例谈在没有实验的科学课中徜徉科学探究的情境创设

蒋瑛

摘 要：在没有实验的科学课堂中，如何创设合理情境，让学生通过讨论、交流在思维上去实现科学探究，营造科学课堂探究情境，从而激发学生学习科学的热情，并逐步使学生在日常生活和观察自然现象养成探究的习惯，进而发展学生终身学习的能力。

关键词：实验；科学课；思想探究

由于受时空跨度、实验条件等因素的制约，许多科学知识无法通过课堂实验探究来获得。而科学知识的产生和发展，就是探究的历程，脱离探究的科学教学是枯燥乏味的教学。让学生徜徉在探究中，是激励学生学习科学的甜蜜“糖衣”。奥地利著名科学家、哲学家恩斯特·马赫认为：“除有形实验外，还有在较高理智水平上使用的其他实验，即思想实验。”思想实验实际上是没有传统狭义上的实验载体的“实验”，在科学教学中是一种无实验载体的思想探究。以自己多年的科学教学实践为例，谈谈在没有实验的科学课中创设科学探究的情境，激发学生参与课堂探究。

一、创设有指向性的问题情境，让学生主动去猜想

在没有实验的科学课堂中，通过教师创设富有想象且具有明确指向性的问题情境，让学生去大胆猜想、讨论与交流，会产生意想不到的教学资源，更能激发学生探究的热情。

例如，在七年级上册第一章第六节物种多样性的第一课时教学中，教师先展示原始生命形成之初的地球的图片，并进行交流与讨论：

师：在原始生命刚形成之初不久，衣藻这种单细胞植物就开始生活在这原始海洋之中，请根据学过的知识，猜想衣藻细胞应该有哪些结构？

生：有细胞膜、细胞质、细胞核。

师：还有呢？

生：还有细胞壁、液泡、叶绿体。

师：为什么？

生：因为衣藻是植物，要进行光合作用制造营养物质。

师：不错！当时天是灰蒙蒙的，有些地方连续几天没有阳光，根据这样的环境，衣藻除了上述植物细胞结构外，还应该有哪些特别结构？

生：有眼睛！

师：真聪明，有能感光的眼点。

生：具有能运动的足。

师：不错，有能游动的鞭毛。

师：在大家的共同努力下，我们知道了衣藻的结构，根据这些信息，你能把你想象中的衣藻画出来吗？看哪位学生的衣藻结构更准确。

在教师富有想象且具有明确指向性的问题情境引导下，充分发挥了学生的想象，积极主动表达自己的观点，虽然许多天马行空的想法引起了哄笑，但在教师的激励下，一次次调动了学生的想象积极性，并逐步认识了衣藻的结构，同时把自己认为的衣藻结构画在纸上，展示与其他同学交流。最后，在充分发挥学生的主观能动性后，教师出示衣藻的模型，并结合图片进行总结归纳，使他们在这样一种思维的实践过程中获得了成功的体验，极大地提高了课堂的有效性。

二、创设已知研究成果情境，逼学生自主去体验

随着科学技术迅猛發展，许多科学知识或原理在学习之前学生已通过电视或网络有所了解，这些都是科学教学中很好的教学资源。教师在课堂教学中，通过创设这些已知探究成果的情境，让学生主动去体验科学家或前人艰辛、曲折的探究历程，从而让课堂洋溢探究的热情。

例如，在七年级上册第三章第一节地球的形状和内部结构的教学时，不要先提出古人对地球的认识，而是直接开展如下师生讨论与交流：

师：你知道地球是什么形状吗？

生：圆形。

生：不对，是球形。

师：你是怎么知道地球是呈球形的？

生：电视中看到的。

师：好。同学们都在电视或网络中看到过地球的卫星照片，都知道了地球的形状是个球体。而古代的人们在没有卫星照片的情况下，一开始他们不知道地球是个球体，而是从通过逐步探究才认识到地球是个球体，他们是如何知道的？如果你们生活在古代，你们能找到哪些证据，证明地球是个球体呢？

