提高科學探究的課堂實效性

陳政

摘 要：科學探究在課堂實施是復雜的，多變的，但卻不能不實施。要高效進行科學探究可從課前準備、課堂實施、課后延伸三個方面進行，特別是課前準備的教學設計是重中之重，課前的教學設計需要精細化。

關鍵詞：科學探究；實效性；準備；實施；延伸

《課程標準》中明確指出“注重科學探究，提倡學習方式多樣化”、“改變過分強調知識的傳承的傾向，讓學生經歷科學探究的過程，學習科學研究方法，培養學生探索精神、實踐能力以及創新意識”。而我們的過去的教學過多地重視接受式教學，忽略了探究性教學的重要價值，注重的是如何把結論準確地表述給學生，要求學生學會如何傾聽、記憶、再現，這是一種明顯的被動學習的特征，忽略了探究性學習在人的發展中的作用，久而久之，造成了學生的一種惰性。如何在課堂上實現探究式教學，直接關系到探究式學習的實施與成功。科學探究是指人們通過一定的過程和方法對客觀事物和現象進行探索、質疑和研究，使人們由未知經過探索到已知的一種過程，是逐步分析和解決問題的過程。在當前的科學探究教學實踐中存在這些現象：費時多，效果差；學生喜，教師怕。如何改善現狀，經過多年的探索認為可以從如下三方面入手：

1 從課前準備入手，進行有效的課堂教學設計

（1）知識狀態的變化要符合學生的認知水平。書本上的知識是一種貯存狀態的知識，課堂教學過程就是要把這種貯存狀態的知識首先轉化為傳輸狀態的知識，然后通過學生的學習再把傳輸狀態的知識轉化為學生頭腦中的貯存形式。而這兩種知識形式的轉化過程與方法，課本是很難把它們全都寫出來的。因此，不經過對教材的分析與研究，就難于把握和完成知識形式的這兩次轉化，就難于把科學探究的思想貫穿于實際的教學中，只能是照本宣科。因此應在了解學生現有發展水平基礎上設計教學目的，找準教學起點。而教學目的的設計不能“空泛”，對于教材中所講的知識，要放在知識整體中去認識，進行全方位、多角度的分析研究，要具體到每個知識點的掌握程度，認識它在整個教材結構中的地位及其它知識之間的聯系，每個探究行為需要達到的深度，從而達到有的放矢的教學。例如：《科學探究：摩擦力》一課中，對摩擦力中的滑動摩擦力、靜摩擦力、滾動摩擦力各自掌握到什么程度在進行教學目的設計時應明確。滑動摩擦力是本節課的教學重點，要了解其成因，如何測量其大小，通過科學探究，課堂實驗，才能讓學生真正認識它。而對于靜摩擦力的學習是本節課的教學難點，如何突破要與前面學習過的二力平衡條件知識緊密相聯，以達到承前啟后的作用，既達到知道其大小與外加力的大小關系，同時也進一步鞏固前面的二力平衡的知識。對于滾動摩擦力只需知道在同等條件下其比滑動摩擦力小就行。只有熟練地掌握教材，對物理教學的內容全面、正確的了解，才能由淺入深的引導學生學習，有效的將科學探究思想貫穿到實際教學中，從而達到預期的教學效果。

（2）實驗設計的提前準備。科學探究是以實驗為基礎，模擬科學家的探究過程。因此，課前的實驗設計相當重要：包括實驗目的、實驗器材、實驗環節，實驗中可能出現的問題如何解決都要有充分準備。

初中物理探究實驗大致可分三類：教師演示實驗、學生自主探究實驗及演示與自主探究相結合的實驗；對于教師演示實驗還應充分考慮到實驗的可視性，以達到良好的實驗效果。例如：科學探究水和煤油的比熱容。由于實驗復雜，要獲得的數據多，學生可操作性差，且演示時的可視性又差，因此在進行演示實驗時可借助投影儀將實驗場景投到大屏幕上，同時如何讓溫度計示數變化能清晰的觀察出來，還應注意刻度的背景色及在起刻度上用紅線做上記號，使學生更容易觀察到溫度的變化，使得需要重點觀察的溫度變化很清晰展現給學生，從而提高了實驗的可視性。同時，對于難操作且可視性差的實驗，為提高實驗的效果和可視性，也有教師將實驗過程拍攝下來在課堂上播放，也可提高實驗的效果。

