初中科学探究式教学策略例谈

初中科学探究式教学策略例谈  徐健伟  朱青锋
 摘要：随着我国新一轮课程改革的启动，探究式教学开始步入课堂，日益受到关注和重视。本文通过课堂上教师的教学行为以及束缚开展科学探究式教学因素，分析在开展探究式学习过程中，师生所面临的困惑、问题和误区，了解开展探究式学习的主要限制因素，并且提供一些合理的建议。
 关键词：初中科学；探究式教学
 
 “探究式教学”是20世纪50年代由美国芝加哥大学的施瓦布在《教育现代化运动》中提出的。所谓探究式教学，是指教师在课堂上指导鼓励学生围绕问题，通过自觉主动地探讨和研究，多方寻求答案，把握事物的本质，在解决问题过程中促使学习经验的形成，为学生提供主动学习、自主发展的机会。
 探究性教学改变学生单纯地接受教师传授知识的学习方式，把教学重点放在教会学生获取知识的方法和能力上，为学生创造一个宽松开放的学习环境，为学生提供获取知识的多种渠道，启发他们将学到的知识加以综合，并应用于实践，促使他们形成积极的学习态度和良好的学习习惯，培养他们的创造精神和实践能力。
 探究式教学是与新课程特别是研究型课程相对应的教学方式。教学作为一个系统,包含三个基本要素:教师、学生和教材。作为课堂教学的组织者、管理者和指导者，教师起着关键的作用。
 一、教师的授课方式运用策略
 根据教育部新科学课程标准的精神，结合对中学科学教学现状的分析，科学教学方式的转变、发展具体体现在以下几个方面：由接受式向探究式转变；由讲解式向讨论式转变；由个体学习向合作学习转变；由被动学习向主动学习发展；由“齐步走”、“一刀切”向个性化方向发展。
 教学方式的选择运用，要受到教学内容、学生水平、个性特点等多种因素的制约。我们认为：第一，并不是所有的学习内容都适合让学生通过探究去解决。第二，“探究式”适合智力好、主动性强的学生，而学生的智力发展、知识水平不平衡是客观现实，如果一味地追求“探究”，就会严重脱离一些学生的实际，挫伤他们的积极性。第三，学生个性不同，“探究式”也好，“接受式”也罢，适合学生个体特点的学习方式才是最有效的。事实上，就中学生的个性发展和知识获得的最佳效果而言，探究式教学和传授式教学都是必要的。 教师在教学实践中，应该将多种教学方法有机结合，使其相辅相成，以取得最佳的教学效果。
 如《运动和能的形式》一课，教学内容浅显易懂，学生一听就会，就没有必要再安排学生进行探究性学习，教师采用传统的谈话授课方式就能解决问题。我们提倡探究式教学，并不是说传授式教学一无是处，只是因为我们过去过多倚重了传授式教学，并在实践中将其异化为“填鸭灌输”式的教学行为。“接受式”学习有弱点，但也有优势。机械的“探究”会束缚学生的思维，而有意义的“接受”也能促进学生的发展，关键在于教师的运用之妙。“探究式” 学习有优势，也有弱点。如果不顾实际，对于明明是简单而不需探究的，或者学生没有能力探究的那些知识，也去搞形式，追求探究的“时髦”，就会事倍功半，得不偿失。
 二、教师的授课内容选择策略
 探究式教学中教师选择的内容应该是开放的。一般来说，教师在课堂上的授课内容大多来自于他所选用的教材。浙江省目前所用的科学教材都是体现科学课程目标和内容的重要载体，是学生学习和教师教学的主要工具。课改以后，科学教材在内容选择上改变了以往只注重知识的偏向，选择那些有利于认识最重要、最基本的科学统一概念和原理的知识、能突出体现科学探究的基本特征、发展科学探究能力的活动以及更好理解科学、技术与社会关系的主题内容，内容相当开放。但是，毕竟教材只能把最重要、最基本的东西呈现出来，要想在课堂上解决一些实际问题，或者让学生深入理解科学概念，光靠一本教材是远远不够的。 这就要求教师在传授好教材上所呈现的东西之外，还要有意识地引导他们对教材进行消化吸收，让他们不但知其然，而且知其所以然，大胆地走出教材的局限，走向生活，还要经常在上课时向学生们介绍课外科学知识。
 探究式学习是一种基于学生自主学习的学习方式，学生充满个性，短短45分钟要完成整个探究过程，既不可能，也不经济，教师可有目的地选择有探究价值的问题，在课堂上就开展探究式学习的某一环节，如在一堂课上就假设提出的问题，其他环节教师只提供方法，作为学生的课后自学内容。也可以把一堂探究课分成几节来上。比如《影响摩擦力大小的因素》《影响压力作用效果的因素》 等内容适合课内探究，《种子萌发的条件》《光合作用的原料和产物》等内容适合课外探究。另外，教师在选择课堂探究内容时应注意以下几个方面:①内容应是科学的核心知识，对培养学生科学素养和发展学生的科学思维具有重要的价值；②内容的难度要适合中学生的年龄特点和认知水平；如在学习《科学在我们身边时》要尽可能鼓励和启发学生自己发现问题和提出问题。学生通过观察四幅图以后，会提出很多问题，然后让学生筛选出具有吸引力和探究的问题。在此基础上教师先选一些学生跳一跳就能尝到“果子”的问题展开探究活动。以免探而末果伤及学生的积极性。③内容要能激发学生的好奇心和求知欲，要有驱动力。
