在科学教学中引导学生有效探究的尝试

王晓丹

（浙江省杭州市萧山区临浦镇初级中学，浙江 杭州 311251）

有效探究是指在某种特定的环境下进行的有目的、也是有针对性的去探索，是一种让学生理解科学知识的重要途径。新课程理念倡导学生在课堂教学中通过探究式学习获得知识，并在这个过程中学会科学的方法、技能和思维方式。以下是我在科学教学中进行“有效探究”的初步尝试。

一、创设轻松环境，营造有效探究氛围

美国著名心理学家、教育家布鲁纳曾提出了促进发现学习的方法：一是鼓励儿童积极思考和探索。二是激发儿童学习的内在动机。布鲁纳认为，内在动机，特别是能力，是儿童学习的推动力，应启发儿童把学习与日后的生活联系起来，以发现为奖励，自主地学习，逐步培养和形成学习的行为和习惯。

教师在课堂中经常运用鼓励、点拨的话语，引导学生尝试、实践，并鼓励学生自己提出疑问，发挥他们的创造性思维。这样，才能为学生进行有效探究提供轻松的氛围。

【案例1】：我在讲授“氢氧化钠的化学性质”时，我先出示一瓶氢氧化钠溶液，问道：“我们知道石灰水可以和二氧化碳反应，那么氢氧化钠能和二氧化碳反应吗？”学生七嘴八舌说道，“能”，“不能”。那我们试试看。取两只试管分别加入少量(2-3毫升)石灰水和NaOH溶液，用吸管分别向其中吹气，观察变化。

“NaOH溶液到底能否与CO2反应，请设计实验来证明。”在学习二氧化碳的物理性质时，为了探究二氧化碳是否能溶于水，同学们向装满二氧化碳的塑料瓶内加水，观察到了什么现象？瓶子为什么会变瘪？能否给你一定的启发？于是学生设计了将充满二氧化碳的塑料瓶内加氢氧化钠溶液的实验。这时，教师先给学生的设计予以肯定，并适时点拨“这个设计是否严谨？如果不严密应该如何改进？”……于是学生小组合作讨论，设计通过对比实验来改进，增加一个充满二氧化碳的塑料瓶，加等量的水，观察瓶子的变瘪程度。“刚才这个实验的原理是什么？能否用相同的原理继续设计实验——让气球大起来”随后，教师引导学生尝试写出化学反应方程式，并引导学生能否从氢氧化钠与二氧化碳反应的生成物来证明二者发生了反应……

这样，教师营造了一个民主、宽松、和谐的氛围，引导学生从一个被动接受对象的角色变为主动探究的“小发明家”、“小科学家”的角色。

在课堂上，教师用“你们同意吗”、“你知道什么”、“我很想听听你们的问题”、“还有别的猜测吗”等鼓励、点拨的话语，有效地引导学生自主学习，促进学生的知识建构，教师尽可能让学生通过自己的探究活动，用自己观察到的事实来检验自己的想法。

二、利用“预学案”，引导学生有效探究

课堂时间是有限的，学生提出问题和展开问题探究的过程都放在课堂内进行是不现实的。并且，要求学生在课堂内展开实质性的问题探究，达到能与同伴和老师进行实质性交流和探讨的层次，是更不现实的。因此，进行课前自学是必要的。但学生的自学往往停留于看一遍课本，而不会对课本内容作较深入的思考。因此，教师精心编写“预学案”，设置学与教的桥梁，引导学生进行有效探究。

“预学案”可以帮助学生自主学习，构建知识，具有“导读、导听、导思、导说、导做”作用。

【案例2】：在《力的存在》这节课的设计中，可利用如下预习导学案：

【学习目标】

知识与技能

知道力的作用效果。

理解力是物体对物体的作用，知道力的作用是相互的。

能运用力的作用的相互性解释有关现象。

过程与方法

通过自主体验、实验探究等活动，初步具备观察和实验能力。

通过力的概念的建立过程，初步具备分析、比较、归纳能力，感受运用抽象思维建立概念的方法。

通过微小形变放大法培养实验综合设计能力和科学素养。

情感、态度与价值观

初步具备交流、合作以及事实求是的科学态度和勇于创新的精神。

体验科学知识对人类生活的影响，进一步增强对科学的热爱和学习的兴趣。

重点：力的作用效果及力的作用是相互的。

难点：力的概念的建立过程及运用力的作用的相互性解释有关现象。

【预学导学】

做一做：当你站在滑板车上往墙用力一推的时候，你观察到了什么？

上学的路上用力蹬自行车，车速将发生怎样的变化？

骑车时，当我们转动把手的时候，自行车又发生了什么变化？

小华用手指挤压矿泉水瓶壁，矿泉水瓶发生了什么变化？小华又用手指按压住课桌，课桌是否也会有变化呢？请你设计一个方法证明？（小提示：回顾物体振动发出声音，我们是如何证明的?）

