如何在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施探究式學(xué)習(xí)

1、如何在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施探究式學(xué)習(xí)【摘要】我們無(wú)論是引導(dǎo)學(xué)生探索科學(xué)規(guī)律，還是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念，都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。正因?yàn)槿绱?，科學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是學(xué)生自主的探究性實(shí)驗(yàn)在整個(gè)科學(xué)教學(xué)中具有無(wú)可替代的重要作用。而新課程積極倡導(dǎo)探究性教學(xué)，科學(xué)教育應(yīng)該以探究性理念為指導(dǎo)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中滲透探究性的理念，創(chuàng)設(shè)情景與條件，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，通過(guò)激發(fā)興趣，喚起好奇心，培養(yǎng)學(xué)生探究的意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)。 【關(guān)鍵詞】倡導(dǎo) 探究 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)   新課程積極倡導(dǎo)探究性教學(xué)，而科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，如果把整個(gè)科學(xué)比作是一座摩天大廈，那么科學(xué)實(shí)驗(yàn)就

2、是通向這摩天大廈的一級(jí)級(jí)階梯。我們無(wú)論是引導(dǎo)學(xué)生探索科學(xué)規(guī)律，還是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念，都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。正因?yàn)槿绱?，科學(xué)教育應(yīng)該以探究性理念為指導(dǎo)，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是學(xué)生自主的探究性實(shí)驗(yàn)在整個(gè)科學(xué)教學(xué)中融會(huì)貫通，使之具有無(wú)可替代的重要作用。本文著重從探究式學(xué)習(xí)方法上闡述新課程理念下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些新構(gòu)想。以期能和各位同行交流，并能得到大家的指點(diǎn)，共同促進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施。 一、探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則1探究性設(shè)計(jì)原則 探究性設(shè)計(jì)原則是指：所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)包含的科學(xué)規(guī)律往往隱藏在較深的層次，需要學(xué)生去挖掘；實(shí)驗(yàn)的條件和結(jié)果之間往往存在著較大的距離，需要學(xué)生去跨越；解決問題的方法與途徑

3、往往不太明確，需要學(xué)生通過(guò)嘗試錯(cuò)誤，提出假設(shè)并驗(yàn)證假設(shè)來(lái)尋找。例如教科版六年級(jí)上冊(cè)的杠桿實(shí)驗(yàn)，如果學(xué)生單單停留在只了解如何省力這一層次，那學(xué)生通過(guò)改變杠桿一端重物重量，進(jìn)行多次測(cè)量，會(huì)輕松掌握杠桿確實(shí)省力了，那費(fèi)力杠桿，平衡杠桿就根本無(wú)從下手，老師必須引導(dǎo)學(xué)生在重點(diǎn)與力點(diǎn)，支點(diǎn)與力點(diǎn)的距離處著手深入，才能更進(jìn)一步揭開杠桿的所有秘密。2趣味性設(shè)計(jì)原則 趣味性設(shè)計(jì)原則是指：探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要充分考慮學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求生動(dòng)、有趣，能使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，自始至終保持很高的興趣。例如磁鐵一課的教學(xué)中，將磁鐵南北極粘上可愛的卡通圖片，利用“找朋友”、“摔跤比賽”的游戲進(jìn)行

4、教學(xué)，讓學(xué)生在玩中、游戲中探究出磁鐵的性質(zhì)，磁鐵南北極奧秘所在。3理論聯(lián)系實(shí)際設(shè)計(jì)原則 理論聯(lián)系實(shí)際設(shè)計(jì)原則是：探究性科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不僅有觀察、測(cè)量的過(guò)程，而且需要建立科學(xué)模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果用根據(jù)科學(xué)模型得出的表達(dá)式進(jìn)行解釋，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問題的能力。例如電路的連接實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)自己喜愛的房間，將電路設(shè)計(jì)好，對(duì)房中需用到的電器、照明、線路進(jìn)行模擬裝配，這樣一來(lái)，學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，然后對(duì)自己和伙伴的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)、點(diǎn)撥。4簡(jiǎn)易性設(shè)計(jì)原則 簡(jiǎn)易性設(shè)計(jì)原則是指：實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要盡可能采用較少的儀器，所使用的儀器要盡可能簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的方案要盡可能與日常生活實(shí)

