初中科学探究教学的类型及方法探究

初中科学探究教学的类型及方法探究

作者：蒋君明

来源：《新课程研究·基础教育》2011年第03期

摘要：众所周知，新课程改革强调将科学探究引入课堂教学，让学生在类似的科学研究中，去发现问题、解决问题，从中获得学习能力、协作能力的提高。多年的教学实践研究证明，科学探究有很多的具体方法，探究教学的设计既可以针对不同层次的学生设计不同问题进行探究；也可根据他们对问题的不同理解提出不同解决问题的方法来充分发挥其自主性和独创性。在《科学》教学中，采用探究教学可以使学生学到基本知识和实验技能，还可以使他们受到科学方法和科学思维的训练及科学作风的熏陶，并使之掌握科学研究方法，养成科学态度和精神，达到全面提高科学素养的目的。

关键词：探究式教学；探究；初中科学

中图分类号：G633.98 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2011）07-0041-03

《科学课程标准》以全面提高每个学生的科学素养为核心理念，把培养学生科学探究方面的素养概括为“过程、方法与能力”，并明确指出科学探究是科学方法的核心。

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科学探究是一个复杂的过程，因此，中学科学课程的教育要让学生参与真正的科学探究或者接近真正的科学探索的课题调查研究。基于新课程标准提出的理念，笔者在教学实践过程中不断改变传统的教学模式，采用探究式教学方法，倡导主动参与、乐于探究、交流与合作的学习方式，以培养学生的科学探究能力和科学素养，并在此基础上把初中科学探究教学归纳成“四种类型”和“四种方法”。

一、探究教学的类型

探究教学的形式多种多样，通过实践研究，笔者把它归纳成四大类，即：实验教学探究、观察质疑探究、社会实践探究、利用网络探究。

1.实验教学探究。初中科学是一门以实验为基础的学科，许多概念、定律、原理都是在实验的基础上得出的，实验可以激发学生学习的兴趣，使他们形成正确概念、理解知识内容、发展思维能力。训练基本实验可以培养严谨求实的科学态度，因此，探究性实验教学是初中科学探究教学的基本形式。

（1）把演示实验转变为学生分组实验。如将“牛顿第一定律”教师的演示实验改为学生分组实验，从实验中看到，在同样条件下，平面越光滑，小车受到阻力越小，它就前进得越远。通过推理得出这样的结论：“一切运动着的物体，在没有受到任何阻力作用的时候，它的速度不会减小，将以恒定不变的速度永远运动下去。”又如，将“比较物质的导电性”的演示实验改为学生实验，能收到预想不到的效果，学生对导体和绝缘体的概念理解更深刻，更加容易掌握。这些实验简单易做又安全，学生自己做比教师做效果更佳。学生们自己动手操作实验，变被动的“观众”为主动的“演员”，他们在动手、动脑

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中获得知识、技能，亲自体验了科学实验的过程，充分发挥了学习的积极性、主动性和创造性。

（2）把验证性实验转变为探究性实验。在现行的初中科学教材中，有关物理、化学、生物、天文地理的实验作了很大的改进，但很多还是验证性实验。实践证明，验证性实验不利于培养学生的创新能力。实施探究实验教学可以培养学生对实验的兴趣，也能提高学生的实验能力和创新精神，因此，教师要努力挖掘可供探究的实验素材，根据教学目标与学生的认识水平，对现行的实验内容“动动手术”，做些调整，将一些验证性实验改成探究实验，也可以适当改变教材中实验设计的某些环节，使之呈现为一种“变式”，以便激发学生的实验兴趣，激活学生的思路，以完善学生的实验能力，培养其科学探究能力。

（3）设计综合性、开放性实验，培养学生的发散思维。初中科学是物理、化学、生物、天文地理等多种学科的合科教材，在实验探究教学中，引导学生学习综合学科知识，设计综合实验、开放性实验，有利于培养其综合分析能力、发散思维及探究、创新能力。通过多学科的知识联系，多种实验方案的设计，学生创新思维的多向性就得到了充分发挥，综合能力也不断提高。