“预习导学案”可以说是建构主义教学策略的一种方式。

导学案的使用，实现了学生产生疑问，探究疑问，解决疑问的全过程都会在“导学案”上留下清晰的印记。

三、灵活处理“意外”，收获新的有效探究

不论老师们愿不愿意，课堂上的意外是常常出现的，只有正确对待学生科学探究中产生的“意外”，再想法灵活处理好这些“意外”，我们才能更好地引导学生进行有效探究。

【案例3】：在学习NaOH能与 H2SO4 反应的性质时，需要滴加指示剂酚酞试液，学生都能理解酚酞试液的指示作用。可是有一位同学不经意提出“为什么要先向NaOH溶液内滴加酚酞试液，再滴加H2SO4溶液。可以将滴加酚酞试液与H2SO4溶液的顺序调换吗？”从本节课的内容来看，只要能够说明NaOH能与 H2SO4 反应就可以。所以这个问题是“次要”的，对老师而言，这个问题是一种意外，可以置之不理。可是我顺势进行了发挥，设置了问题“先滴加H2SO4溶液后滴加酚酞试液，再滴加NaOH溶液，若酚酞试液不变色，是否能说明NaOH与H2SO4恰好完全反应？请设计实验加以说明。”

实验方法 实验现象 实验结论

学生设计了如下方案：

●取样品，滴加紫色石蕊。变蓝色，则说明NaOH过量；变红色，则说明H2SO4过量；不变色，则说明恰好完全反应

（这个方案引起了激烈的讨论，因为老师设置的问题中NaOH肯定已经反应完全，经过讨论后，学生认识到这个问题的实质是探究H2SO4是否过量，更正了实验方案）

●取样品，加入少量碳酸钠粉末，观察是否有气泡产生。

●取样品，加入少量金属锌粒，观察是否有气泡产生。

●取样品，加入氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀产生。

（这个方案也引起了激烈的讨论，因为硫酸根离子的始终存在，必定会出现沉淀，并不能说明H2SO4的过量，经过讨论使学生认识到反应的实质是离子交换）

当“意外”产生时，我们首先应该鼓励学生大胆呈现他们的想法，这样才能使学生心理获得安全感，然后帮助他们分析发生“意外”的原因，不能把“意外”扔在一边不管。这样，学生就能在原有的基础上形成新的认识，进一步树立信心，产生新的动力再去探究。面对探究中的“意外”，教师要随机应变，因势利导，并把“意外”与教学内容、进程联系起来，使其转化成新的探究内容，学生就会从“意外”中获得意外收获。

四、进行课外实践创新，提升发展有效探究

培养学生的科学探究素养仅仅靠课堂教学是不够的，课外活动是课堂教学的延伸，开展课外活动不仅拓宽了学生的知识面，活化知识，使学生掌握了研究问题的科学方法，同时也提高了学生搜集信息、处理信息的能力和团队合作意识。

【案例4】：在《简单机械》一节课后，可以安排学生进行课外实践：《杆秤制作》。

活动步骤：

1.任务呈现：自制工具——测定水果的质量

2.评价战国时期的“天平”的不足与缺陷

3.生成问题：能否利用一个砝码（质量已知）测出物体的质量

4.要求学生小组讨论分析方案的可行性，尝试设计和完善模型

学生制作活动与步骤大致如下：

(1)利用不锈钢大碗，细绳，砝码，细竹竿制作测量范围0到150克的装置，并测量桔子的质量

(2)引导学生进行任务分析

①0刻度和最大刻度怎么确定？

②其余刻度怎么确定？是否均匀？

③最小刻度应该取多少？

(3)小组依据教师引导讨论解决方案

(4)根据杠杆平衡原理，利用数学推导判断装置的刻度是否均匀？

5.要求学生评价方案及结果

(1) 引导各小组进行作品展示

(2)汇总各组上报测量数据，公布准确数据，对各组的测量准确度进行评价，同时，引导各组对自己的测量工具进行误差分析

这是一个非常典型的以实践创新能力培养为导向的STEM课外实践课。另外，引导学生自制的简易净水器，水火箭等课外实践活动，使课堂教学得到有效延伸，提高了科学探究的实效性。通过这种学习来培养学生的学习潜能与兴趣特长，拓展学生思维的深度与广度，提高了学生解决问题的能力。

五、结束语

科学探究的“有效性’，是通过探究活动让学生获得具体的进步与发展，是知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三者的协调发展。从创设情境激发探究的热情；从“预习导学案”架起学与教的桥梁；从处理“意外”，收获新的有效探究；从课外实践，发展新的有效探究……这些尝试无疑给课堂模式提出了新的挑战。这样开展的探究学习，学生才能焕发出求知的积极性，激发他们的热情，体验他们自己创造出来的喜悦和成功。

反观这样的要求，不难发现，目前，在科学探究活动中的确存在着不少问题或者误区。“赶场式”、“热闹式”、“花俏式”式探究比比皆是，这些探究有过程无结果，有温度无深度，有形式无内容……另外，有的探究内容远离学生生活，……这些都或多或少造成了科学探究的低效。

“教无定法，贵在得法”。要想提高科学探究的有效性，教师就必须在教学设计与指导上狠下功夫，精心设计，不断探索和实践，在实践的过程中多加交流，减少教学的低效性。总之，提高科学探究的有效性是我们每一个科学教师肩负的一个责任。