5、際相聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)的原理要盡可能在小學(xué)科學(xué)范圍之內(nèi)。 二、探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程  1、問題的引發(fā) 探究是從問題開始的，發(fā)現(xiàn)和提出問題是學(xué)習(xí)的開端。問題情境的設(shè)置就是要促使學(xué)生在原有知識(shí)與掌握的新知識(shí)之間發(fā)生激烈沖突，激化學(xué)生意識(shí)中的矛盾。教師在教學(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生在閱讀、觀察、調(diào)查中對(duì)自然現(xiàn)象、生活現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生好奇，發(fā)現(xiàn)或提出一些有探究?jī)r(jià)值的問題。使之在獲得知識(shí)的過(guò)程中，讓學(xué)生得到體驗(yàn)，基于這樣的理念，例如有關(guān)探究“拱形的力量”的實(shí)驗(yàn)，我是這樣進(jìn)行的：在進(jìn)行拱形能承受多少個(gè)墊圈實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生觀察到墊圈數(shù)量增多，拱橋有所變化，拱橋中央慢慢下塌，拱腳逐漸向

6、兩邊外移，老師在此時(shí)趁機(jī)引導(dǎo)：那么大家看到這一現(xiàn)象，你能提出什么問題需要解決？ 2、大膽的猜想與假設(shè) 猜想與假設(shè)是學(xué)生運(yùn)用已有科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)問題的可能答案進(jìn)行猜測(cè)，嘗試性地提出自己的見解和想法。這一環(huán)節(jié)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有利于促進(jìn)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力的發(fā)展。在教學(xué)中可根據(jù)具體的內(nèi)容，采用多種方式，鼓勵(lì)每位學(xué)生大膽說(shuō)出自己的想法。 前面所舉教學(xué)實(shí)例中，在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生會(huì)提出各種問題：拱橋究竟能承受多重的物體？承受重物多少與什么因素有關(guān)？等問題。師：同學(xué)們提出的問題都很不錯(cuò)，今天我們就來(lái)研究拱橋承受重物多少與什么因素有關(guān)？這時(shí)老師將

7、自主權(quán)交給學(xué)生，讓他們大膽的進(jìn)行猜想和假設(shè)。學(xué)生：承受重物多少可能跟紙張厚薄有關(guān)，我想用兩張不同厚薄的紙張進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生：承受重物多少可能跟拱橋的彎曲程度有關(guān)，拱弧大的承受物體重，拱弧小的承受物體輕。學(xué)生：承受重物多少可能跟拱腳有關(guān)。學(xué)生： 3、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 針對(duì)探究的目的和條件，設(shè)計(jì)明確、具體的操作步驟，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。學(xué)生自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的成敗，決定于學(xué)生是否具備基本的科學(xué)方法。教學(xué)中教師應(yīng)根據(jù)探究問題的難易程度，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)給學(xué)生必要的方法指導(dǎo)，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的層次性和典型性，使學(xué)生逐步掌握統(tǒng)籌問題、分析問題及控制變量的意識(shí)?！肮靶蔚牧α俊卑咐校趯W(xué)生思維的不斷碰

8、撞中，設(shè)計(jì)和想法得到論辯，學(xué)生躍躍欲試開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 師：同學(xué)們提出的猜想是否正確，需要實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，請(qǐng)以小組為單位，討論實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。通過(guò)討論及交流，各小組確定不同的實(shí)驗(yàn)方案：厚薄紙張實(shí)驗(yàn)組、拱弧不同大小實(shí)驗(yàn)組、拱腳設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)小組。 4、實(shí)驗(yàn)操作證實(shí) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，獲取事實(shí)與證據(jù)；正確操作，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行；科學(xué)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)。拱形的力量”教學(xué)案例中，各小組按上述計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察、測(cè)量和收集數(shù)據(jù)，填入設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)表中。5、推導(dǎo)結(jié)論 引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋并通過(guò)理性分析形成結(jié)論，這是實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會(huì)用報(bào)告形式將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，包括：實(shí)驗(yàn)的目的

