探究性實驗運用于拓展型課程的研究

黃海佳

摘要：探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動。拓展型課程旨在強化學生的主體意識、完善學生的認知結構、拓展學生的學習渠道和學習經歷、提高學生的綜合學習能力、提高學生自我管理和選擇學習的能力、形成自己的發展方向。

關鍵詞：探究性實驗；拓展性課程；核心素養

G633.91

一、研究的背景

《中國學生發展核心素養》總體框架正式發布，學生發展核心素養，主要是指學生應具備的，能夠適應終生發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。研究學生發展核心素養是落實立德樹人根本任務的一項重要舉措，也是適應世界教育改革發展趨勢、提升我國教育國際競爭力的迫切需要。

中國學生發展核心素養，以科學性、時代性和民族性為基本準則，以培養“全面發展的人”為核心，分為文化基礎、自主發展、社會參與三個方面。

綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、時間創新六大素養。科學精神，主要是學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現，具體包括理性思維、批判質疑、勇于探究等基本要點。實踐創新，主要是學生在日常生活、問題解決、適應挑戰等方面所形成的實踐能力、創新意識和行為表現，具體包括勞動意識、問題解決、技術應用等基本要點。

文化基礎——科學精神：理性思維，重點是崇尚真知，能理解和掌握基本的科學原理和方法；尊重事實和證據，有實證意識和嚴謹的求知態度；邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等。批判質疑，重點是具有問題意識；能獨立思考、獨立判斷；思維縝密，能多角度、辯證地分析問題，做出選擇和決定等。勇于探究，重點是具有好奇心和想象力；能不畏困難，有堅持不懈的探索精神；能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法等。

為實現“促進學生全面而有個性地發展”課改總目標，浙江省在課改指導意見中把義務教育課程從教育功能的角度分成“基礎性課程”和“拓展性課程”兩大類?；A性課程主要培養學生終生發展和適應未來社會所需的共同基礎；拓展性課程主要滿足學生的個性化學習需求，開發和培育學生的潛能和特長，培養學生的自我認知和自我選擇能力。

二、研究概念的界定

（一）探究性實驗

探究性實驗是指實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動。

通過做探究性實驗進行教學，充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，充分調動學生的積極性，培養學生觀察現象、分析問題、解決問題的能力，更有助于學生形成化學概念、理解和鞏固科學知識，并且能提高學生的邏輯思維、獨立操作和自學能力，使學生獲得比較熟練的實驗技能，培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度，還使學生初步學會用實驗手段研究化學問題的方法。加強實驗探究性，教師在教學中能消除重概念學習，輕實驗操作，重定義結論，輕科學方法，重強化訓練，輕興趣激發，重知識傳授，輕能力培養等種種弊端。

（二）科學拓展型課程

拓展型課程旨在強化學生的主體意識、完善學生的認知結構、拓展學生的學習渠道和學習經歷、提高學生的綜合學習能力、提高學生自我管理和選擇學習的能力、形成自己的發展方向。拓展型課程由限定拓展課程和自主拓展課程組成，限定拓展課程包括專題教育、學校文化活動和社會實踐活動，是全體學生的必修課程。自主拓展課程包括學科課程的延伸、綜合、拓寬及各類興趣活動和閱讀活動。

建設拓展型課程，結合現代科技與生活生產實際，從轉變學習方式的角度，開發多樣性的拓展型課程?？茖W拓展型課程大致可以分為“學科銜接課程”、“研究實踐課程”、“應用技術課程”和“科普課程”等四大方面。

本文主要就“研究實踐課程”展開研究。通過科學觀察、科技活動、調查探究等活動，加強學科探究性學習，引導學生體驗探究自然、生產和生活中的科學，培養學生動手實踐、科學探究、團隊協作、服務社會的能力。具體可考慮的內容：一是針對教材中某些需要較長時間才能完成的實驗、探究活動等，可開始實驗探究課程，組織教師、學生共同參與，有計劃地實施，做好相關記錄，如錄像、錄音、拍照、數據記錄等，制作成視頻、課件、文檔等，既能讓本屆學生體驗、感受，也能使下屆學生使用。二是可開設微型實驗課程，微型實驗課程的好處是不言而喻的，微型化的實驗可以在課堂內進行，分組可以更細，甚至做到人手一套。三是有條件的學校可以開設實踐性課程——科學實驗基地，如種植基地、盆景園、養殖基地等，讓學生親身經歷參與過程，感悟生命及其價值。

