培養(yǎng)學生實驗探究能力摭談

1、    培養(yǎng)學生實驗探究能力摭談    徐冰【內(nèi)容摘要】培養(yǎng)學生實驗探究能力不但是促進學生認知發(fā)展的重要途徑，而且是教會學生學會學習的方法之一。本文結(jié)合初中科學教學的實踐，探討了培養(yǎng)學生實驗探究能力的問題?！娟P(guān)鍵詞】實驗教學 探究能力 培養(yǎng)策略學生創(chuàng)新精神和實踐能力是科學精神和科學素養(yǎng)的精華，因此要求初中實驗教學注重培養(yǎng)學生探究能力，進而提高實驗教學的實效性。一、有效創(chuàng)設情景，激發(fā)探究興趣實驗探究的重心或出發(fā)點在于學生方面，即探究的第一步是學生能提出要探究的問題。要讓學生提出一個有興趣的問題，那教師必須創(chuàng)設一種能激發(fā)學生探究興趣的問題情境。如在教學“平面

2、鏡成像特點”一節(jié)時，先把大平面鏡掛在黑板上，讓學生觀看其他同學，再把平面鏡拿到學生面前觀察，改變物距后對比有什么不同現(xiàn)象？學生看到不同的兩種現(xiàn)象，非常驚訝，大大激發(fā)了興趣（其實學生在日常生活中經(jīng)?？矗皇菦]有留心，課堂上這樣強烈的對比，現(xiàn)象非常明顯，才引起學生高度關(guān)注）。隨之產(chǎn)生各種疑問，形成探究問題的心理愿望。又如探究“影響摩擦力大小的因互”時做“筷子提米”實驗和“拉不開的兩書”（兩本交錯相疊的兩本書或雜志很難拉開）；探究“鹽酸的性質(zhì)”時做一個“雞蛋跳舞”的實驗；探究“大氣壓強”時做“瓶吞雞蛋”實驗，問學生：“雞蛋不是比瓶口大嗎？為什么會掉進瓶中呢”等等。這些驚奇的實驗，使學生的注意力高度集

3、中，大大的激發(fā)了學生探究科學的興趣，此時學生進入學習的最佳狀態(tài)，真正激發(fā)學生的探究欲望。二、選擇合適內(nèi)容，設計探究活動在實驗探究活動中，如何選擇恰當?shù)?、有效的探究?nèi)容進行教學設計，是提高探究活動有效性的關(guān)鍵。如在探究“氣體的壓強與流速關(guān)系”時（八年級上第二章第3節(jié)），教師給學生做了上個“吹不走的乒乓球”實驗：左手拿著漏斗，右手把乒乓球放進漏斗的口中，然后將漏斗稍稍傾斜，對著漏斗的小口開始吹氣，可那乒乓球卻并沒有從漏斗中出來。這個實驗比教材中的吹紙條的實驗現(xiàn)象明顯得多了，學生的注意力緊緊地被吸引過來，而且激起了學生探尋究竟的極大興趣。因此，教師應從多角度，多渠道來整合探究學習的材料，包括創(chuàng)造性的

4、使用教材，積極的開發(fā)和利用生產(chǎn)、生活、社會中的科學教育資源等，并能根據(jù)科學學科特點和學生實際，設計和實施最有價值的科學 即具有基礎性、發(fā)展性、現(xiàn)實性的科學訓，有目的地進行科學問題的探究。三、精心組織實驗，提高探究實效1.充分做好實驗前的準備首先，合理選擇實驗器材。科學實驗中實驗儀器的選擇會直接影響實驗的效果。實驗器材選擇不當，會造成實驗效果不明顯甚至無效果，實驗的有效性更無法體現(xiàn)。所以，教師在實驗前應充分考慮到實驗器材對實驗有效性的影響。如做水沸騰實驗時，按教科書上的實驗器材，用酒精燈加熱燒杯，水沸騰的現(xiàn)象并不明顯，和書中描述的液體內(nèi)部和表面發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象有一定的距離。如果以這樣的現(xiàn)象來

5、搪塞學生，不僅難以達到教學目的，且學生的實驗心理無法得到滿足。所以在實驗前應選擇好器材，以免出現(xiàn)實驗效果不明顯，乃至實驗失敗的情況。其次，做好實驗儀器的檢查工作。實驗前還應當對實驗儀器進行徹底檢查，以免實驗時出現(xiàn)問題。如在測量小燈泡功率實驗前，一定要檢查小燈泡、開關(guān)、電池等儀器是否正常。因為有些實驗儀器極易損壞，實驗時出現(xiàn)問題，會使實驗失去連續(xù)性，影響實驗進度，更談不上實驗的有效性。第三，合理組建實驗小組。一個班級里學生成績迥異，動手操作能力各有差別。所以在實驗前應充分做好學生實驗的分組工作。合理搭配，保證人人有事做，時時有事做，共同達到實驗的目的。合作、高效、愉快才是我們實驗的目的。最后，合

