別讓落點“缺席”

董群雄

摘 要：初中科學教學注重通過科學探究活動來提高學生的科學素養，而有效的科學探究活動必須關注其落點。科學課堂探究活動的落點，應當符合學生的認知特點，體現科學探究的基本思想和特征，適合學生的能力發展水平。

關鍵詞：科學；探究；對策

科學教學的一個鮮明學科特色就是注重培養學生的科學探究能力和對科學探究的理解，通過引領學生進行觀察、實驗、分析和討論等探究活動來提高學生的科學素養。然而我們冷靜思考，會發現當下的許多課堂探究活動依然是“新瓶裝舊酒”，熱熱鬧鬧進行探究的背后，仍舊是知識的灌輸傳授。課堂學習是一種動態的過程，探究的落點也必須隨之調整。探究活動要做到真正有效，最關鍵的途徑必定是關注探究的落點。

一、科學課堂探究活動與落點

美國生物學家施瓦布首倡探究教學，強調以科學知識為基礎，在探究過程中掌握科學知識，通過探究活動學科學方法，把科學知識、科學方法與探究過程相結合。《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》提出，“科學探究是科學的本質特征”，是“讓學生通過觀察與思考提出問題，通過動手、動腦、合作交流等途徑解決問題”[1]。這些理念均指向教學中的探究活動應該注重讓學生在學習知識的同時經歷科學探究的過程。

落點一詞，一般意義上指物體降落的位置。探究活動的落點，理解為探究活動的設計中應該關注的立足點，它是引導學生經歷科學探究過程的橋梁。

科學課堂探究活動的落點，應當符合學生的認知特點，體現科學探究的基本思想和特征，適合學生的能力發展水平[2]。即落點于學生現實認知、情感體驗、思維梯度等方面，有效的探究才能達成。

二、科學課堂探究活動中“缺席”的落點及應對策略

在一些探究活動中，教師看似基于學情展開活動，實則首要關注的問題仍然是“我該怎樣順利完成或完美呈現探究活動”，學生的探究活動實則是一種“被需求”的活動，不符合學生的實際，恰似飛鳥過天空，不留一點痕跡，自然無高效可言。

（一）“缺席”的落點——現實認知

案例1：《電磁感應》教學片段

活動一 初探電流

師：你能否借助桌上的實驗器材，連成電路，利用磁場尋找到電流？（4分鐘）

結果：學生沒有找到電流。

分析：可能電流太小，無法用電流表顯示。

活動二 再找電流

師：用靈敏電流計代替電流表（或小燈泡）連成電路，再尋找電流。（3分鐘）

結果：學生還是沒有找到電流。

分析：也許是電流實在太小了，小得連靈敏電流計也無法檢測到。（學生沉默）

師：如果電流再大一點就好了，用什么辦法可以讓電流增大些呢？

生：磁場強一點。

師：這個想法不錯，但根據我們現有的條件，磁場只能用蹄形磁鐵來提供。蹄形磁鐵磁性最強的區域在兩極間，我們盡可能地用磁性最強的區域來研究。除了讓磁場強一點之外，有沒有其他方法了呢？我們知道通電螺線管磁性可以用什么方法來增強？

生：增加線圈匝數。

師：增加線圈匝數也就是增加了螺線管的長度，那么我們是不是也可以用增加導線長度的方法來增大電流呢？同學們觀察一下，剛才在兩極間的導線比較短，我們如何來增加兩極間導線的長度呢？

生：繞成線圈。

（師演示，把直導線繞成線圈全部放入蹄形磁鐵的兩極間）

師：那我們的猜想到底可不可行？做一做實驗就知道了。

活動三 再尋電流

用線圈代替銅導線連成電路，尋找電流。（3分鐘）

結果：學生找到了電流。

【思考】現實認知“缺席”，探究脫離根基

在某些課堂探究活動中，活動設計沒有落點于學生已有的知識經驗、技能與認知水平，使探究活動陷入“空中樓閣”的狀態，課堂僵化，失去其有效性。

【對策】把握認知的現實性

《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》中提出：“探究活動的設計應當符合學生的認知特點。”所以探究活動的設計，應植根于學生已有的知識經驗、技能與認知水平，并且對探究過程中可能出現的需求與問題有預估意識。