三、探究性實驗在平時教學中的應用

探究性實驗重視讓學生進行科學探究，教師也要注重對教學方法的不斷探究，對探究性實驗教學過程中出現的問題進行反思，創造性地改進已有探究性實驗。

（一）積極開展簡單易行的探究性實驗

雖然探究性實驗在實施的過程中遇到了種種阻礙，探究性實驗本身存在的不成熟也顯現出來，但任何真理都是經過千錘百煉才得以修煉成功的。

教師是探究性實驗教學的主導者，是課堂教學的組織者，教師應該根據教材的要求和學生的需要積極開展探究性實驗，完成教學目標規定的教學任務。在《觀察蝸牛》這節課中，A教師采取探究式的教學方法，其中涉及的探究性實驗如下：

提出問題：教師：“蝸牛具有眼和觸角，請思考蝸牛有沒有感覺?！?/p>

建立假設：

1.蝸牛有視覺；

2.蝸牛有觸覺；

3.蝸牛有嗅覺和味覺；

4.蝸牛有聽覺。

設計實驗，分組進行，分配任務：

1.學生：“將蝸牛的一半置于亮處，一半置于暗處，觀察蝸牛朝向哪個方向活動。”

2.學生：“用鉛筆觸碰蝸牛的殼、足、長觸角、短觸角。”

3.學生：“將糖水滴在蝸牛的附近，觀察蝸牛是否爬過去?！?/p>

4.學生：“在活動的蝸牛拍掌，觀察蝸牛是否有反應?！?/p>

進行實驗，獲取證據：

1.有蝸牛朝暗處爬，也有蝸牛朝亮處爬；

2.鉛筆靠近蝸牛觸角時，蝸牛反應最明顯，其中短觸角的反應最劇烈；

3.朝糖水爬過去，沒有吃糖水；

4.有的蝸牛有反應，有的蝸牛沒反應。

討論交流，得出結論：

1.蝸牛爬向亮處與暗處具有偶然性，課堂實驗不能得出結論，學生根據生活經驗得出蝸牛具有趨暗性，怕光；

2.蝸牛具有觸覺，特別是蝸牛的短觸角具有敏銳的觸覺；

3.實驗證明蝸牛具有嗅覺，喜歡甜的氣味；

4.實驗過程中有許多影響因素，不能得出任何結論。

對于學生有能力進行探究的知識，教師應該放手讓學生去探究，去進行探究性實驗，通過學生的實施，能夠發現教材中所涉及的實驗有其局限性，能夠發現教材中知識的缺陷，給出合理的補充。桑代克的試誤學習理論雖然有其局限性，但是偶爾應用于探究性實驗教學是非常適合的，其理論有助于對學習問題的發現。教材中設計的探究性實驗比較符合學生的能力，教師應該盡可能地將其納入自己的教學計劃中去。

（二）設計合理的探究性實驗，遵循循序漸進的原則

循序漸進原則是指，在教學中教師要根據學生的年齡特征，身心發展狀況進行教學，教學內容堅持由易到難、由淺入深、由近及遠。在初一階段，學生還沒有真正意義上接觸過探究性實驗，學生的實驗技能也非常有限，在此階段應該注重對學生實驗技能的訓練，工欲善其事，必先利其器，教師可以預設簡單的探究性實驗，加強對學生實驗技能方面的訓練，幫助學生掌握基本的實驗儀器的使用，例如在初一階段學生掌握顯微鏡的使用非常重要，教學應該花較多的時間在顯微鏡的認識和使用上。在進行探究性實驗時，教師可以展示一些成熟的探究性實驗供學生模仿，當學生無法完整地完成整個探究性實驗時，教師應該節選某一兩個環節讓學生在課堂上進行探究。學生處于形象思維階段，抽象思維能力有明顯的提高，但其抽象思維仍需借助具體的事物，要讓學生親身體驗探究性實驗的過程，先從實際操作入手逐漸向思維探究發展。