而對于學生自主探究實驗，實驗的設計應充分站在學生的角度進行設計，學生的探究實驗能力等科學素養才能得以較好的發展。例二：學生自主探究類實驗：探究歐姆定律。在探究環節中要考慮學生最難突破的是什么環節。以自己的教學經驗認為在實驗電路設計上是學生探究過程中的瓶頸，要這樣設計電路，要使用什么器材才能達到實驗要求，教師必須在課前充分準備，盡可能做到“自然而然”“水到渠成”。對于實驗電路的設計經歷了如下的過程（如圖1-5所示）：

從圖1至圖3是為了讓學生認識清楚電流的大小受電壓和電流兩個因素影響。在圖4中讓學生通過加入滑動變阻器來改變電壓，從而達到改變電壓的目的，并討論這樣設計的優點。在圖5中將實驗設計進一步完善，通過這樣的設計讓學生初步體驗科學探究的基本過程和思維程序，避免盲目動手操作。了解了課本實驗電路設計的真正意圖，使學生對這個知識的理解更深更透。在課前實驗設計準備越充分，課堂教學的實效性就越高。

（3）教學環節和問題結合的設計。教學環節也可認為是教學過程的具體實施步驟。將教學環節與問題結合是自己從教學實踐中體煉出的一種方式，是最有效的教學方式之一。

提出問題是一種非常奇妙的方式，不知“奇妙”二字是否恰當。問題可以推動教學進程。因為問題無論是教師還是學生提出大都遵循著由淺入深、循序漸進的原則。學生雖然不大懂提問的藝術性，但他們都是在自身認知程度上發問，不同的學生認知水平不同，提出問題的深度就不同。教師可以按認知順序解決問題。

其次，問題是教學環節很好的過渡方式。例：《科學探究：物質的密度》這節課多年來一直感覺很難把握。教材安排的跳越性較強：怎樣識別物質—①—探究實驗—②—密度概念的產生。這種按排每個環節好像有聯系，又好像無瓜葛。讓學生摸不著頭腦。此時教師如能在環節過渡上安排恰當的問題，將每個環節聯系起來就不會讓學生費解。①環節過渡可以這樣安排問題：用實驗可以解決識別物質的問題嗎？如果能，你會怎樣做實驗呢？你的判斷依據是什么呢？學生會依據自身經驗作為判斷依據，如：物質的顏色、氣味等。在②環節的過渡上將問題聚焦在課本表格的設計上：為什么表格中要設計“質量/體積”一欄？這一欄針對同種物質有什么特別之處？它與質量、體積有什么不同？它對物質的識別是否有幫助？在幾個問題的鋪墊下，教學安排跳越性明顯減弱，變得順理成章。

再次，問題奇妙之處還在于可以活躍課堂氣氛，激發學生的求知欲。常言說的好：好學者不如樂學者。如能激發學生自身學習的內在力，往往會讓教學達到事半功倍的效果。

因此，課前精心設計每個環節上的問題是非常必要的。雖然教師無法操控學生的頭腦，但是教師可以設計提問的“位置點”。而且在什么位置希望學生提出什么樣的問題也是需要設計的。

2 從課堂教學實施入手，進行有效的課堂教學

提高課堂教學的有效性，除了遵循一般的教學原則，合理安排教學內容，還要靈活運用多種教學方法和手段，注重物理課堂教學中的情感因素，不斷探究和尋找提高物理課堂有效教學的方法和途徑，應注意幾個問題。