 三、教师的提问策略
 提问是教学过程中教师常用的一种师生相互交流的教学技能，是通过师生相互作用、检查学习、促进思维、巩固知识、运用知识、实现教学目标的一种教学行为方式。提问被视为“有效教学的核心”，根据教育心理学提出的“最近发展区” 理论，对教师的问题，学生若借助已有的知识、经验、技能，通过提取、筛选、嫁接、创新等理性思维活动，把问题正确回答出来，这样不仅能使大脑皮层的相应中枢呈兴奋状态，激活思维，且能通过教师所给予的表扬产生愉快的成就心理体验，从而激发学习动机，培养批判性思维和创造性思维。
 教师向学生提出问题大多数是为了复述知识点，另外还有让学生背概念，只有少数教师是为了培养学生进行课堂探究式学习。探究离不开问题,课堂探究活动主要围绕问题进行,既探究问题,进而解决问题,又在探究中发现新的问题。英国科学哲学家波普尔这样认为，科学的第一个特征就是它始于问题，实践及理论的问题。他甚至认为，科学和知识的增长永远始于问题，终于问题。越来越深化的问题，越来越能启发新问题。在学校课堂上,教师不但要教给学生科学基本知识,更要培养学生“发现问题”、“提出问题”、“讨论问题”、“解决问题”、“发现新问题”的探究能力，问题设计可采用由浅入深，层层深入的策略。在教学过程中要经常鼓励学生大胆地进行猜想，它能够使学生明确探究方向，有目的、有计划地进行探究。
 例如，在“密度”这节课教学中，我们是这样设计过程的：
 创造问题情景，激发学生探究动机和求知欲。
 问题1：出示一个体积一样木块和铁块，谁重？
 生答：铁重
 问题2：把它们放入水中，会怎样？
 生答：木块浮在水面，铁块沉入水底。
 师演示：验证学生的判断。
 问题3：为什么木块浮在水面，铁块却沉下去呢？
 生答：木块轻，铁块重。
 师追问：（出示一块重量明显大于铁块的木块）现在把这块大木块放入水中，会怎样？
 生1猜：会与铁块一样沉入水中。
 生2猜：不会沉，会浮在水面上。木块毕竟是木块。
 师演示：大木块放入水中，大木块浮在水面上。此时：学生迷惑不解，但处于思维极度活跃的阶段。
 ②实验探究，比较分析。
 学生探究实验：把全班学生分成两大组，让他们分别研究木块和铁块。测出各大小不同的木块和铁块重量和体积。
 ③分析数据，概括定义。
 物体  体积（厘米）  质量（克）
 木块  12  5.60
   24  11.00
   36  16.60
 铁块  2  15.40
   6  46.80
   12  93.40
 通过数据比较分析：学生对于木块体积增大几倍，质量也增大几倍，并且质量与体积的比值是0.46左右。对于铁块，体积增几倍，质量也增大几倍，且质量与体积的比值都是7.8左右。
 此时，有部分学生会顿时大悟。这个时候，教师再引导学生给物质这样性质起个名，下个定义。
 实践表明：这样经过教师引导，学生主动参与探究，孕育发展而形成的科学概念，才会使学生感到有血有肉，消晰丰满，收到较好的教学效果。
 探究教学需要精心设计探究型问题,有时甚至要突破传统课程的束缚来设计,这样做的意义主要不在于找到完全正确的解答，而在于激发思维，让学生有所体验，有所见解，有所发现，有所创造。课堂探究活动主要围绕问题进行，教师应该有意识地提一些具有探究价值的问题，引导学生进行探究式学习。
 四、课堂气氛调控策略
 在课堂上开展探究教学，开发创造能力需要民主的课堂环境与氛围。美国心理学家托兰斯指出：创造力的开发必须在自由而安全的气氛中进行。所谓“自由”就是尽量减少对学生思维和行为的无谓限制，给其表现的机会；所谓“安全”就是不对学生独特想法进行批判和挑剔，使其消除对批评的顾虑，获得安全感。真正的民主决不是虚幻的空想，课堂如果没有自由、安全、和谐、民主的集体氛围，探究活动是难以展开并活跃。据调查，教师与学生在课堂上就某一个科学问题是否有过争执时，72.16%的教师表示“偶尔有过”，20.62%“经常如此”,还有7.22%“一般没有”。课堂上，学生与学生之间就某一个科学问题发生争执的情况与师生之间的情况相似。从数据来看，超过70%的教师偶尔允许学生在课堂上就某个科学问题争执。探究式教学并不一定需要较强探究能力的教师，但是却肯定需要能够给学生营造探究氛围，鼓励和支持学生好奇心和探究精神的教师。这样的教师首先应该转变原有上下之分、尊卑之别的师生关系，与学生建立起新型平等、合作的交往关系，但这需要教师有较强的调控能力和凝聚力，避免在课堂上失控，效率低下。