（三）綜合運用多種教學手段，遵循因材施教的原則

教學要遵循因材施教的原則，探究性實驗不能適用于任何教學情境中，教學要在教學目標的指導下，根據學生的年齡特征、知識水平、個性差異，采取多種教學策略，運用多種教學方法。因材施教我將其理解為兩層含義：一是因教材施教，即根據教材的性質進行教學設計，選擇教學策略，實施課堂教學。在教學中應避免為了探究而探究。對于學生非常熟悉的知識，不需要特意設置探究性實驗，學生就能很好地理解學習內容，可以采取學生自主學習，自主建構知識體系；基本實驗技能的學習，屬于程序性知識，練習是程序性知識獲取、掌握的最佳方法，應先向學生講明技能的基本程序，通過練習來強化學生的掌握程度；對于特別超前的知識，超出最近發展區的知識，應綜合運用多種教學策略，尋找一個腳手架幫助學生理解，結合多媒體向學生提供直接的感官感受，采用演示實驗向學生講授，最后可采取探究性實驗進行科學探究。根據教材的不同要求，將探究性實驗與其他教學手段有效結合，在探究中講授，在講授中探究，將科學探究的思想融入其中。二是因學生的不同施教，即根據學生的年齡特征、知識水平、個別差異有的放矢地教學。對于過于活潑的學生，放任其進行探究性實驗會導致班級秩序的混亂，不利于教學的進行，應嚴格控制探究性實驗各個環節的實施，讓學生能夠按照教師的安排進行探究；對于過于沉悶的學生，教師需要積極指導其進行探究性實驗，可以采取提問的方式讓其將自己的看法表達出來，帶領學生進行探究性實驗；對于適度的學生，教師可以放手讓學生進行自主探究，教師只是在學生探究的過程中給予必要的指導，防止其走一些不必要的彎路，能夠較順利地掌握知識與技能。

（四）課內探究性實驗與課外探究活動的有機結合

學校有既定的教學計劃，每學期都有必須完成的教學計劃，課堂的探究性實驗無法滿足學生進行科學探究的需要，課內的探究性實驗與課外的探究活動的有機結合就顯得非常必要。學校應該開展各種課外興趣小組，以滿足學生強烈的好奇心和求知欲，教師要積極指導課外興趣小組的活動。教師可以按教學計劃設計一系列配套的課外活動，將課堂探究性實驗作為這一系列科學探究中小環節，將整個教學內容串成一個體系，將探究性實驗溶于生活。在課堂上教師指導學生進行探究性實驗，掌握基本的實驗技能、科學知識，在課堂外教師作為學生的合作者，與學生共同運用課堂所學的知識進行科學探究，讓課外興趣小組不僅是課堂教學的延伸，更是課堂教學的拓展。

四、探究性實驗在拓展型課程中的開發

中學探究性實驗主要類型包括自主式探究和引導式探究。

（一）生物探究實驗

縱觀如今生物實驗教學，其實驗的目的大多數在一個設計完整的實驗框架范圍內重復前人驗證的結果，實驗的結果都或多或少在設計者的預料之中，學生的思維和科學素養表現的機會太少。探究性實驗以實驗為載體，探究科學結論和發展的過程，是在教師的指導下，學生運用已有的知識和技能，通過實驗親自發現問題、探究問題和解決問題的過程。這一過程與科學認識過程一致。符合中學生的探究心理，因此，它能激發學生的認知興趣和學習動機，可以使教學不僅局限于科學知識本身，還可以揭示出其中的科學思想和科學方法。

生物科學研究的一般方法是假說—演繹法

生物探究性實驗往往具有歷時長的特點，這樣的探究性實驗就不可能在一節課中完成，如果沒有經過實驗就變成老師口頭描述，對于學生就變得非?？菰锓ξ?，當然網上也可以搜到許多這方面的視頻，但通過看視頻雖然避免了枯燥乏味，學生有的反映出驚訝的神情，有的表現出質疑的神情，明明在說，真的是這樣的嗎？為了不打擊學生的學習積極性，可以將幾個探究性實驗串聯起來，形成一個探究實驗套餐。

植物探究實驗套餐：種子萌發實驗，植物的向性實驗（向水性、向光性、向地性、背地性）系列。

（二）生活中的奇妙的化學

從生產、生活實際挖掘素材設計實驗方案，因為來源于生產、生活實際的實驗探究性強，能極大程度的調動學生探究的主動性，使學生產生強烈的探究欲望。如鋼鐵的銹蝕和防護，燃燒和滅火，金屬的活動順序，氣體和固體物質在水中的溶解等都可以設計成很好的探究性實驗。

