有效開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究　提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

陳愛(ài)娟

當(dāng)今世界科技迅猛發(fā)展，知識(shí)總量激增．科學(xué)對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人們的日常生活都產(chǎn)生了巨大影響．提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)尤為重要，這不僅關(guān)系到每個(gè)人的生存和發(fā)展，更關(guān)系到國(guó)家的前途、民族的強(qiáng)盛．科學(xué)課程教育提出要以提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)．學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)由科學(xué)知識(shí)、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識(shí)和科學(xué)品質(zhì)五大要素構(gòu)成，這五大要素構(gòu)成一個(gè)相互聯(lián)系、相互影響的有機(jī)整體．

科學(xué)又是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科．科學(xué)學(xué)習(xí)的核心是探究．探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式．親身經(jīng)歷以實(shí)驗(yàn)探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑．科學(xué)課程應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)探究，另外．這幾年我們對(duì)新課改理念的積極滲透后，現(xiàn)在更多的是理智的思考，思考如何讓學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)．因此，在科學(xué)課程教育中．如何有效開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究來(lái)提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)是個(gè)重要的課題．

筆者在十幾年的執(zhí)教過(guò)程中，堅(jiān)持開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，在提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面收到了較好的教育效果．

一、以有效的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，構(gòu)建學(xué)生的科學(xué)知識(shí)

開(kāi)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究方式有多種，但其流程大致相同．驅(qū)動(dòng)問(wèn)題既是實(shí)驗(yàn)探究的起點(diǎn)．也是連接探究活動(dòng)各個(gè)要素的主線．有效的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的落腳點(diǎn)和努力的動(dòng)力．是組織和驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)期的探究活動(dòng)．引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)構(gòu)建科學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵．

例如．在探究液體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用視屏播放1684年帕斯卡做的實(shí)驗(yàn)；取一個(gè)廢可樂(lè)瓶甲．截去下部，再在其底部扎上一層較牢同的塑料膜，在其上加一裝滿水的可樂(lè)瓶乙，發(fā)現(xiàn)塑料膜沒(méi)有破損．然后在甲瓶口連接好一支細(xì)長(zhǎng)塑料管．將乙瓶中的水倒入管中．只倒一半左右．塑料膜便被壓破，水噴射而出．在探究液體壓強(qiáng)科學(xué)知識(shí)前向?qū)W生播放這一段錄像，學(xué)生看后感到非常驚奇，也非常納悶：為什么一瓶水壓不破的塑料膜卻被半瓶水壓破呢?這時(shí)他們急于知道答案，急于探究其原因．這個(gè)有效的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題為學(xué)生構(gòu)建液體壓強(qiáng)知識(shí)奠定了良好的心理基礎(chǔ)．

有效的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題也可以讓學(xué)生自己創(chuàng)設(shè)．教師支持學(xué)生提出問(wèn)題，給學(xué)生提供時(shí)間．讓他們來(lái)設(shè)計(jì)，并創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的情景．例如．通過(guò)多媒體手段，展現(xiàn)實(shí)際情景：海市蜃樓、剎車滑行、跳高運(yùn)動(dòng)、蕩千秋、日光燈和臺(tái)燈同時(shí)使用、船閘、潛水艇等．學(xué)生將這些真實(shí)的實(shí)際情景設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)的科學(xué)問(wèn)題，如光的折射問(wèn)題、阻力問(wèn)題、重力問(wèn)題、單擺問(wèn)題、家庭電路問(wèn)題、液體壓強(qiáng)問(wèn)題、浮力問(wèn)題等．學(xué)生自己設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題穿插在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)探究中，可更好地加強(qiáng)理論與實(shí)際之間的聯(lián)系，更好地幫助學(xué)生建構(gòu)所要掌握的科學(xué)知識(shí)．

二、以有效的實(shí)驗(yàn)材料開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)

