在科學教學中引導學生有效探究的嘗試

王曉丹

（浙江省杭州市蕭山區臨浦鎮初級中學，浙江 杭州 311251）

有效探究是指在某種特定的環境下進行的有目的、也是有針對性的去探索，是一種讓學生理解科學知識的重要途徑。新課程理念倡導學生在課堂教學中通過探究式學習獲得知識，并在這個過程中學會科學的方法、技能和思維方式。以下是我在科學教學中進行“有效探究”的初步嘗試。

一、創設輕松環境，營造有效探究氛圍

美國著名心理學家、教育家布魯納曾提出了促進發現學習的方法：一是鼓勵兒童積極思考和探索。二是激發兒童學習的內在動機。布魯納認為，內在動機，特別是能力，是兒童學習的推動力，應啟發兒童把學習與日后的生活聯系起來，以發現為獎勵，自主地學習，逐步培養和形成學習的行為和習慣。

教師在課堂中經常運用鼓勵、點撥的話語，引導學生嘗試、實踐，并鼓勵學生自己提出疑問，發揮他們的創造性思維。這樣，才能為學生進行有效探究提供輕松的氛圍。

【案例1】：我在講授“氫氧化鈉的化學性質”時，我先出示一瓶氫氧化鈉溶液，問道：“我們知道石灰水可以和二氧化碳反應，那么氫氧化鈉能和二氧化碳反應嗎？”學生七嘴八舌說道，“能”，“不能”。那我們試試看。取兩只試管分別加入少量(2-3毫升)石灰水和NaOH溶液，用吸管分別向其中吹氣，觀察變化。

“NaOH溶液到底能否與CO2反應，請設計實驗來證明。”在學習二氧化碳的物理性質時，為了探究二氧化碳是否能溶于水，同學們向裝滿二氧化碳的塑料瓶內加水，觀察到了什么現象？瓶子為什么會變癟？能否給你一定的啟發？于是學生設計了將充滿二氧化碳的塑料瓶內加氫氧化鈉溶液的實驗。這時，教師先給學生的設計予以肯定，并適時點撥“這個設計是否嚴謹？如果不嚴密應該如何改進？”……于是學生小組合作討論，設計通過對比實驗來改進，增加一個充滿二氧化碳的塑料瓶，加等量的水，觀察瓶子的變癟程度。“剛才這個實驗的原理是什么？能否用相同的原理繼續設計實驗——讓氣球大起來”隨后，教師引導學生嘗試寫出化學反應方程式，并引導學生能否從氫氧化鈉與二氧化碳反應的生成物來證明二者發生了反應……

這樣，教師營造了一個民主、寬松、和諧的氛圍，引導學生從一個被動接受對象的角色變為主動探究的“小發明家”、“小科學家”的角色。

在課堂上，教師用“你們同意嗎”、“你知道什么”、“我很想聽聽你們的問題”、“還有別的猜測嗎”等鼓勵、點撥的話語，有效地引導學生自主學習，促進學生的知識建構，教師盡可能讓學生通過自己的探究活動，用自己觀察到的事實來檢驗自己的想法。

二、利用“預學案”，引導學生有效探究

課堂時間是有限的，學生提出問題和展開問題探究的過程都放在課堂內進行是不現實的。并且，要求學生在課堂內展開實質性的問題探究，達到能與同伴和老師進行實質性交流和探討的層次，是更不現實的。因此，進行課前自學是必要的。但學生的自學往往停留于看一遍課本，而不會對課本內容作較深入的思考。因此，教師精心編寫“預學案”，設置學與教的橋梁，引導學生進行有效探究。

“預學案”可以幫助學生自主學習，構建知識，具有“導讀、導聽、導思、導說、導做”作用。

【案例2】：在《力的存在》這節課的設計中，可利用如下預習導學案：

【學習目標】

知識與技能

知道力的作用效果。

理解力是物體對物體的作用，知道力的作用是相互的。

能運用力的作用的相互性解釋有關現象。

過程與方法

通過自主體驗、實驗探究等活動，初步具備觀察和實驗能力。

通過力的概念的建立過程，初步具備分析、比較、歸納能力，感受運用抽象思維建立概念的方法。

通過微小形變放大法培養實驗綜合設計能力和科學素養。

情感、態度與價值觀

初步具備交流、合作以及事實求是的科學態度和勇于創新的精神。

體驗科學知識對人類生活的影響，進一步增強對科學的熱愛和學習的興趣。

重點：力的作用效果及力的作用是相互的。

難點：力的概念的建立過程及運用力的作用的相互性解釋有關現象。

【預學導學】

做一做：當你站在滑板車上往墻用力一推的時候，你觀察到了什么？

上學的路上用力蹬自行車，車速將發生怎樣的變化？

騎車時，當我們轉動把手的時候，自行車又發生了什么變化？

小華用手指擠壓礦泉水瓶壁，礦泉水瓶發生了什么變化？小華又用手指按壓住課桌，課桌是否也會有變化呢？請你設計一個方法證明？（小提示：回顧物體振動發出聲音，我們是如何證明的?）

