“探究實驗教學”,是指在教師的引發下,學生在不知道問題答案的前提下,運用已有的知識和技能,充當新知識的探索者和發現者的角色,通過自己設計方案,進行操作實驗,去探索問題和解決問題的一種教學方式。
一、跟傳統實驗教學相比,探究實驗具有它獨到的優勢
1.探究實驗教學能激發學生學習化學的興趣和熱情。
興趣是最好的老師。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”興趣會增強人對外界信息的敏感性,對新出現的情況和新發生的變化及時作出反應,追根尋源,不斷探索。
《課標》就明確指出:“化學的首要任務在于培養學生學習化學的興趣。”而實施“實驗探究教學”模式乃是培養學生學習化學興趣的有效途徑。因為實驗本身就能引發學生濃厚的操作興趣和強烈的求知欲望。學生通過親自探究實驗現象產生的原因和規律時所形成的興趣,往往具有一定的穩定性和持久性。實踐證明,實施“實驗探究教學”模式既可促使學生形成對化學學習的持久興趣,又可激發學生的求知欲。
2.探究實驗教學真正凸顯了學生的主體地位。
蘇霍姆林斯基說:“在人的心靈深處,總有一種根深蒂固的需要,這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者。在兒童的精神世界中這種需要特別強烈。”
探究實驗的設置恰恰滿足了學生的這種精神需求。在進行探究實驗的過程中,學生以科學家的身份做實驗,學生親身體驗到類似于科學家發明、發現的過程。實驗的開展充分調動了學生的學習興趣和學習的主動性,使學生由被動接受轉為主動學習,通過自己的主動探究來獲取知識。
3.探究實驗教學有利于學生創新個性的形成與發展。
實驗探究教學能給學生提供主動探求知識的寬松環境,讓他們在自主的設計和實驗操作的愉悅情緒下,潛力得到充分發揮,思維更加活躍。在對未知領域的探索過程中,通過自己的實驗操作和驗證,積極地去思考去探索,從中就會迸發出更多的智慧和靈感。
通過親歷實驗探究過程,學生既能看到自己的學習成果,得到精神上的滿足,又能掌握知識、技能和方法,提高學習能力。如果持之以恒,十分有利于學生創造個性的形成與發展。
二、課堂探究實驗過程中的常見問題與解決策略
【問題之一】“缺少理性思考,盲目動手實驗”的現象
學生沒有經過積極思考,就匆忙進行實驗,使得實驗具有較大的盲目性。學生無從下手,對著儀器、藥品摸了半天還不知道要干什么。這樣的實驗連傳統的“照方抓藥”式的驗證性實驗都談不上,更不要說科學探究了,有悖于進行探究實驗教學的初衷。
【解決策略】啟發學生獨立思考,引導學生主動探索。
教師在探究過程中的作用是“啟發和引導”,即啟發學生獨立思考,引導學生主動探索。在實施探究之前讓學生積極地思考、大膽地猜想。偉大的科學家牛頓曾說:“沒有大膽的猜想,就不會有偉大的發現。”
猜想的過程是學生積極思維的過程。不經過充分思考,就不可能有明確的探究方案的思路和方向。因此,在動手探究之前,教師要引導學生對探究內容進行思考。思考的內容應包括探究過程的各個方面。當然限于學生現有的知識和能力,思考問題不夠周全甚至會出現卡殼現象。因此,當學生的思考和探索出現困難時,要及時給予提示、點撥,以幫助學生順利地進行實驗探究活動。當然點撥、提示也要講究策略,要恰到好處。點撥過于簡單、含糊,學生似懂非懂,起不到應有的作用;點撥過于詳細,無懸念可言,也就談不上探究了。
【問題之二】:“不探而知”和“百探而無一得”的現象
有時教師為了促使學生廣泛參與到教學中來,設置的探究問題過于淺顯,沒有一定的思維容量,學生不需要動手探究就已經知道了結果。