化學實驗是學生形成探究性學習的重要方式之一，為培養學生思考問題，解決問題的能力提供了條件。所以，應該提倡利用化學實驗進行探究性學習，使學生掌握科學的學習方法，形成終身學習的意識和能力。

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師”。化學探究性實驗能充分調動學生的學習興趣，調動學生的學習主動性；探究性學習使學生由被動接受而轉為主動學習，從而形成通過自己的主動探究獲取知識的學習方式。形成“我要學”的學習風氣。

蛋殼里究竟藏的是什么呢？要想看清雞蛋內部結構，只需將雞蛋放在一杯醋中即可。等待24小時，醋中的酸性成分將會一點點腐蝕蛋殼中的鈣質，慢慢地，蛋殼的分子就會被完全分解，雞蛋內部的結構也就顯露出來了。

評估水的硬度。在一根試管或者長頸燒瓶中加入幾毫升水，然后再加幾滴肥皂液，堵住管口（瓶口）后搖晃。水面上泡沫越密，則說明水越軟。

證明肥皂是堿性的！在一杯熱水中倒入3勺咖喱粉末，用力攪拌一會。再往這杯水中加入3勺肥皂粉末（選用極普通的香皂和廚用粗齒銼）。把這兩樣東西摻和在一塊兒。起初咖喱會把溶液染成黃色，之后會轉變成棕紅色。

酵母：要冒泡！將一包酵母與溫水混合，加入少量的蜂蜜或糖，將混合物置于廚房內溫暖的地方（放在櫥柜上面，因為熱氣會上升，或者放在暖氣上）。幾分鐘后，你就會發現溶液表面冒出許多泡泡，這就表明酵母開始反應了。

五、探究性實驗用于拓展性課程的展望

拓展性課程和基礎性在課程價值、課程目標、課程實施方式等方面具有相通性。兩者都涉及到三級課程的所有學科和學習領域，都要反映學校的辦學理念，彰顯辦學特色。拓展性課程的開設與開發除了考慮教師特長、課程資源和學生興趣，更重要是關注課程對實現本校育人目標的貢獻和價值。

我們都知道，每個孩子的思維、智力和才能各有其獨特的發展道路。只要遇到合適的土壤，每個人都能取得屬于他自己的發展成就。而傳統課程設置面較窄，并不能完全滿足學生的個性化需求。因此，為了讓每位學生都能實現個性化發展，必須通過個別化、多元化的適性教育，來培養學生肯定自我、創新思維、不斷超越自我的精神，以及學生合作、動手、探究、創新等方面的能力。

（一）拓展型課程定位

1.在建設與實施選修課程和活動課程過程匯總逐步發展形成的一種功能型課程；

2.是基礎教育課程的重要組成部分；

3.是國家規定每位學生必須修習并由學生自主選擇的課程；

4.為滿足學生個性發展需要和社會多樣化人才的需求設置的課程。

（二）拓展性課程理念

1.促進學生全面而又個性的發展；

2.為學生提供豐富多樣的課程資源；

3.促進學生自主選擇性學習能力的培養；

4.著力開發與建設校本課程；

5.建立促進學生個性發展的課程評價體系。

科學拓展性課程作為科學基礎課程的延伸，是基礎課程的重要組成部分。探究性實驗對于學生的學習能力、創新能力的培養有著巨大的作用。初中學生有一定的觀察能力、實驗能力和思維能力，但分析判斷能力還不成熟，自主性還不強，因此還需要給予正確的指導。教學要以學生的發展為本，既需要學生的自主探究，也需要教師的指導，二者互相聯系，互相作用。教師必須具備較高素質。我們處于一個信息時代，知識的時代，必須自己駕駛學習，豐富自身的知識，培養自身的能力，不斷地在各咱學習過程、教學教程中完善自身的能力結構，逐步使自己從經驗型轉為探究型的教師。只有這樣，我們才能更好地指導學生進行探究學習，擴大探究學習的范圍，真正把學生培養成具備各種能力的人才。

參考文獻：

[1]淺談化學探究性實驗；孟慶榮

[2]淺談探究性實驗教學；劉崛

[3]關于中小學拓展型課程建設和實施的若干意見（試行）