如何在实验课堂中开展探究活动

如何在课堂中开展探究性教学活动~

1．能根据实验目的，选择实验器材，合理安排实验步骤，组装和调试实验设备，正确完成实验操作，得出实验结论，并能设计简单的实验，排除简单的故障。
2．通过物理实验及其教学可以培养学生的观察思维能力、动手操作能力、分析解决问题的能力和创造能力；更能培养学生实事求是的科学态度、良好的学习习惯和浓厚的学习兴趣。
3.培养学生的科学素养，会设计实验，会从实际问题中抽象出物理模型，懂得应用分析与综合、归纳与演绎等科学的思想方法；培养学生乐于收集信息与处理信息的能力，让学生懂得如何从各个方面收集信息，如何很好地处理信息；培养学生综合应用知识解决问题的能力。
4.培养学生乐于研究，努力求知的主动精神，形成一种勇于创新的优秀品质；培养学生获得亲身参与科研的情感体验，形成认真、踏实、多思、好问的学风，既能独立进行自主探究，具有较强的自信性和成就感，又善于与他人合作。

吉林省扶余县教师进修学校 赵立宏
小学科学课程标准指出：“科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。”在小学阶段，学生进行的科学学习活动大多属于接受性的探究活动。作为科学教师，重要的是应该学会选择足量而合适的有思维价值的观察和实验研究活动。在活动中，特别是在高年级的活动中，要利用结构性材料，有目的地引导学生理解科学概念、科学规律，加强思维训练，注意挖掘科学问题中的隐含条件，训练学生分析问题的全面性和推理的严密性，促进学生科学逻辑思维的形成。没有问题的思考，不是真正的思考；没有思考的探究，不是真正的探究；没有思维发展的课堂，不是真正的科学课堂。“让思考成为习惯”，应该成为所有科学教师的追求。然而，当科学课改变了以往《自然》课以知识传授为目标，采用了以探究等活动为主的教材结构后，我们往往把科学课局限于学生的动手课、实验课，忽略了对科学课本质的全面把握。学生停留在原有的知识层面上，只经历了一个动手做的过程，缺少了严谨、求实，教学深入不到、影响不了思维活动。因此出现了看似热热闹闹，学生却获之甚少的场面。活动有余思维不足等诸多问题便显现了出来。
1 探究过程要体现科学的思维和研究方法，注重逻辑性
人类认识自然、深入研究自然，必然不能违背自然的本来规律。科学是一项尊重事实的活动，让学生们知道获得客观事实是科学的核心。而获得客观事实、正确结论的前提是获取过程要科学，推导要合乎逻辑。具体表现在对问题假设应指向逻辑性。探究从问题和猜想开始，猜想并不是胡思乱想，也不是异想天开，而是建立在平时知识的积累和生活经验之上的。
其次，探究方案设计应体现逻辑性。简单的实验不能简单做。学生在学习《一杯水能溶解多少食盐》这一课中，设计一份可行的计划是本课的重点。如何让学生的计划体现出实验的真实性呢？在讨论实验方案中我引导学生思考以下几个问题：淤怎样才能确定杯中的食盐已经溶解完？于怎样才能确定食盐不能在溶解？盂如果杯中的食盐多出来了怎么办？榆用什么搅拌，搅拌时能不能把水溅出来？我的询问让孩子知道了做什么实验，怎么做实验和如何高效率地做实验。学生通过一系列的讨论和交流，使自己的方案趋于完善和科学，12 组的计划都注意到了每放一勺之前都应在前一勺的食盐溶解完以后；每一勺的食盐量都要一样等。从而培养了学生严谨的科学态度，有效地指导了实验的开展。
2 证据的获取、信息的处理、结论的得出中培养学生实事求是的态度
课程标准在培养学生情感态度与价值观中提出“在科学学习中能注重事实”的课程目标。然而我们的学生由于受各种因素的影响，在他们的生活和学习中有意无意地表现出很多种“说谎”的行为。如学生在探究过程中进行实验数据记录的时候，总是有些小组记录的数据是不真实的，有些是借别人的数据有的甚至是编造出来的。又如有些学生在结论的处理上为了证明自己的某一观点，使获得的证据和得出的结论牵强附会。这样长期下去对学生理性思维的培养是格格不入的，它将影响着学生今后生活工作中正确的思维和处事方式。我们的科学课堂应充满实事求是和诚信的氛围。对科学理性思维的培养更应体现实事求是的作风。
记得听过一节科学课，学生在探究黑色塑料筒和白色塑料筒在阳光照射下哪个升温更快的对比实验中，12 小组中11 组都发现黑色塑料筒温度上升很快，白色塑料筒上升很慢。而有一小组却发现他们的都下降了，而且白色下降的要比黑色的快。他们通过与其它小组交流，很快发现自己的温度数据有很大差别。然而他们并没有隐瞒事实，更没有屈从，他们勇敢地把自己的发现说了出来。这时全班一片哗然，很多小组指责他们。然而事实就是事实，他们还是坚持自己的意见。这时全班都等着教师的看法。做课教师并没有指责更没有批评他们，而是大力表扬了他们能实事求是地说出自己的发现，并给予了充分地肯定，同时与全班同学一起分析原因。原来这一小组在实验前把温度计头部握在了手中，在放进筒之前温度计已经上升，因此出现了刚才的现象。最后让他们再次实验，让他们体验成功的乐趣。让学生明白说实话的重要性，体会科学的严谨。科学课堂上当学生因为自己失误造成数据的遗漏或是实验过程中的发现与自己已有经验不符甚至相矛盾的时候，教师应当引导鼓励学生说真话。还要善于指导学生去获得客观的、可靠的数据资料，帮助他们分清什么是事实，什么是观念；什么是不相关的事实，什么是有用的证据。只有这样，才可能从小培养好学生良好的科学思维素养。