6、理安排實驗探究的時間。實驗探究活動不是簡單的觀察實驗活動，也不是單純?yōu)榱说贸瞿骋粋€結(jié)論而進行的，教師要通過有效的手段來調(diào)控時間，為學生的實驗探究提供充足的自主活動時間。沒有充足的時間，學生的實驗探究就會流于形式，在實驗探究的過程中，教師必須把學生在探究過程中需要動腦的地方所花的時間考慮進去，才能提高科學探究的有效性，通過實踐我們覺得以中等稍偏下學生的認識水平為參照，精心預估學生探究所需的時間比較合理。從知識的生成角度看，在實驗探究中要體現(xiàn)知識發(fā)展的階段性，符合學生的認識規(guī)律，要延長知識的發(fā)生和發(fā)展的過程，讓學生充分經(jīng)歷“非正式定義”的過程，教學中應致力“多樣化”、“合理化”以使得學生對知識的真

7、正自主建構(gòu)和個性化發(fā)展成為可能。2.鼓勵猜想假設，培養(yǎng)探究能力猜想與假設是探究式教學中的重要環(huán)節(jié)，學生猜想與假設的能力的水平高低直接影響科學探究能力的水平，在科學探究中，既要敢于大膽假設，又要嚴于小心求證。除了根據(jù)日常生活經(jīng)驗鼓勵學生進行猜想與假設和運用類比聯(lián)想進行假設外，還可以指導學生運用以下二種方法進行大膽猜想：（1）根據(jù)前認知進行猜想與假設。我們把學生已知的知識可稱為前認知，學生的認知水平就是在前認知的基礎上不斷地擴展構(gòu)建，形成新的認知，因此前認知對學生在探究問題時的影響是很大的。通過已知的知識來對新問題進行猜想與假設也是科學探究教學中常用的一種策略，這既是對已學知識的鞏固與歸納，又對新

8、知識的探究奠定一定的基礎。例如探究“電流與電壓、電阻之間關(guān)系”的實驗教學時，可以采取以下流程：復習有關(guān)電學中三大常見物理量：電流、電壓和電阻。然后提出問題：電流與電壓、電阻三者之間有關(guān)系嗎？如果有，應有怎樣的關(guān)系？提出問題后，學生根據(jù)所學知識，電壓使電路中形成電流，且電源電壓越大時，電路中的燈泡會越亮；電阻是導體對電流的阻礙作用。由此提出猜想與假設：電流可能與電壓成正比，與電阻成反比。（2）根據(jù)直覺思維進行猜想與假設。直覺思維是未經(jīng)逐步分析就迅速對問題答案做出合理的猜測、設想或突然領悟的思維。它往往會形成智慧的火花，迸發(fā)出創(chuàng)造的靈感。在探究教學中充分利用學生的經(jīng)驗和直覺讓學生猜想是培養(yǎng)學生猜想

9、能力的有效手段。例如在探究牛頓第一定律的實驗教學中，師生一起做斜面實驗，看到三種表面上的不同情況：斜面越光滑，小車運動的就越遠。學生憑直覺感覺到：若斜面非常光滑，則小車就會運動的非常遠。從而提出猜想：運動物體不受外力的情況下，就會永遠運動下去。 在科學探究教學中，由于學生認知發(fā)展水平、經(jīng)驗知識背景等的差異，即使是面對同一個問題，也會提出各種不同的猜想與假設。有合乎邏輯的，有異想天開的，但都充分表達了學生獨立思考的結(jié)果。我們必須對學生的假設給予尊重，因為教師不能替代學生思考，不能簡單地從自己的角度去限制學生思維的廣度與深度。對這些不同的猜想與假設，教師要逐步引導學生把不合理的假設修正為合理的假設

10、，千萬不可把自己預定好的假設或部分優(yōu)秀學生的假設勉強地當作全班學生的共同假設。教師要尊重學生的個人意愿，逐步引導他們，防止出現(xiàn)以教師為中心提出假設。3.巧借錯誤資源，激活創(chuàng)新思維有人說“創(chuàng)新就是捏一個你，捏一個我，合在一起打碎再捏一個你，再捏一個我?！贝_實一節(jié)真實有效的實驗教學課，學生不可能不出現(xiàn)錯誤，就是因為有了這樣或那樣的錯誤，才會使我們的實驗教學環(huán)節(jié)更精彩，實驗過程更真實。學生是活動的主體，而學生犯錯的過程就是一種嘗試和創(chuàng)新的過程。教師只有具備“主動應對”的新理念，變學習錯誤為培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的契機，才會看到錯誤背后的價值，讓錯誤以特有的亮色展現(xiàn)課堂。例如在一次實驗探究中，筆者提出了這樣

