在科學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生有效探究的嘗試

王曉丹

（浙江省杭州市蕭山區(qū)臨浦鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)，浙江 杭州 311251）

有效探究是指在某種特定的環(huán)境下進(jìn)行的有目的、也是有針對(duì)性的去探索，是一種讓學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)的重要途徑。新課程理念倡導(dǎo)學(xué)生在課堂教學(xué)中通過(guò)探究式學(xué)習(xí)獲得知識(shí)，并在這個(gè)過(guò)程中學(xué)會(huì)科學(xué)的方法、技能和思維方式。以下是我在科學(xué)教學(xué)中進(jìn)行“有效探究”的初步嘗試。

一、創(chuàng)設(shè)輕松環(huán)境，營(yíng)造有效探究氛圍

美國(guó)著名心理學(xué)家、教育家布魯納曾提出了促進(jìn)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的方法：一是鼓勵(lì)兒童積極思考和探索。二是激發(fā)兒童學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。布魯納認(rèn)為，內(nèi)在動(dòng)機(jī)，特別是能力，是兒童學(xué)習(xí)的推動(dòng)力，應(yīng)啟發(fā)兒童把學(xué)習(xí)與日后的生活聯(lián)系起來(lái)，以發(fā)現(xiàn)為獎(jiǎng)勵(lì)，自主地學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)和形成學(xué)習(xí)的行為和習(xí)慣。

教師在課堂中經(jīng)常運(yùn)用鼓勵(lì)、點(diǎn)撥的話語(yǔ)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試、實(shí)踐，并鼓勵(lì)學(xué)生自己提出疑問(wèn)，發(fā)揮他們的創(chuàng)造性思維。這樣，才能為學(xué)生進(jìn)行有效探究提供輕松的氛圍。

【案例1】：我在講授“氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)”時(shí)，我先出示一瓶氫氧化鈉溶液，問(wèn)道：“我們知道石灰水可以和二氧化碳反應(yīng)，那么氫氧化鈉能和二氧化碳反應(yīng)嗎？”學(xué)生七嘴八舌說(shuō)道，“能”，“不能”。那我們?cè)囋嚳?。取兩只試管分別加入少量(2-3毫升)石灰水和NaOH溶液，用吸管分別向其中吹氣，觀察變化。

“NaOH溶液到底能否與CO2反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明?！痹趯W(xué)習(xí)二氧化碳的物理性質(zhì)時(shí)，為了探究二氧化碳是否能溶于水，同學(xué)們向裝滿二氧化碳的塑料瓶?jī)?nèi)加水，觀察到了什么現(xiàn)象？瓶子為什么會(huì)變癟？能否給你一定的啟發(fā)？于是學(xué)生設(shè)計(jì)了將充滿二氧化碳的塑料瓶?jī)?nèi)加氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)。這時(shí)，教師先給學(xué)生的設(shè)計(jì)予以肯定，并適時(shí)點(diǎn)撥“這個(gè)設(shè)計(jì)是否嚴(yán)謹(jǐn)？如果不嚴(yán)密應(yīng)該如何改進(jìn)？”……于是學(xué)生小組合作討論，設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)，增加一個(gè)充滿二氧化碳的塑料瓶，加等量的水，觀察瓶子的變癟程度?！皠偛胚@個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是什么？能否用相同的原理繼續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——讓氣球大起來(lái)”隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生嘗試寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，并引導(dǎo)學(xué)生能否從氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的生成物來(lái)證明二者發(fā)生了反應(yīng)……

這樣，教師營(yíng)造了一個(gè)民主、寬松、和諧的氛圍，引導(dǎo)學(xué)生從一個(gè)被動(dòng)接受對(duì)象的角色變?yōu)橹鲃?dòng)探究的“小發(fā)明家”、“小科學(xué)家”的角色。

在課堂上，教師用“你們同意嗎”、“你知道什么”、“我很想聽(tīng)聽(tīng)你們的問(wèn)題”、“還有別的猜測(cè)嗎”等鼓勵(lì)、點(diǎn)撥的話語(yǔ)，有效地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)，教師盡可能讓學(xué)生通過(guò)自己的探究活動(dòng)，用自己觀察到的事實(shí)來(lái)檢驗(yàn)自己的想法。

二、利用“預(yù)學(xué)案”，引導(dǎo)學(xué)生有效探究

課堂時(shí)間是有限的，學(xué)生提出問(wèn)題和展開(kāi)問(wèn)題探究的過(guò)程都放在課堂內(nèi)進(jìn)行是不現(xiàn)實(shí)的。并且，要求學(xué)生在課堂內(nèi)展開(kāi)實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題探究，達(dá)到能與同伴和老師進(jìn)行實(shí)質(zhì)性交流和探討的層次，是更不現(xiàn)實(shí)的。因此，進(jìn)行課前自學(xué)是必要的。但學(xué)生的自學(xué)往往停留于看一遍課本，而不會(huì)對(duì)課本內(nèi)容作較深入的思考。因此，教師精心編寫“預(yù)學(xué)案”，設(shè)置學(xué)與教的橋梁，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效探究。