新的《科学课程标准》明确指出“本次课程改革以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身的学习和生活打好基础。给学生一个真实的探究环境，让他们真正经历像科学家那样的探索过程，体验探究的成功或失败，是值得我们科学课教师关注的问题。而在我们以往的课堂教学中，教学关注的重点往往是探究的结果，忽视了学生探究的过程。为了取得良好的探究效果，教师的指导过于细致、具体，学生缺少自由发挥的空间。那么，如何在科学课课堂教学中进行有效的探究活动，如何捕捉学生在课堂学习中新生成的思维火花呢？
一、创设真实的探究情境
在一节课上，科学课教师都非常重视为学生创设一个探究的情境。比如研究磁铁，先把大头针撒得满地都是，然后问学生用什么方法能很快地把它们捡起来。研究溶解，就把盐和沙混在一起，问学生有什么方法把它们区分开来。毋庸置疑，情境的创设对于学生的探究活动是非常重要的，但关键是很多老师仅仅把情境的创设作为新课开始的一个引子；或者说是为学生的探究寻找一个理由。甚至很多老师为创设情境而创设情境。语言做作，情节虚假。如为了把盐或沙混在一起，干脆假装摔交。我认为这样的创设情境是不理想的。现代教学论指出：产生学习的根本原因是问题。没有问题，也就难以诱发和激起探究的欲望。因此，在教学中教师要设法创设一个具有潜在意义的“问题情境”，把学生引入其间，使问题成为学生感知和思维的对象，从而在学生心里造成一种悬而未决但又必须解决的求知状态，激发学生强烈的探究欲望。如教学《摆的秘密》一课时，在导入新课后，教师指导学生做实验。教师演示3次，每次时间都是10秒钟，学生数摆动的次数。教师提问：你发现了什么问题？
生：我发现在相同的时间内摆动的次数是一样的。
师：下面同学们自己做一个摆，记录你的摆在10秒钟内摆动的次数。学生做完实验后，汇报结果，有7—12次不等。
师：都是用10秒钟，为什么我做的摆和各组做的摆摆动的次数不一样呢？你想提个什么问题？
生：摆动的次数与什么有关系？
二、鼓励学生进行充分的猜想
牛顿说：“没有大胆的猜测，就作不出伟大的发现。”教学中要抓住有关内容或有利时机，给学生充分的时间，鼓励学生大胆猜测或假想，要让学生从各个角度去思考。学生进行猜测后，要求学生说出自己是怎样想的或猜测的理由，这样既可以培养学生的良好思维习惯，又使学生交流了提出假设的思维方法，相互之间受到启发，并使学生明白提出的假设不是凭空乱猜的。要让学生都参与到学习过程中来，就必须鼓励每个学生对问题的结果进行猜测或假设，允许学生作出任何结论，教师要认真对待每一个假设。可以把孩子们的意见都写在黑板上，让学生经过自己的探究，去证明它们的对、错。证明错误，也是一个结论。爱迪生就是在证明了1600多种材料不适合做灯丝后，才找到炭化竹丝的。对发现的问题要尽可能多地让学生提出各种假设。如在《摩擦力》一课中，学生假设影响摩擦力大小原因时，有的同学认为摩擦力大小与物体表面的粗糙程度有关（课本上有）；有的认为与拉动的速度有关；有的认为与物体的接触面积大小有关；有的认为与拉的人有关。我把这些意见都写在黑板上，让学生自由地去探究。有的假设在课堂中没法解决，就留到课后。这样就充分地尊重学生的自主权，让学生在没有太多干扰的情况下，按照自己的意愿去解决问题。
