽地去設(shè)計，小組之間、組與組之間討論方案的可行性，哪組設(shè)計的方案好，對確實設(shè)計有困難的教師加以積極地引導(dǎo)。

例1. 電路連接方式的探究實驗，在未講電路時，開始就讓學(xué)生到實驗室，進行分組實驗，每組3-4人，（同組男女合作效果更好），分給每組3-4個電鍵開關(guān)，三盞小燈珠及燈座，電池組，若干導(dǎo)線，只提1個實驗要求，就是讓三盞燈亮起來，另外每個小組都要就實驗提出1個以上表述正確的問題，各組提的問題不得重復(fù)。學(xué)生提出問題后就記在黑板上，比賽哪個組提出的問題多。

例2.怎樣將電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量變?yōu)榭梢杂^察比較的對象。學(xué)生的設(shè)計方案令教師驚嘆，有的讓燒瓶里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓燈絲發(fā)熱升溫而發(fā)光，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒……在這五彩繽紛的答案背后，我們看到了學(xué)生探究能力的提高，學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力得到又一次的提升。

三、設(shè)計實驗的有效對比性，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在學(xué)習(xí)二氧化碳氣體實驗室制法的研究時，充分利用新教材，從學(xué)習(xí)氧氣實驗室制法開始，向?qū)W生提出三點學(xué)習(xí)要求：1. 掌握制取氣體的反應(yīng)原理；2. 了解實驗儀器、裝置，并學(xué)會正確操作方法；3. 掌握氣體的檢驗方法。側(cè)重讓學(xué)生自己通過閱讀教材，回憶對比O2、H2實驗室制法，并以此指導(dǎo)對二氧化碳實驗室制法的研討。在探究實驗室制二氧化碳的反應(yīng)原理時，設(shè)計了三個分組小實驗：（1）塊狀石灰石和稀鹽酸反應(yīng)；（2）碳酸鈉粉末和稀鹽酸反應(yīng)；（3）塊狀石灰石和稀硫酸反應(yīng)，學(xué)生通過自己動手做實驗，進行觀察、比較三個反應(yīng)的快慢，從而得出實驗室制取二氧化碳的最佳藥品是石灰石和稀鹽酸。這樣，通過學(xué)習(xí)過程的探索，學(xué)生對知識不是被動地接受，而是通過自己親自動手做實驗得出的結(jié)論。在二氧化碳氣體的實驗裝置的探究上，引導(dǎo)學(xué)生不僅僅局限于課本上的儀器和裝置圖，通過分析每種儀器的用途，補充學(xué)生熟悉的可以代用的儀器或者學(xué)生從日常生活中自制的儀器，這樣儀器裝置可以組裝十幾種，并討論不同的裝置各有什么優(yōu)缺點。通過這樣分析后，學(xué)生的思維開闊了許多，使學(xué)生既學(xué)習(xí)了課本知識但不局限于課本知識，又培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力?？茖W(xué)的學(xué)習(xí)方法能使學(xué)生對所學(xué)的知識和技能不僅知道“是什么”，能夠提出“為什么”，繼續(xù)追問“還有什么”，進而解決“做什么”和探索“怎么做”。當(dāng)然，限于初中學(xué)生的認(rèn)知水平和生理、心理特點，學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合實驗教學(xué)實際，循序漸進，不可能一蹴而就。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，要使學(xué)生會初步運用化學(xué)知識解釋一些簡單的現(xiàn)象或解決一些簡單的化學(xué)問題。

由此可見，“對任何實驗我們都可以從實驗材料、器具、實驗方法等方面來進行探究”的結(jié)論。實驗的探究點來自于教師對實驗的不斷探索和對學(xué)生的積極誘導(dǎo)，來自于學(xué)生主體作用的被強化。教師應(yīng)充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，使學(xué)生學(xué)會在實驗中探究，在探究中實驗，不斷地產(chǎn)生問題、提出問題、解決問題。這樣，就能有效地促進學(xué)生拓展思維空間，活躍思維過程，營造探究氛圍，主動探究實踐，獲得知識，體驗科學(xué)研究過程，感悟科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

（作者單位：浙江省泰順縣第七中學(xué) 325500）endprint