“預(yù)學(xué)案”可以幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，構(gòu)建知識(shí)，具有“導(dǎo)讀、導(dǎo)聽(tīng)、導(dǎo)思、導(dǎo)說(shuō)、導(dǎo)做”作用。

【案例2】：在《力的存在》這節(jié)課的設(shè)計(jì)中，可利用如下預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

知識(shí)與技能

知道力的作用效果。

理解力是物體對(duì)物體的作用，知道力的作用是相互的。

能運(yùn)用力的作用的相互性解釋有關(guān)現(xiàn)象。

過(guò)程與方法

通過(guò)自主體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)，初步具備觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

通過(guò)力的概念的建立過(guò)程，初步具備分析、比較、歸納能力，感受運(yùn)用抽象思維建立概念的方法。

通過(guò)微小形變放大法培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)能力和科學(xué)素養(yǎng)。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

初步具備交流、合作以及事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神。

體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)對(duì)人類生活的影響，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)和學(xué)習(xí)的興趣。

重點(diǎn)：力的作用效果及力的作用是相互的。

難點(diǎn)：力的概念的建立過(guò)程及運(yùn)用力的作用的相互性解釋有關(guān)現(xiàn)象。

【預(yù)學(xué)導(dǎo)學(xué)】

做一做：當(dāng)你站在滑板車上往墻用力一推的時(shí)候，你觀察到了什么？

上學(xué)的路上用力蹬自行車，車速將發(fā)生怎樣的變化？

騎車時(shí)，當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)把手的時(shí)候，自行車又發(fā)生了什么變化？

小華用手指擠壓礦泉水瓶壁，礦泉水瓶發(fā)生了什么變化？小華又用手指按壓住課桌，課桌是否也會(huì)有變化呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方法證明？（小提示：回顧物體振動(dòng)發(fā)出聲音，我們是如何證明的?）

“預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案”可以說(shuō)是建構(gòu)主義教學(xué)策略的一種方式。

導(dǎo)學(xué)案的使用，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn)，探究疑問(wèn)，解決疑問(wèn)的全過(guò)程都會(huì)在“導(dǎo)學(xué)案”上留下清晰的印記。

三、靈活處理“意外”，收獲新的有效探究

不論老師們?cè)覆辉敢?，課堂上的意外是常常出現(xiàn)的，只有正確對(duì)待學(xué)生科學(xué)探究中產(chǎn)生的“意外”，再想法靈活處理好這些“意外”，我們才能更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效探究。

【案例3】：在學(xué)習(xí)NaOH能與 H2SO4 反應(yīng)的性質(zhì)時(shí)，需要滴加指示劑酚酞試液，學(xué)生都能理解酚酞試液的指示作用。可是有一位同學(xué)不經(jīng)意提出“為什么要先向NaOH溶液內(nèi)滴加酚酞試液，再滴加H2SO4溶液?？梢詫⒌渭臃犹囈号cH2SO4溶液的順序調(diào)換嗎？”從本節(jié)課的內(nèi)容來(lái)看，只要能夠說(shuō)明NaOH能與 H2SO4 反應(yīng)就可以。所以這個(gè)問(wèn)題是“次要”的，對(duì)老師而言，這個(gè)問(wèn)題是一種意外，可以置之不理。可是我順勢(shì)進(jìn)行了發(fā)揮，設(shè)置了問(wèn)題“先滴加H2SO4溶液后滴加酚酞試液，再滴加NaOH溶液，若酚酞試液不變色，是否能說(shuō)明NaOH與H2SO4恰好完全反應(yīng)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以說(shuō)明?！?/p>

實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

學(xué)生設(shè)計(jì)了如下方案：

●取樣品，滴加紫色石蕊。變藍(lán)色，則說(shuō)明NaOH過(guò)量；變紅色，則說(shuō)明H2SO4過(guò)量；不變色，則說(shuō)明恰好完全反應(yīng)

（這個(gè)方案引起了激烈的討論，因?yàn)槔蠋熢O(shè)置的問(wèn)題中NaOH肯定已經(jīng)反應(yīng)完全，經(jīng)過(guò)討論后，學(xué)生認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是探究H2SO4是否過(guò)量，更正了實(shí)驗(yàn)方案）

●取樣品，加入少量碳酸鈉粉末，觀察是否有氣泡產(chǎn)生。

●取樣品，加入少量金屬鋅粒，觀察是否有氣泡產(chǎn)生。

●取樣品，加入氯化鋇溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生。

（這個(gè)方案也引起了激烈的討論，因?yàn)榱蛩岣x子的始終存在，必定會(huì)出現(xiàn)沉淀，并不能說(shuō)明H2SO4的過(guò)量，經(jīng)過(guò)討論使學(xué)生認(rèn)識(shí)到反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是離子交換）