現實認知，是科學探究活動的切入點。現實認知，簡言之，即學生課前積累的科學知識、經驗技能等。學生的現實認知往往與教師的預設認知有一定差異。在探究活動中，必須要正視這種差異的存在，并從學生的現實認知出發，找到學生根據自己的現實認知不能解決的問題，這才是符合探究需要的實際問題。教師若能據此搭建有效的“橋梁”，使符合學生實際的真實問題通過探究活動被解決，探究才是真實而有效的。

上述案例中，學生現實的認知包括電流及其產生的條件、電流的磁效應這些概念性的知識。關于磁場是否能產生電流，這是學生探究的需要，即本次探究活動的切入點。而在設計探究活動時，教師雖然考慮到這個探究需要，卻未基于八年級學生的年齡特點和認知水平，“磁場”“電流”這些科學概念，于學生而言，極其抽象。盡管教師不斷引導學生優化實驗探究方案，細化探究過程，但始終沒有著眼于學生的現實認知。如此開放性的探究設計，加上兩次失敗的尋找，極有可能造成學生心理的挫敗感，以至于探究仍在進行中，學生的積極性卻不斷下降，課堂一度陷入僵化沉悶中。而且在第二次尋找電流的過程中，教師提出的理由似乎還有些牽強。這樣的活動，它滿足教師設計的需要，卻不能滿足學生探究的需要。盡管教師的構思精巧，預設完美，但是學生的認知是不可能達到教師的預設的。

學生的知識儲備多是關于“是什么”，而“為什么”及“怎么樣”的問題，則缺乏儲備，未必有完整全面的認知。我們應在探究活動前對學生已有的知識儲備進行分析，或從認識的不足之處引出探究，或在用具體情境檢驗已有認知中，達到“不憤不啟，不悱不發”的狀態。教師要明確在本次探究活動中，學生現實的認知水平，以及能夠達到的水平。如上述案例中，前兩次探究活動其初衷僅是為了優化探究方案，實則全無必要。考慮到八年級學生的現實認知水平以及本節課的教學重點“磁場能產生電流”，我們應該摒棄那些“多余”的探究環節，通過師生的探討交流，對活動方案進行優化，然后展開探究。這樣一來，既能夠達到使學生親歷探究方法的形成，又能讓學生在探究活動中檢驗認知，發展原有認知。正如美國學者布魯巴克所言：“精湛的教學藝術，就是讓學生自己認同活動觀點。”[3]

（二）“缺席”的落點——情感體驗

案例2：《大氣壓強》教學中探究大氣壓的值

師：我們知道大氣壓是很大的，那么到底有多大呢？

活動一：用吸管插在袋裝飲料上，輕輕擠壓袋子。（演示）

現象：飲料沿管子上升，壓力越大，上升越高，甚至沖出吸管。

師：那么大氣壓作用在液面上，在液面上插上一根吸管，液體為什么沒有上升？

分析討論得出：因為吸管上方也有氣壓。

師：那么如何才能看到液體沿管子上升的現象呢？

學生討論得出：管子上方密封，管內空氣抽掉。

活動二：用抽氣機抽某一底部開有一小孔的插在液面上的玻璃管。（演示）

現象：管內液面上升。抽掉的空氣越多，管內液面越高。

師：如果我不斷抽氣，液面會不斷升高。那么，你覺得液面什么時候不能再升高了呢？

生：管內空氣抽完的時候。

師：為什么空氣抽完的時候液面不再升高了呢？

生：管內液柱產生的壓強與外界的大氣壓強相等。

小結得出測量大氣壓的思路：可以利用液體壓強間接測量大氣壓。早在1643年意大利科學家托里拆利就用實驗的方法測出了大氣壓強的數值，這就是著名的托里拆利實驗。

活動三：托里拆利實驗（演示）

分析：如何計算大氣壓的值呢？水銀的密度可以通過查詢密度表得到，水銀柱的高度可以用刻度尺進行測量，然后根據P水銀=ρ水銀gh就可以計算出P水銀，也就計算出了當地的大氣壓強的值。