2.观察质疑探究。“学始于思，思源于疑”。只有多观察才能积累丰富的感性材料，最后上升为理性认识，进而形成良好的创造氛围，为创造能力培养和发展奠定基础。由于学生观察事物缺乏条理顺序，所以在实验教学中有意识地培养学生的观察能力，引导学生从整体到部分、从表到里、由粗到细有顺序地观察事物。学生通过在观察质疑中进行探究，不仅提高了学生的问题意识和观察能力，而且在探究过程中还培养了学生发现问

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题、解决问题的能力，有利于创新能力的培养，从而提高了科学素养。

3.社会实践探究。中学科学教学应当是开放的，培养学生的科学素养仅仅靠课堂教学是不够的，而社会实践活动是课堂教学的延伸，有利于调动学生的积极性，培养学生的独立意识、探究意识和创造力，有利于学生的社会化，有利于良好科学素质的形成，等等。因此，教师应根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外活动，将课堂教学与课外活动紧密结合起来，使探究教学更加完善。

4.利用网络探究。初中科学探究式教学还可以充分利用现代网络资源，网络可以为学生提供最新的信息资源，展示各种不同的观点和解决问题的思想，引导学生对有关问题展开进一步探索，参与讨论交流，提供反馈信息，这将会使学生超越教室的界限，超越所接触的现成信息，进一步与真实世界的问题情境联系起来，提高获得知识的灵活性，从而促进探究性思维习惯的培养。

二、探究教学的实施方法

《科学（7～9年级）课程标准》规定：进行科学探究的方式是多种多样的，一般来说，其基本过程有六个要素：提出科学问题，进行猜想和假设；制订计划；设计实验，观察与实验；获取事实与证据；检验与评价；表达与交流。从探究式教学的横向展开过程来看，它的每一个步骤可以是多种形式的活动，具体情况不同，所采用的方式也不同。根据《标准》的要求，探究式课堂教学的主要流程如图所示：

现以“探究串联、并联电路的电压关系”一课的教学为例，对探究教学的实施过

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程加以说明。

1.创设情景、确定主题。教师指导策略：充当学生学习兴趣的“点燃者”和学习过程的“设计者”。学生在学习新知识前，教师采用灵活多样的手法，如从生产、生活科技等现象，演示实验、故事、新闻等入手，并充分运用现代信息技术多媒体平台创设学习情景，激发学生的学习动机，唤醒学生对相关经验、表象的原有意义，从而形成加工信息的倾向。在此基础上逐渐组织学生去探究。这一环节起着影响全局、辐射全课的作用。在这一环节中，教师要根据初中生好奇心强、接受新事物快、辨别能力较弱、成人感强而心理不稳定、兴趣易激发而不易保持等特点来确定探究主题：①起点要低，难度要小，要容易满足学生的成就感。②在不同阶段探究性学习的要求及目标可以不尽相同，循序渐进。③注意科学性、实用性、可操作性、兴趣性，既紧扣教材又能联系社会实际，同时能够从网络上查阅到大量有关的信息。

根据以上原则，教师可从以下几方面确定探究主题：①适当选取教材中的内容。②源于教学中的问题。③来源于生活与社会。例如，可以让学生以北京的沙尘暴为题材，进行多方面探索。④从近几年来各地科学中考和竞赛内容中查找一些学生进行适当探讨，寻找知识的脉络并加以拓展。

在这一课的教学中，组织学生先画出串联、并联电路图（如图1），并连好对应实物图。组织学生提出问题（即提出需要研究的内容）。在图1中，我们曾经研究了串联电路中A、B、C三点的电流关系，实验证明IA=IB=IC。那么：根据电压表的使用特点：电压表应并联在被测电路两端。你对串联电路中的电压关系会提出什么样的设想？请提出你要研究的问题以及你对该问题预测的结果。同时渗透科学方法以及科学思想：①在串联电