（1）語言問題：語言要有科學性、藝術性、平等性。科學性是指語言要能準確的表述概念、定義、問題，簡單明了，符合學生的認知水平，對于課本上的定義沒有經過深思熟慮不要輕易的更改或加深，不增加學生負擔。同時注意區分易混淆的詞語。例：“物體”和“物質”，“質量”和“重量”，“深度”和“高度”等等。藝術性是指語言是否生動有趣，是否能夠引起學生的注意。有的教師在講如何將電壓表和電流表接入電路時，把電壓表比喻為一個調皮的孩子，他的兩只手抱著誰，他就想知道誰的電壓。這樣一比喻學生馬上明白電壓表要并聯在電路的兩端，而電流表要是抱住誰誰就要倒霉（暗示被短路），學生就明白電流表是不能與被測電路并聯的，一定要串聯在被測電路中。平等性是指不以居高臨下的姿態授課，建立和諧寬松的學習氛圍。讓學生學得輕松，學得開心。正所謂“親其師，信其道。”

（2）時間問題：注意時間的分配，把握好每個環節的時間。科學探究教學不但要讓學生知道科學知識，還要培養學生的各種能力。因此，在科學探究中把時間多些給學生，教師只起引導作用。多花時間在討論、學生動手操作等環節，而不要刻意的追求實驗的結論。許多教師擔心時間不夠，忽視探究過程，只重實驗結論，這與科學探究精神是相違背的。但也不是無止境的給學生動手，必需按照教學設計有目的、有計劃進行探究，在探究中進行適時的指導，了解學生的探究進度，指引方向，在有限的時間內力爭達到最好的效果。也許在第一次、第二次探究中無法按照預先按排實施教學，完成教學任務，但是學生的能力得到了培養，達到一定能力，學生就能配合教學計劃在有限的時間內完成探究任務。

（3）紀律問題：這是任何一個一線教師都無法回避的問題。如果說前兩個問題是教師能夠操控的話，那么這個問題則是防不勝防。因為科學探究是比較活躍的教學和學習方式，學生興奮起來也容易出現各種各樣的問題。教師在處理紀律問題時建議把握“避輕就重”的原則。如果學生是因為討論與探究有關的問題而無法自控，教師可以私下與其交流，引導正確方向。如果學生是為了引起大家的注意，不防肯定他的某些觀點讓其更燦爛。如果學生

屬于純粹的搗亂，要立即勸止。因此，教師在日常教學過程中不能只注重知識傳授，還要重視德育。如果紀律問題處理不好，將會成為有效科學探究的絆腳石。

3 從課后延伸入手，進行承前起后的有效教學

課堂教學結束并不意味著科學探究的結束。科學探究是一種有延續性的學習方式，不要讓其受到時間的限定。短短的一堂課并不足以反映教師的教學思想，學生的學習程度。往往都要在課后或更長一段時間才能體現出來。因此，為了今后更有效的教學和學習，課后延伸是必不可少的。

（1）在教學反思中延伸。有人說過“教學反思”是老師的催熟劑。課前進行再完美的設計都有可能在課堂教學中無法徹底實施，那么問題出在哪呢？在課后進行反思以避免下次患同樣的錯誤。無法實施的方面在課后是否可以彌補，如何彌補？

（2）在作業設計中延伸。作業是最能反映學生的學習掌握程度和教師的教學效果。設計適當適量的作業有利于提高科學探究的成效，提高學生的能力。作業設計應緊扣課堂教學適當加深，緊扣教學瓶頸加以化解，并能根據教學進程進行調整。

總而言之，要進行一堂有效的科學探究，僅僅靠課堂是遠遠不夠的，課前課后都要重視，特別是課前的教學設計。教師在每次進行科學探究教學時可能無法像文章中提到的那樣做到事事俱備，但只要有想法，相信下次會做得更完美。

科學探究是復雜的，動態的。教師和學生在利用科學探究方式進行教學、學習，提高自身教學水平、學習能力的過程也是艱難的。只有不斷的進行嘗試，不斷的發現問題并加以解決、完善，才能不斷的提高科學探究的實效性。