三、准备多样的材料，制定探究计划
二十多年前，我国著名自然教育专家刘默耕就提出：自然课就是教孩子们“搞科学”的。这个“搞”字既包括读书，接受前人的科学成果，更重要的是让孩子们在摆弄材料的过程中验证假设，探究出科学的规律。用科学大师爱因斯坦的话说，“科学”是“探究意义的经历”。而学生提出的假设是多样的，教师就要为验证这些假设提供多样的材料。不能把学生框死在几种固定的材料上。如研究鱼鳍的作用，我们既要为学生准备木板、线、皮筋，也要为学生准备剪刀（他们可能剪掉鱼鳍的方法）。只有多样的材料，才会有不同的探究活动。
探究计划是根据猜测或假想的结果来制定的，在开始训练阶段，可以只让学生说说你打算怎么实验，逐渐做到让学生写出来。如《空气占据空间》一课，通过实验演示知道固体如粉笔、文具、书等，液体如水等都占据空间，那么气体如空气是否占据空间？你怎样设计实验证明你的想法？如果猜测空气是占据空间的，你怎样设计实验？如果猜测空气不占据空间，你又怎样来设计实验呢？这样做可以帮助学生整理思路。在计划中，应明确所要收集的证据，以及收集证据的方法，使学生不是盲目操作，而是一种有目标、有任务的行为。
四、让学生进行自主的探究活动
新课程改革下的教学观，“学生是科学学习的主体。”老师已不再是活动的领导者，而是活动的组织者、引领者和学生的亲密伙伴。学生对科学知识的学习和探究活动的选择都是他们自己主动进行的。通过观察、实验、制作等活动进行探究，这些探究活动要突出学生的主体地位，是学生亲身经历的自主探究，“使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。”此外，我们在引导学生经历收集事实、整理事实材料的过程中，还要注意指导学生自己得出结论。引导学生从各种描述中，选择更合适的说法，这样的结论才是学生自己的结论。而对学生的说法，重在内容是否全面，表达是否合理，不必把学生的说法硬搬到某种固定的表述上去。只有这样，学生的探究兴趣才得以延续，才能从探究中体验成功。
五、关注探究后的交流研讨
探究之后组织学生认真钻研，共同讨论，这种研讨不是盲目的，是以探究过程为基础，有目的、有针对性地对探究地问题进行研讨。通过研讨使个人地探究方法、探究结果变成为大家共享地财富，如某个学生觉得别人的方法比自己的好，以后自己也采用这种方法，这就促成探究能力的发展。在学生交流过程中，不仅要求描述探究的结果，更要强调学生描述探究的过程和方法。在学生交流过程中，要让学生没有拘束，怎样做的，怎样想的，就怎样说，让学生有一种“安全感”，要注意引导学生倾听别人的意见。

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