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路中，通过2个不同规格灯泡的研究，得到结果。②接着用2个相同规格灯泡，或者用3个不同规格灯泡……来进行研究，是否还有以上结果。③并联电路也是如此组织。④思考并应用：在右边的电路中（见图2），这些结论又是否成立？电源电压为6 V，E1，E2&E3都是同一规格的小灯泡。根据你所学知识，你能预见它们两端的电压分别是多少？若E1，E2&E3不是同一规格的小灯泡，那么它们两端的电压又分别是多少呢？

2.主体参与，积极探究。学生学习活动：学生明确了探究学习的内容和倾向，便会形成个体的学习动机，设计探究方案；验证假设是否成立，必须用实验来验证、举例；相同的道理设计其他两个假设的实验设计。实施探究过程：按照计划，进行多种途径和形式的探究活动，如观测、实验、调查、制作等。根据合理假设设计实验，同时讨论实验要求，控制变量，再分组实验。教师在此过程中要根据学生的不同反映，随机创设情景，具体地帮助学生发展上述的一般能力，通过对各种素材本质属性的抽提，帮助学生把握各类信息内容的要素，这是一个信息的个体加工过程。

教师指导策略：充当学生学习进程的“组织者”和“合作者”。

在学生提出猜想或假设、设计探究方案时，教师要根据学生提出的假设整理，删去不合理的假设。同时，提供相应的材料、器材、数据、信息等。在学生自主探究的过程中，教师要参与学生的探究活动。

3.分析总结、能力形成。学生活动：记录处理信息，即在观察实验等探究活动的基

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础上，通过查阅文献、观看影视录像、上网等途径获得更多有价值的证据，得到数据如下表：

分析总结探究成果：对所搜集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理，并运用已有知识得出符合证据的结论，对问题作出科学的解释。

教师指导策略：充当学生探究学习的“指导者”。

学生在这一过程中，完全是自主的探索学习，难免会出现很多疑难之处，这就要求教师在此过程中帮助学生把握各类信息内容的要素，引导学生去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的整理、归纳、分析、判断、推理。

4.交流评价、知识建构。学生活动：交流与评价，通过简单有效的形式（如口头表达、撰写小论文或调查报告、举办辩论会或展览等），表达自己或小组的探究结果，把自己或小组的探究学习成果与别人分享。交流应该少而精，真正做到面向全体学生，让每一个学生充分参与到科学学习中去，最终让每一个学生的科学素养都得到发展和提高。

三、探究教学中的注意事项

1.在探究式教学中，要注重探究性实验的设计。事实上，要想让学生在课堂上完成科学探究，达到能与同伴和教师进行实质性交流和探讨的层次，并进一步完成课堂探究、尝试实践等环节，这在一堂课的时间内是根本不可能完成的。因此，对于适合进行探究性实验教学的课题，教师在课时上应作适当调整，最好是连续两个课时进行，甚至有些短期内不能完成的课题，还需要有计划地定期安排在课外进行，并且做好指导工作。

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2.在探究式教学中，要注重学生的个体差异性。在探究式教学中，教师要很好地了解每一个学生，应根据不同学生的特点，及时给予不同学生参与的机会，为每个学生提供平等参与的机会，通过体验促进学生的健康成长，使每个学生都能够真正参与到问题的讨论当中去，进而使学生真正体会到课堂教学中的师生互动和平等交流对话的真正魅力，促进学生的全面发展。

随着基础教育课程改革的深入，科学探究式教学对我们既是挑战也是机遇，我们应把握科学课程的新理念，在探究教学的实践中勇于探索、敢于创新，不断总结教学经验，把探究教学真正落实在教学全过程中。在尝试摸索探究式教学的实践过程中，我们也在不断地收获过程中点点滴滴的快乐，体验着“思考着是美丽”的感觉。

参考文献：

[1]教育部.科学(7～9年级)课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2001.

[2]史根东.主体教育概论[M].北京:科学出版社,1999.

[3]席日晶.对初中物理探究式教学模式的思考[J].新课程研究(基础教育),2008,(2).