【思考】情感體驗缺席，探究缺失原味

促進學生主動探究的核心之一是激發學生的探究興趣。《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》中提出：“適當地創設教學環境，使所有學生都有機會參與科學探究。”“注意從學生熟悉的和感興趣的事物出發，聯系生活實際，充分利用各種器具和材料開展活動。”這些理念都指向：在探究活動中要充分地關注學生的興趣。所以在日常教學中，很多教師會有意識地設計學生熟悉的、感興趣的、容易獲得成功的探究活動，卻忽視了體驗的多元化特征，使得探究活動缺失原味。

【對策】抓住體驗的情感性

新課程的核心理念是“以人為本”。新課程理念下的科學課堂探究活動，十分重視學生的體驗，但體驗的含義常常被單一地理解為興趣驅使下的探究活動。上述案例中，探究活動的設計看似運用學生熟悉的、簡單的生活事物鋪墊探究，邏輯也較嚴密，能使學生比較容易地獲得成功體驗，激發學習興趣。但細思之下，我們會發現這樣的探究活動并沒有充分落點于情感的體驗，使探究活動缺失了原味。探究活動的原味內涵是豐富而深刻的，它可以包括成功、挫折、自信、感動、反思、欽佩等。課堂探究活動，旨在幫助學生掌握學習，做好認知建構。布魯納、皮亞杰等提出的認知建構理論認為認知過程需經歷四個階段：感知、理解、內化、應用。在知識內化階段，學生的情感體驗決定其是否能自覺自愿地完成認知建構。

托里拆利實驗結論是這么輕易得出的嗎？學生并沒有對此有深入的體會，只是被老師用了一種看似探究的形式，“貼標簽”式地給予。那么設計活動時，我們是否應該考慮引導學生思考：托里拆利當時做實驗時是直接就考慮選用水銀嗎？1643年時，水銀是這么容易得到的嗎？他使管內實現真空狀態的方法與常人的思維一致嗎？在探究大氣壓值時，他的操作流程與我們預設的一致嗎？通過對這些問題的思考，學生才能充分意識到托里拆利實驗歷程的艱辛，引起情感的共鳴，從而自覺自愿地完成認知建構。

《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》中提出：“無論何種形式，均須體現科學探究的基本思想和特征。在科學探究的教學和活動中，除了親身參與收集證據、得出結論這種形式之外，還可以采取分析已有的科學探究案例，從中學習與領會前人的成功經驗、失敗教訓和創新過程。”“形成科學態度、情感與價值觀。”因此，教師要關注的不僅僅是達成預設目標，還應該仔細體察觸動學生情感的因素，形成情感的“磁場”，實現探究活動“情感化”，這樣的科學課堂探究性活動才能煥發出活力。

（三）“缺席”的落點——思維梯度

案例3：《機械運動》教學中運動快慢的比較

活動：比一比哪一組的玩具車跑得最快？

1.想一想

師：根據你的生活經驗，想一想：比較玩具車快慢的方法有哪幾種？

（生討論得出常用的比較運動快慢的方法：相同時間比路程，相同路程比時間）

師：你還能說出生活中應用這兩種方法比較快慢的例子嗎？

生：跑步時、游泳時快慢的比較……

2.議一議

師：如果時間、路程都不相同，議一議：我們還能比較出玩具車的快慢嗎？

生：可以，比速度。

師：對，在物理學中，采用“相同時間比較路程的長短”的方法。只要將路程與時間相除，算出各自在單位時間內通過的路程，就可以比較它們運動的快慢了。得出速度的定義、公式、單位。