“預習導學案”可以說是建構主義教學策略的一種方式。

導學案的使用，實現了學生產生疑問，探究疑問，解決疑問的全過程都會在“導學案”上留下清晰的印記。

三、靈活處理“意外”，收獲新的有效探究

不論老師們愿不愿意，課堂上的意外是常常出現的，只有正確對待學生科學探究中產生的“意外”，再想法靈活處理好這些“意外”，我們才能更好地引導學生進行有效探究。

【案例3】：在學習NaOH能與 H2SO4 反應的性質時，需要滴加指示劑酚酞試液，學生都能理解酚酞試液的指示作用。可是有一位同學不經意提出“為什么要先向NaOH溶液內滴加酚酞試液，再滴加H2SO4溶液。可以將滴加酚酞試液與H2SO4溶液的順序調換嗎？”從本節課的內容來看，只要能夠說明NaOH能與 H2SO4 反應就可以。所以這個問題是“次要”的，對老師而言，這個問題是一種意外，可以置之不理。可是我順勢進行了發揮，設置了問題“先滴加H2SO4溶液后滴加酚酞試液，再滴加NaOH溶液，若酚酞試液不變色，是否能說明NaOH與H2SO4恰好完全反應？請設計實驗加以說明。”

實驗方法 實驗現象 實驗結論

學生設計了如下方案：

●取樣品，滴加紫色石蕊。變藍色，則說明NaOH過量；變紅色，則說明H2SO4過量；不變色，則說明恰好完全反應

（這個方案引起了激烈的討論，因為老師設置的問題中NaOH肯定已經反應完全，經過討論后，學生認識到這個問題的實質是探究H2SO4是否過量，更正了實驗方案）

●取樣品，加入少量碳酸鈉粉末，觀察是否有氣泡產生。

●取樣品，加入少量金屬鋅粒，觀察是否有氣泡產生。

●取樣品，加入氯化鋇溶液，觀察是否有白色沉淀產生。

（這個方案也引起了激烈的討論，因為硫酸根離子的始終存在，必定會出現沉淀，并不能說明H2SO4的過量，經過討論使學生認識到反應的實質是離子交換）

當“意外”產生時，我們首先應該鼓勵學生大膽呈現他們的想法，這樣才能使學生心理獲得安全感，然后幫助他們分析發生“意外”的原因，不能把“意外”扔在一邊不管。這樣，學生就能在原有的基礎上形成新的認識，進一步樹立信心，產生新的動力再去探究。面對探究中的“意外”，教師要隨機應變，因勢利導，并把“意外”與教學內容、進程聯系起來，使其轉化成新的探究內容，學生就會從“意外”中獲得意外收獲。

四、進行課外實踐創新，提升發展有效探究

培養學生的科學探究素養僅僅靠課堂教學是不夠的，課外活動是課堂教學的延伸，開展課外活動不僅拓寬了學生的知識面，活化知識，使學生掌握了研究問題的科學方法，同時也提高了學生搜集信息、處理信息的能力和團隊合作意識。

【案例4】：在《簡單機械》一節課后，可以安排學生進行課外實踐：《桿秤制作》。

活動步驟：

1.任務呈現：自制工具——測定水果的質量

2.評價戰國時期的“天平”的不足與缺陷

3.生成問題：能否利用一個砝碼（質量已知）測出物體的質量

4.要求學生小組討論分析方案的可行性，嘗試設計和完善模型

學生制作活動與步驟大致如下：

(1)利用不銹鋼大碗，細繩，砝碼，細竹竿制作測量范圍0到150克的裝置，并測量桔子的質量

(2)引導學生進行任務分析

①0刻度和最大刻度怎么確定？

②其余刻度怎么確定？是否均勻？

③最小刻度應該取多少？

(3)小組依據教師引導討論解決方案

(4)根據杠桿平衡原理，利用數學推導判斷裝置的刻度是否均勻？

5.要求學生評價方案及結果

(1) 引導各小組進行作品展示

(2)匯總各組上報測量數據，公布準確數據，對各組的測量準確度進行評價，同時，引導各組對自己的測量工具進行誤差分析

這是一個非常典型的以實踐創新能力培養為導向的STEM課外實踐課。另外，引導學生自制的簡易凈水器，水火箭等課外實踐活動，使課堂教學得到有效延伸，提高了科學探究的實效性。通過這種學習來培養學生的學習潛能與興趣特長，拓展學生思維的深度與廣度，提高了學生解決問題的能力。

五、結束語

科學探究的“有效性’，是通過探究活動讓學生獲得具體的進步與發展，是知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三者的協調發展。從創設情境激發探究的熱情；從“預習導學案”架起學與教的橋梁；從處理“意外”，收獲新的有效探究；從課外實踐，發展新的有效探究……這些嘗試無疑給課堂模式提出了新的挑戰。這樣開展的探究學習，學生才能煥發出求知的積極性，激發他們的熱情，體驗他們自己創造出來的喜悅和成功。

反觀這樣的要求，不難發現，目前，在科學探究活動中的確存在著不少問題或者誤區。“趕場式”、“熱鬧式”、“花俏式”式探究比比皆是，這些探究有過程無結果，有溫度無深度，有形式無內容……另外，有的探究內容遠離學生生活，……這些都或多或少造成了科學探究的低效。

“教無定法，貴在得法”。要想提高科學探究的有效性，教師就必須在教學設計與指導上狠下功夫，精心設計，不斷探索和實踐，在實踐的過程中多加交流，減少教學的低效性。總之，提高科學探究的有效性是我們每一個科學教師肩負的一個責任。