11、一個問題：“如何檢驗co2氣體”，學生紛紛回答：“通入澄清石灰水”，突然有個學生說：“通入氫氧化鈉溶液中”，同學們哄堂大笑，結(jié)果老師鼓勵那個學生繼續(xù)講下去，生：“然后再加入氯化鋇溶液觀察有無沉淀就可以了”，這時其他同學也紛紛表示可以用，只是相對而言，稍微麻煩了點。師：“這位同學方法雖然還是常用的那種簡單，但他給了我們提供了一種新的思路，使我們獲得了新方法，感謝他，也要學習他那種樂于思考的精神?！彼自捳f“失敗是成功之母，錯誤是正確的先導，是通向成功的階梯，是創(chuàng)新火花的閃現(xiàn)。”科學學習的過程就是一個再創(chuàng)造的過程，對待錯誤，教師應留給學生足夠的時間去闡述自己的觀點，進而去順應學生的思維，去挖掘錯誤背

12、后的創(chuàng)新因素，小心呵護學生的創(chuàng)新，適時、適度地給予點撥和鼓勵，能幫助學生突破眼前的新境界，讓學生體驗思維價值，享受到思維快樂，使其茁壯成長，為課堂教學增添生命的活力。4.注重分析認證，適時引導講解教師要組織學生對實驗的結(jié)果進行分析認證，并適時進行引導和點撥，幫助學生對探究問題的結(jié)論形成清晰的認識，加深對知識的理解，使學生從感性認識上升到理性認識，同時培養(yǎng)學生的分析歸納能力。楊振寧說過：“我在中國學的方法是演繹法，我發(fā)現(xiàn)這完全不是費米、泰勒等人的研究方法，他們是從實際實驗的結(jié)果中歸納出原理的，是歸納法。我很幸運這兩種研究方法的好處都吸收了，這對我的研究工作有很大的影響?！笨茖W實驗探究中“分析與認

13、證”環(huán)節(jié)要求學生要具備較強的歸納能力，但初中生的分析歸納能力并不成熟。因此，教師要給予適當?shù)囊龑Ш忘c撥，甚至講解，以逐步提升學生的這方面能力，使課堂實驗探究更為有效。例如在“探究凸透鏡成像規(guī)律”（七年級下第一章第6節(jié)）的活動中，從學生中征集到下表所示的實驗數(shù)據(jù)后，要讓初一的學生獨立總結(jié)出全部的規(guī)律是非常困難的，或者說是不可能的，因此，教師必須用問題引導或詳細講解，來幫助學生得出結(jié)論。教師要引導學生思考的問題有：（1）物體通過凸透鏡成實像要具備什么條件？（2）物體通過凸透鏡成放大實像的條件又是什么？（3）物體通過凸透鏡成縮小實像的條件是什么？（4）物體通過凸透鏡成虛像的條件是什么？（5）物體通過

14、凸透鏡兩成像的條件如何？（6）兩次成像時，物距與像距有什么關(guān)系？（7）當凸透鏡成實像時，隨物距的減小，像距是怎樣變化的？（8）像距和焦距之間有什么關(guān)系？教師還要提醒學生進一步探究的問題有：（1）若凸透鏡的上半部被擋信，所成的實像有什么變化？（2）當物體垂直主軸向上運動時，所成實像如何運動？教師要講解總結(jié)的內(nèi)容有：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大?。怀蓪嵪駮r物近像遠像變大；成虛像時，物近像近像變小。四、及時反思總結(jié)，提升探究能力每次實驗后教師組織學生即時進行總結(jié)交流是非常必要的。首先，它能使學生對實驗過程進行整理，明確實驗目的，分析實驗過程，并推導出實驗結(jié)論。其次，它能使學生間接獲得實驗經(jīng)驗。在交流

15、時讓學生注意其他學生或者實驗小組是如何進行實驗，如何獲得結(jié)果的。通過相互比較，尋找與分析原因。若是用不同的材料開展實驗，或者是進行不同的實驗項目，更應相互學習和借鑒別人的間接經(jīng)驗，不斷提高自己的知識與能力。最后，它還能鍛煉學生的表達能力。因此，教師應當和學生一起回顧總結(jié)本次實驗成功與否、原因、存在問題、是否發(fā)到預期目的等。只有不斷總結(jié)思考，才能使理論和實際操作完美的結(jié)合。實驗總結(jié)也是一個自我反思的過程，為以后再次遇到類似問題而順利解決提前準備。教師在總結(jié)時應適時給學生一定的肯定和建議，并給學生留有思考問題的空間。尤其是學生在實驗中遇到困難的時候，不要急于幫助學生解決問題，應由學生自己去思考問題的答案。做到實驗后有總結(jié)，總結(jié)后有反思，反思后有提高?？傊?，適時適度地發(fā)揮教師的主導作用就意味著學生的主體作用也能夠充分得到落實，不僅對提高課堂效率帶來了實效，而且還使學生的學習負擔得以減輕，也給學生發(fā)展帶來了一個全新的空間。教師在指導學生探究實驗，體驗實驗探究的過程中，落實課程標準的實驗教學目標，達到全面培養(yǎng)學生的自主學習的能力，合作學習的能力，探索學習的能力，以及動手實踐的能力的要求