俗話說(shuō)：“巧婦難為無(wú)米之炊”，這說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備的重要性．實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備是否有效，是開(kāi)展好實(shí)驗(yàn)探究的關(guān)鍵，但也不是材料越多越好，有效的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)該是一步一步把實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)引向深入的，不斷引起學(xué)生的探究欲望，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，發(fā)揮其最大的效益．

在《物質(zhì)導(dǎo)電性》探究時(shí)，利用生活中熟悉的鉛筆芯、硬幣、橡皮、鐵釘、蒸餾水、自來(lái)水、鹽水、濕泥土、磁鐵、種子、紙、水果等材料，學(xué)生很快檢測(cè)出這些材料是導(dǎo)體還是絕緣體．在《電磁鐵》探究時(shí)，教師在實(shí)驗(yàn)前，對(duì)鐵釘進(jìn)行了去磁處理，保證了學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)能順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在《沉與浮》探究時(shí)．提供泡沫塑料塊、木塊、石塊、瓶子、橡皮筋、鉤碼、氣球、塑料袋等材料，讓學(xué)生感知了上浮和下沉的物體都受到浮力的作用，且讓學(xué)生自選材料，找出使下沉的物體上浮的辦法．這些有效材料不僅使學(xué)生達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的目的，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，把學(xué)生吸引到教學(xué)材料的準(zhǔn)備之中，而且使學(xué)生有了強(qiáng)烈的成就感、滿足感，膨脹了學(xué)生繼續(xù)深入探究的欲望和內(nèi)在動(dòng)力，激發(fā)了學(xué)生潛在科學(xué)意識(shí)．

材料引起學(xué)習(xí)，材料引起活動(dòng)．學(xué)習(xí)材料是學(xué)生解決科學(xué)問(wèn)題，獲得科學(xué)知識(shí)、提高探究能力的基本載體．是學(xué)生感受科學(xué)與生活的聯(lián)系，體驗(yàn)科學(xué)價(jià)值的重要資源．選擇有效的材料供學(xué)生探究活動(dòng)，不僅提高了科學(xué)探究活動(dòng)的效率，而且激發(fā)了學(xué)生探究的科學(xué)意識(shí)．有效的材料既要揭示與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的一系列現(xiàn)象，體現(xiàn)教材的科學(xué)性．又要符合學(xué)生年齡特征和認(rèn)知規(guī)律，貼近學(xué)生的日常生活，使學(xué)生喜歡并有能力通過(guò)對(duì)材料的探索．形成完整印象，進(jìn)而獲取對(duì)事物的正確認(rèn)識(shí)，不斷激發(fā)科學(xué)意識(shí)．

三、以有效的體驗(yàn)過(guò)程開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究．提煉學(xué)生的科學(xué)能力

在豐富多彩的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)探究、科學(xué)創(chuàng)造的過(guò)程．經(jīng)歷探究過(guò)程、感受探究奧秘．在學(xué)生像科學(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程中，體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣，鍛煉科學(xué)探究的能力．

在《物質(zhì)在水中分散狀況》探究時(shí)．學(xué)生親自將食鹽、沙子、高錳酸鉀、砂糖和面粉分散到水中．學(xué)生通過(guò)觀察這些物質(zhì)在水中的變化過(guò)程，對(duì)溶解這個(gè)概念有一個(gè)對(duì)比性的認(rèn)識(shí)．在觀察高錳酸鉀的溶解過(guò)程中，學(xué)生觀察到與溶解有關(guān)的重要現(xiàn)象：高錳酸鉀從可見(jiàn)到不可見(jiàn)；水從無(wú)色到紫色；顏色由不均勻到均勻……讓學(xué)生有目的地觀察食鹽、沙子在水里的變化，親身體驗(yàn)“溶解”這過(guò)程．引導(dǎo)學(xué)生觀察面粉、高錳酸鉀、砂糖在水里的變化，深化“溶解”的概念，最后讓學(xué)生反思各物質(zhì)在水里的變化，從而對(duì)“溶解”的特點(diǎn)進(jìn)行歸納．在逐步推進(jìn)的體驗(yàn)探究過(guò)程中，達(dá)到提煉學(xué)生科學(xué)能力的目的．