有時教師為了加大探究的力度,設置的探究問題過于復雜,讓學生“丈二和尚,摸不著頭腦”,瞎折騰,結果一無所獲。
【解決策略】“可行性”是設計探究實驗的主導原則。
教師在設計探究實驗實驗時,要注意可行性,不能過高或過低地估計學生,否則會適得其反。要注意把握好尺度:過低,學生不探而知,探究沒有興趣和熱情;過高,學生望而生畏,百探而無一得,會挫傷學生繼續探究的熱情。只有那些適應學生現有發展水平和可能達到的發展水平的問題,才能使學生感興趣。教師設置的探究問題要具有啟發性,要能引發學生思考。既不是學生所陌生的,又不是學生完全認識、理解的,也就是說,要解決這個問題,既不是唾手可得,又不是高不可攀。一旦問題解決,不僅能給學生留下深刻的印象,而且能增強學生的成就感和自豪感。
【問題之三】“動者忙忙碌碌,靜者無可事事”的現象
課堂探究實驗一般為兩人一組。在探究過程中,有的小組由于學生之間的素質差異,極易導致其中一個學生“獨霸實驗”的現象,這些優質生憑借優良素質,主宰整個實驗過程,他們的潛能得到了發揮,個性得到了張揚。而另一些思維遲疑、探究熱情不高的學生,只能充當看客。這些學生無形中失去了思考、動手的機會,在一定程度上被變相剝奪了學習的權利。這樣,就使得小組成員間存在著事實上的“不平等”——參與機會不均等現象。
【解決策略】進行合理調控,分工合作,提高學生參與度。
國際學習科學研究領域有句名言:“聽來的忘得快,看到的記得住,動手做更能學得好。”這正體現了參與學習的重要性。因此,要取得良好的探究效果,就必須盡可能地提高學生的參與度。
要提高學生的參與度,首先要培養學生的合作意識,其次是引導學生進行探究過程中的角色分配,分工合作。必要時采取一定的制約手段,進行合理調控。
【問題之四】“學生探究過程中教師觀望、等待”的現象
在化學課上,有時可以看到這樣的現象:學生進行探究實驗時,教師要么在講臺前踱來踱去觀望、等待,要么象征性地到學生中間走上兩圈,再則就是做自己的事,如準備下一環節的教學內容或教具,為下一步教學作準備,等等。總之,教師的注意力大多不在學生身上。
【解決策略】深入學生,了解情況,及時指導。
探究實驗的成功與否,同教師的引導參與是分不開的。當學生進行探究實驗的時候,教師不是更清閑了,而是擔負起了更大的管理和調控職責。教師該做的,不是等待、觀望或者做自己的事情,而是對各小組的探究實驗進行現場的觀察和介入,為他們提供及時有效的指導。
教師應抓住可以在學生中自由走動的機會,適時地與各小組進行交流,掌握學生的問題、傾聽他們的想法,適時地評價他們的探究情況,并作適當的個別指導;必要時教師可讓學生暫停實驗,通過講解、示范或討論等形式為他們提供一些參考信息,即做一些適當的集體指導。
三、探究實驗教學的后續工作
1.精心策劃課后習題是學生探究活動的延續。
探究性實驗學習耗時多,出現的問題也多,有些實驗的現象和理論推測并非一致,并不是所有的學生都能獲得成功體驗。因此課后布置一些必要的實驗習題,對學生掌握相關知識,分析實驗失敗的原因是至關重要的。
例如:空氣中氧氣含量的測定實驗中,常常會出現吸進的水不到1/5的現象,課堂不可能過多地作深入討論,教師就可以把它作為課后習題讓學生進行分析討論其中原因,探討改進措施并加以驗證。
2.要及時做好總結和積累,不斷優化探究實驗教學。
每次探究實驗后教師要立即收取反饋信息,總結探究實驗教學設計的成功與不足,探索設計探究性演示實驗的策略,積累設計探究性實驗的經驗,尤其要注意積累那些能激發學生探究欲望的問題和情境的經驗。這樣長期堅持下去,日積月累,會使教師設計、組織探究的能力,思考、解決問題的層次不斷提高。