对于这个富有挑战且已知结果的问题，唤醒了学生生活中许多的感性认识，同时也激发了对前人探究历程揭秘的热情，纷纷讨论起来。通过这样的讨论和交流，不时迸发出思维的火花，而且还增进了相互间的经验与认识，“月食”“登高望远”“天涯海角”“远处的帆船”等现象都从学生讨论中自然而然提出，并像科学家纷纷讨论起如何从这些现象中来证明地球是个球体的依据，参与课堂的热情完全被激发，通过这样的讨论与交流，不但丰富了对地球的认识，更体验到前人认识自然的艰辛。

三、创设阶段性发现的情境，激发学生主动去思考

课程标准指出：“科学知识的形成是一个不断修正、不断深入，以逐步逼近客观存在的过程。科学探究是创造性思维活动、实验活动和逻辑推理交互作用的过程，往往需要经过多次循环，不断有新的发现和问题，在解决这些问题的过程中推动科学的发展。”科学教材中有许多这样的发现，但无法在课堂中用实验去证实，教师在课堂中可创设这些情境，诱发学生像科学家一样去思考，从而主动去建构知识。

例如，在八年级下册第二章第三节原子结构的模型的教学时，可通过教师逐步抛出科学发现过程中的一些情境，让学生主动去建构原子的结构模型。

师：自从道尔顿提出原子论学说，人们一直认为原子是不可分割的实心球体，而在1897年汤姆生发现原子内有带负电的电子，而原子是不带电，基于这一发现，你认为当时汤姆生会建立什么样原子模型呢？请你们根据自己的设想，把汤姆生的模型画在纸上。

根据这一发现，学生纷纷联系自己的生活经验，有的把原子设想成桃子状，有些想象成苹果状，也有的则画成西瓜状等，趁机教师把汤姆生的模型与他们建立的模型进行比较，并继续提出1911年物理学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金箔时的“新发现”，让学生在此发现基础上再去思索原子的模型：

生：大多数粒子能不改方向地通过，说明原子是空心的。

生：有些粒子发生了较大角度的偏转，说明原子内部也有带电荷的微粒，因为同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

生：也有些回来了，说明两点：（1）碰到了质量比α粒子质量更多的粒子；（2）这个质量比α粒子大的粒子体积很小。

教师趁机要求学生根据讨论与交流画出他们心目中的原子模型，这样思想探究活动既调动了学生参与的积极性，也充分发挥了学生的想象力，同时也让学生认为这种模型是他们自己发现的、建构的，并非是教师教的。这对学生科学后续学习很有帮助。

四、增设设计性实验的情境，使学生主动去探究

科学知识是全人类，特别是科学家探究活动的结果，它是人类智慧和劳动的结晶。在课堂中无法开展实验探究的情况下，也可通过创设一定的实验情境，让学生主动去探究，如提供科学家的实验数据让学生去分析，再如提出探究情境，让学生去设计实验方案。

例，在植物光合作用的教学中，无法在课堂中用实验探究光合作用的产物、原料和条件，可创设这些问题情境，让学生在课堂中通过讨论、交流，设计出探究方案，再运用交流与评价，完善实验方案，再展示科学家的探究方案，使学生在课堂中感受到成功的乐趣。

无实验课堂探究形式多样，不拘一格，在培养学生多种能力上能发挥实验探究所难以达到的独特作用。初中科学教材不仅提供了大量的以实验为载体的科学教学内容，也配发了大量的无实验载体的科学探究的教学内容。这些教学内容呈现形式多样，有的作为教材必学内容，有的作为阅读材料；有的在活动、探究等栏目中为学生开展科学探究提供素材，有的以研究性学习课题形式供学生选择。这就为我们科学教师提供了许多值得挖掘的教学资源，通过一定的合理情境的创设，激发了学生在没有实验的科学课堂中去思索、去探究。

编辑 鲁翠红