另外，學(xué)生對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行核實(shí)、解釋，并對(duì)其進(jìn)行概括和整理；在課堂上學(xué)生公布他們的解釋，使別的學(xué)生有機(jī)會(huì)就這些解釋提出疑問(wèn)，審查證據(jù)，挑出邏輯錯(cuò)誤，指出解釋中有悖于事實(shí)證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋，學(xué)生間相互討論各自對(duì)問(wèn)題的解釋，能夠引發(fā)新的問(wèn)題，有助于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)證據(jù)、已有的科學(xué)知識(shí)和他們所提出的解釋三者之間更緊密地聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生最終能解決觀點(diǎn)中的矛盾，鞏固以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的論證．這些體驗(yàn)過(guò)程都不知不覺(jué)提煉了學(xué)生的科學(xué)能力．

四、引導(dǎo)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程是將教學(xué)目標(biāo)的可能性變成現(xiàn)實(shí)性的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中教師的有效引導(dǎo)是非常重要的．學(xué)生在思考、討論、探索、建構(gòu)科學(xué)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)該給學(xué)生充分的自主性，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)探究方案，自主選擇記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法．教師的指導(dǎo)．給出的應(yīng)是建議，而不是答案．教師應(yīng)在“引”上下工夫，引起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的注意和興趣，引發(fā)學(xué)生提出研究問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)研究方案，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程．

在《影響動(dòng)能大小因素》探究時(shí)，教師問(wèn)：“快速和慢速跑步的人分別與你相撞、小孩和大人分別與你相撞．這兩種疼痛的感覺(jué)是否相同?”引出動(dòng)能有大小．動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)呢?教師不是自己給出答案，而是讓學(xué)生自己探究．在學(xué)生探究時(shí)，教師給予

學(xué)生實(shí)驗(yàn)控制變量法的引導(dǎo)：要研究動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，必須把物體的質(zhì)量因素當(dāng)變量，把物體的速度等因素當(dāng)控制變量；相反，要研究動(dòng)能大小與物體的速度有關(guān)，必須把物體的速度因素當(dāng)變量，把物體的質(zhì)量等因素當(dāng)控制變量．在這樣的引導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計(jì)出了可行的探究方案．在執(zhí)行方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)給予合理的引導(dǎo)，而不是直接給出結(jié)論．學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，運(yùn)用比較、分析、歸納等思維形式對(duì)獲得的感性知識(shí)進(jìn)行去粗取精、去偽存真、由表及里地整理加工，得出結(jié)論，上升為理性認(rèn)識(shí)．

可見(jiàn)，教師在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題、提出猜想、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)操作、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、交流結(jié)論等方面的有效引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生獲取科學(xué)的研究方法有重要的作用．

五、以有效的激勵(lì)評(píng)價(jià)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，升華學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)

激勵(lì)評(píng)價(jià)是以激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的需要和動(dòng)機(jī)，以鼓勵(lì)學(xué)生自覺(jué)主動(dòng)提高自身科學(xué)素養(yǎng)為目的的一種價(jià)值判斷活動(dòng)．現(xiàn)代心理學(xué)研究表明：個(gè)體需要(高層次需要，如學(xué)業(yè)成就、事業(yè)成功等)的滿足(得到肯定性評(píng)價(jià))，會(huì)使評(píng)價(jià)對(duì)象產(chǎn)生愉快的情感體驗(yàn)，從而極大地激發(fā)個(gè)體的動(dòng)機(jī)，調(diào)動(dòng)個(gè)體奮發(fā)向上的積極性，促進(jìn)評(píng)價(jià)對(duì)象自我發(fā)展，升華評(píng)價(jià)對(duì)象的科學(xué)品質(zhì)．