3.測一測

利用秒表、刻度尺、玩具車進行分組實驗。應用速度公式求出玩具車的速度。匯報結果。

【思考】思維梯度“缺席”，探究停止生長

在科學探究活動中，幾乎都要求學生進行觀察或猜想、實驗或調查等，在了解和研究客觀事實的基礎上，發現規律、得出結論等。但科學探究的目的，不應是成果、規律、結論的呈現，而應是學生思維與運用能力的升級[4]。有些探究活動，過于注重探究結果，并未落點于思維能力的發展過程。

【對策】關注問題的梯度性

上述案例中，教師雖然設計了一個探究活動讓學生參與其中，但實際目的僅僅是為了快速達成“理解速度的概念”這一教學目標。我們可以看出，學生仍然是處于一種“被接受”的狀態，對為什么“單位時間里通過的路程可以比較運動的快慢”這一方法是不明就里的，從而導致對速度概念的理解是模糊的。究其原因是教師在設計活動問題時，忽視了學生的思維發展是一個循序漸進的過程，從“定性比較快慢”到“定量比較快慢”的轉化過程對學生的思維提出了較高的要求。而片段中，學生明顯缺少體驗感悟，學到的也是“死知識”，運用知識解決問題的能力得不到提高，更別提思維能力的發展。再者，定量比較快慢的方法有兩種：一是單位時間里通過的路程；二是通過單位路程需要的時間。而該片段中的設計從邏輯上來說也不夠嚴密。

古希臘學者普羅塔戈說：“頭腦不是一個要被填滿的容器，而是一束需要被點燃的火把。”[5]在科學探究活動中，火把應該是思維的火把。科學探究活動應該通過問題的創設來點燃這思維的火把。建構主義認為應“基于問題解決來建構知識”，探究活動的有效深度很大程度上取決于問題。把握好探究活動中問題的梯度設計，才是真正關注了思維能力的發展梯度，才是真正有效的科學探究。

若據此理念改進上述教學片段，我們是否可以這樣做：在學生得出“速度”一詞時，教師不急于解釋概念，傳授知識。可以呈現通過實驗測得的兩組數據，引導學生結合已知的兩種比較快慢的方法，通過對數據的分析轉化，把路程和時間均不相同的兩組數據轉化為“路程相同比時間”或“時間相同比路程”，從而激活學生思維，去發現更簡潔的比較快慢的兩種方法。這個過程第一問是用實驗提供數據進行猜想，第二問是用數據解釋原理探討方法，第三問是通過比較發現進行求證，這恰是一個科學探索過程的縮影。在探究活動中，問題的梯度性符合思維的梯度性，才能讓學生沿著一條清晰的邏輯思維路線，不斷地調整，積極地思考，主動尋求解決問題的方法，從中獲得能力的發展，探究活動才能實現真正意義上的由學知識走向會探究。

學生學習科學的過程，實質應該是科學知識與經驗再生長的過程，是科學應用能力增長與發展的過程。在科學課堂探究活動中，如果我們能讓現實認知、情感體驗、思維梯度這些落點不“缺席”，用具體行動來貼近學生的學情，讓學生離運用知識解決問題近一點，離提高發展再近一點，教師不再急于講完、練盡，相信我們的科學課堂定會達到教“科”有效，學“科”有效的靈動豐盈之境。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育初中科學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2011：6，53-54.

[2]韋鈺.探究式科學教育教學指導[M].北京：教育科學出版社，2005：37.

[3]布魯巴克.西方教育史經典名著譯叢：教育問題史[M].單中慧，王強，譯.濟南：山東教育出版社，2012：305.

[4]石中英.知識轉型與教育改革[M].北京：教育科學出版社，2003：126.

[5]珍妮特·沃斯.學習的革命[M].顧瑞榮，陳標，許靜，譯.上海：上海三聯書店，1998：113.