當(dāng)“意外”產(chǎn)生時(shí)，我們首先應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生大膽呈現(xiàn)他們的想法，這樣才能使學(xué)生心理獲得安全感，然后幫助他們分析發(fā)生“意外”的原因，不能把“意外”扔在一邊不管。這樣，學(xué)生就能在原有的基礎(chǔ)上形成新的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步樹(shù)立信心，產(chǎn)生新的動(dòng)力再去探究。面對(duì)探究中的“意外”，教師要隨機(jī)應(yīng)變，因勢(shì)利導(dǎo)，并把“意外”與教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)程聯(lián)系起來(lái)，使其轉(zhuǎn)化成新的探究?jī)?nèi)容，學(xué)生就會(huì)從“意外”中獲得意外收獲。

四、進(jìn)行課外實(shí)踐創(chuàng)新，提升發(fā)展有效探究

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)僅僅靠課堂教學(xué)是不夠的，課外活動(dòng)是課堂教學(xué)的延伸，開(kāi)展課外活動(dòng)不僅拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，活化知識(shí)，使學(xué)生掌握了研究問(wèn)題的科學(xué)方法，同時(shí)也提高了學(xué)生搜集信息、處理信息的能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

【案例4】：在《簡(jiǎn)單機(jī)械》一節(jié)課后，可以安排學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)踐：《桿秤制作》。

活動(dòng)步驟：

1.任務(wù)呈現(xiàn)：自制工具——測(cè)定水果的質(zhì)量

2.評(píng)價(jià)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的“天平”的不足與缺陷

3.生成問(wèn)題：能否利用一個(gè)砝碼（質(zhì)量已知）測(cè)出物體的質(zhì)量

4.要求學(xué)生小組討論分析方案的可行性，嘗試設(shè)計(jì)和完善模型

學(xué)生制作活動(dòng)與步驟大致如下：

(1)利用不銹鋼大碗，細(xì)繩，砝碼，細(xì)竹竿制作測(cè)量范圍0到150克的裝置，并測(cè)量桔子的質(zhì)量

(2)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析

①0刻度和最大刻度怎么確定？

②其余刻度怎么確定？是否均勻？

③最小刻度應(yīng)該取多少？

(3)小組依據(jù)教師引導(dǎo)討論解決方案

(4)根據(jù)杠桿平衡原理，利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)判斷裝置的刻度是否均勻？

5.要求學(xué)生評(píng)價(jià)方案及結(jié)果

(1) 引導(dǎo)各小組進(jìn)行作品展示

(2)匯總各組上報(bào)測(cè)量數(shù)據(jù)，公布準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)各組的測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)，引導(dǎo)各組對(duì)自己的測(cè)量工具進(jìn)行誤差分析

這是一個(gè)非常典型的以實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的STEM課外實(shí)踐課。另外，引導(dǎo)學(xué)生自制的簡(jiǎn)易凈水器，水火箭等課外實(shí)踐活動(dòng)，使課堂教學(xué)得到有效延伸，提高了科學(xué)探究的實(shí)效性。通過(guò)這種學(xué)習(xí)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能與興趣特長(zhǎng)，拓展學(xué)生思維的深度與廣度，提高了學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

五、結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)探究的“有效性’，是通過(guò)探究活動(dòng)讓學(xué)生獲得具體的進(jìn)步與發(fā)展，是知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀三者的協(xié)調(diào)發(fā)展。從創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)探究的熱情；從“預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案”架起學(xué)與教的橋梁；從處理“意外”，收獲新的有效探究；從課外實(shí)踐，發(fā)展新的有效探究……這些嘗試無(wú)疑給課堂模式提出了新的挑戰(zhàn)。這樣開(kāi)展的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生才能煥發(fā)出求知的積極性，激發(fā)他們的熱情，體驗(yàn)他們自己創(chuàng)造出來(lái)的喜悅和成功。

反觀這樣的要求，不難發(fā)現(xiàn)，目前，在科學(xué)探究活動(dòng)中的確存在著不少問(wèn)題或者誤區(qū)?！摆s場(chǎng)式”、“熱鬧式”、“花俏式”式探究比比皆是，這些探究有過(guò)程無(wú)結(jié)果，有溫度無(wú)深度，有形式無(wú)內(nèi)容……另外，有的探究?jī)?nèi)容遠(yuǎn)離學(xué)生生活，……這些都或多或少造成了科學(xué)探究的低效。

“教無(wú)定法，貴在得法”。要想提高科學(xué)探究的有效性，教師就必須在教學(xué)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)上狠下功夫，精心設(shè)計(jì)，不斷探索和實(shí)踐，在實(shí)踐的過(guò)程中多加交流，減少教學(xué)的低效性?？傊?，提高科學(xué)探究的有效性是我們每一個(gè)科學(xué)教師肩負(fù)的一個(gè)責(zé)任。