在開(kāi)展激勵(lì)性評(píng)價(jià)時(shí)必須以人為本，尊重學(xué)生主體地位，注重學(xué)生持續(xù)發(fā)展，讓學(xué)生有較多接近評(píng)價(jià)的機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生預(yù)設(shè)目標(biāo)，自我評(píng)價(jià)，生生互評(píng)，讓學(xué)生成為評(píng)價(jià)的主體，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)他人優(yōu)點(diǎn)、審視自我的評(píng)價(jià)能力．評(píng)價(jià)的根本標(biāo)準(zhǔn)是“是否有發(fā)展進(jìn)步，是否有創(chuàng)新”．要關(guān)心每一位學(xué)生的進(jìn)步和提高，善于捕捉和放大學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的閃光點(diǎn)，注重學(xué)生的個(gè)體差異．在評(píng)價(jià)上不能只注重書面的考試，應(yīng)當(dāng)探索多維的評(píng)價(jià)方式，注重評(píng)價(jià)內(nèi)容的全面性和評(píng)價(jià)方式的科學(xué)性．

例如，根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的特點(diǎn)，可以建立學(xué)生檔案袋，完整地反映學(xué)生在探究過(guò)程中的真實(shí)表現(xiàn)．可以以質(zhì)性評(píng)價(jià)代替量化評(píng)價(jià)，全面地反映和促進(jìn)學(xué)生的多元智力發(fā)展．可以給予學(xué)生的評(píng)價(jià)包括學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)及最后的收獲兩部分，不僅要關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果，更要重視學(xué)生的成長(zhǎng)發(fā)展過(guò)程．可以讓評(píng)價(jià)內(nèi)容包括認(rèn)知基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣、情感體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新精神等．評(píng)價(jià)還要具有個(gè)性特征，尊重和體現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的差異，激發(fā)主體精神．有效的激勵(lì)評(píng)價(jià)不僅能發(fā)揮評(píng)價(jià)的教育功能，促進(jìn)學(xué)生在原有的水平上的發(fā)展，更能升華學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)．

六、以有效的課后延伸開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，滋補(bǔ)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

劉默根老師曾說(shuō)過(guò)：“我們每一節(jié)課不應(yīng)該是一個(gè)封閉系統(tǒng)，而應(yīng)該是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)．”打開(kāi)課堂．將教學(xué)延伸到課堂外面去，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)“真刀真槍”地分析解決實(shí)際問(wèn)題，這才是實(shí)實(shí)在在地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．

在《壓縮空氣》一課的小結(jié)時(shí)，突然有個(gè)男生說(shuō)“老師我想在課后弄個(gè)利用壓縮空氣的玩具”．這時(shí)我馬上用贊許的目光對(duì)全班的學(xué)生說(shuō)：“非常好!今天我們利用所學(xué)的壓縮空氣的知識(shí)，回去設(shè)計(jì)或制作一個(gè)小發(fā)明．”在《固體壓強(qiáng)》一課教學(xué)時(shí)，提問(wèn)學(xué)生如何測(cè)出自己站在地面上對(duì)地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)，并要求學(xué)生在課后親自測(cè)出自己對(duì)地面的壓強(qiáng)．以上這些事例都使學(xué)生的積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)，有效地滋補(bǔ)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．

課后延伸的內(nèi)容同課堂學(xué)習(xí)應(yīng)是同一個(gè)內(nèi)容范疇，它是課堂內(nèi)容的擴(kuò)展、深化．教師要在時(shí)間和空間上保證學(xué)生開(kāi)展課后延伸，在平常教學(xué)中有意識(shí)地加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課后延伸時(shí)間、空間的支持或幫助，對(duì)學(xué)生課后延伸的情況給予管理和評(píng)價(jià)．以有效的課后延伸開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，更好地滋補(bǔ)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．

科學(xué)素養(yǎng)在人、社會(huì)或國(guó)家發(fā)展和進(jìn)步的過(guò)程中顯得越來(lái)越重要．如何更好地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是教育的一個(gè)永恒話題，也是教育的一個(gè)永恒追求．