 五、学生实验指导策略
 科学实验能提高学生应用基本仪器进行观察、测量的技能，从事实验的基本技术，灵活运用知识分析与解决具体实际问题的能力，激发并维持学生学习科学知识的兴趣和求知欲，提高科学教学的质量和学生的整体科学素养，所以教师必须高度重视实验课，让学生在实验中完成探究，体验科学知识的获取过程。
 在课堂教学中让学生做实验并探究，课堂教学时间有限，教师必须精心设计教学过程。只有设计好教学全过程，才能真正做到以实验引导探究，获取知识、技能。在科学教材有不少重要实验、重要仪器的介绍。这些实验和仪器中包含大量的科学思维过程，是培养学生探究能力、思维能力的好素材。比如《托里拆利实验》、《滑动变阻器》、《热机》等。
 传统的教学，总是直接出示实验仪器，然后教师介绍仪器构造，解释实验原理，再讲具体操作。这样的教学会增加学生记忆负担，却减少学生大脑的思维量，会使学生觉得自己只是一个“听众”、“看客”，而非“参与者”、“探究者”。而我们的教学策略是：首先问题引入，构画出最原始的模型；然而，启发学生不断对其修改完善，使它一步一步由“低级”向“高级”进化。这样的教学不用教师花大力气介绍构造、原理、用途，学生自己就明白，因为这个器材是同学们自己“发明”的。
 如图1所示：《托里拆利实验》教学，我们的具体操作如下：
 演示1：取一小号玻璃杯，注满水，演示覆杯实验，证明是大气压把纸片和水托住了。
 演示2：取一中号玻璃杯实验，水增重，水柱增高，水仍未流下。
 演示3：取一大号玻璃杯，演示覆杯实验，水更多，更重，水柱更高，水仍未流下。
 学生观察几个递进实验后，就会想大气压到底能托起多高的水柱，学生会在热烈气氛中思考。
 演示4：如上图2所示，取一两端开口细长玻璃管，使其竖直立在水槽里，当胶管上夹子打开，管内外大气压相等，P外＝P内。液面相平抽出部分气体后，P外＞P内，管内水柱上升。分析可知水柱上升的原因是P外＞P内。引导学生分析可得，P外－P内＝P水＝P水gh，从而可以从P水和h，求出大气压的值。
 演示5：学生分析，由于水密度太小，水柱太高不利于测量，所以，用水银代替水，演示托里拆利实验。此时学生对托里拆利实验能测出大气压的值就水到渠成了。
 教师对学生实验的目的还只停留在教材上所列出的一些验证性实验上，形式上是让学生参与实验活动，实际上没能调动学生的学习积极性，没让学生主动参与实验探究的活动，这样做不利于学生创新精神和实践能力的培养。为了发挥实验课的作用，教师应该在指导学生了解实验原理之后，鼓励学生积极思考，独立设计新的实验方案。对于实验结束后的成果，也应该鼓励学生撰写实验报告，积极主动地和同学进行讨论，培养合作精神和交流能力。
 教师在指导实验过程中学生感到有困难、有疑问，这是再正常不过的现象了。实验本来就是充满不确定因素，即使学生只是机械地模仿操作，也会因为一个不经意的操作失误导致实验结果的不同。 这种情况说明造成大约一半学生问题意识浅薄的主要原因在于教学评价上。可能是因为学生由于课余准备不充分，可能是教师没有较好地引导，也可能是因为由于学生的理论知识跟不上无法深思。学生感到有困难、有疑问，就产生了问题，教师应鼓励和支持学生去探究，去解决问题。
 探究式教学是一种新事物，有许多方面的确还不是很完善——比如说评价体制，以至于社会各界看不到它强大的生命力。但无论如何，探究式教学适应现代社会发展需要，势在必行，所以作为教育第一线的教师，要转变传统的教学观念，具有创新精神和创造能力，对于旧的不科学的教学思想、教学方法、教学模式要敢于突破，时刻把探究式教学放在心头，积极响应，并努力为之出谋划策。
 探究式教学符合科学课改的趋势，最重要的它是体现了教育“以人为本”，“尊重个性差异”的现代教学观念，值得大力提倡。 我们提出了一些实施建议，希望有助于探究式教学在中学科学课程中早日发挥它应有的作用。
 总之，在课堂教学中要解放思想，转变观念，努力将“一言堂”变成“群言堂”，让学生自己去尝试讨论、合作，自己去领受、理解知识，将新课程教学理念真正落实到课堂教学全过程中，这是现代教育赋予教师的使命。在科学课的教学中引进探究式教学，丰富了科学课堂教学的内容和方式，拓宽了教育的时间和空间，使新课程教学理念真正得到落实。
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