9、、方法、步驟、注意事項(xiàng)、結(jié)果、分析和討論，學(xué)生通過(guò)比較、分類、歸納、概括等方法，對(duì)事實(shí)與證據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的加工、整理、歸納、處理和分析，得出正確的結(jié)論。 “拱形的力量”教學(xué)案例中，各小組通過(guò)對(duì)自己記錄的數(shù)據(jù)和觀察分析比較、處理得出各自的結(jié)論，匯報(bào)給全體同學(xué)和老師，在此基礎(chǔ)上，師生通過(guò)概括共同得出拱橋承受重物多少與什么因素有關(guān)。 在得出拱橋承受重物規(guī)律后，要求學(xué)生們通過(guò)與組內(nèi)外同學(xué)進(jìn)行交流與合作，寫出簡(jiǎn)單的探究報(bào)告。 三、優(yōu)化探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段  1、優(yōu)化問題藝術(shù)性  學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，往往來(lái)自于一個(gè)對(duì)于學(xué)習(xí)者來(lái)講充滿疑問和問題的情境. 優(yōu)化問題藝術(shù)性

10、，就是在教材內(nèi)容和學(xué)生求知心理之間制造一種“不協(xié)調(diào)”，注重提問技巧，創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生明確探究目標(biāo)，給思維以方向；同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，給思維以動(dòng)力。 例如，我在上“檢測(cè)電路”的教學(xué)過(guò)程中，設(shè)計(jì)了以下問題：先在課桌上放置一組正常的簡(jiǎn)單電路，學(xué)生上臺(tái)操作，使小燈泡亮起來(lái)，然后老師暗箱操作使小燈泡不亮，適時(shí)提問：你們來(lái)當(dāng)一回“啄木鳥”醫(yī)生，診斷病因在哪里？  對(duì)于問題情境中所隱含的“問題”，教師不要簡(jiǎn)單地直接給出，應(yīng)該讓學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)中自己去發(fā)現(xiàn)、去提出.學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題更貼近其思維實(shí)際，更能引發(fā)其探究。  2、引導(dǎo)學(xué)生自主探究 探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)

11、的重要內(nèi)容，也是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有效途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生自主探究，老師要有意識(shí)的給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些問題，問題以能夠引起學(xué)生的興趣，能夠引起學(xué)生的求知欲望為準(zhǔn)，學(xué)生針對(duì)需要解決的問題進(jìn)行觀察、思考，運(yùn)用已掌握的科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)的方法、手段等來(lái)解決問題，在解決問題的過(guò)程中進(jìn)一步的提出新問題。教師要根據(jù)問題的要求和相關(guān)條件，創(chuàng)造相關(guān)的實(shí)驗(yàn)情景，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生來(lái)確定解決問題的實(shí)驗(yàn)程序，最終得出準(zhǔn)確合理的結(jié)論，達(dá)到我們的教學(xué)目標(biāo)。 例如，探索導(dǎo)體與絕緣體教學(xué)過(guò)程中 ：教師創(chuàng)設(shè)老鼠咬斷導(dǎo)線的動(dòng)漫情景，提出問題：小燈泡不亮了？怎么辦？用什么來(lái)替代呢？動(dòng)漫中小伙伴搬來(lái)許多材料來(lái)幫忙，提出問題：

12、這么多材料我們用哪種呢？ 學(xué)生議論紛紛，各抒己見，怎樣才能證實(shí)自己的觀點(diǎn)是正確的呢？ 學(xué)生自主開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，找到與自己相符合的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并躍躍欲試想動(dòng)手操作來(lái)驗(yàn)證。 這樣的設(shè)計(jì)比單純的從理論介紹的角度更能讓學(xué)生接受，關(guān)鍵是讓學(xué)生親身參與探索實(shí)踐活動(dòng)，并獲得對(duì)新知識(shí)的積極的情感體驗(yàn)，學(xué)生的動(dòng)手能力，分析、判斷、論證的能力得到進(jìn)一步的培養(yǎng)。 3、加強(qiáng)合作交流，進(jìn)行探究  合作交流，是指在學(xué)生自主獨(dú)立探究的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生在小組內(nèi)或班級(jí)集體范圍內(nèi)，充分展示自己的思維方法及過(guò)程，揭示知識(shí)間內(nèi)在規(guī)律和解決問題的方法、途徑.在合作交流中學(xué)會(huì)相互幫助，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)互補(bǔ)，增強(qiáng)合作意識(shí)，提

13、高合作能力，分享探究性學(xué)習(xí)的成果。 例如，在學(xué)完“簡(jiǎn)單機(jī)械”一章以后，學(xué)生對(duì)自行車中隱藏的機(jī)械知識(shí)很感興趣，課堂中學(xué)生自發(fā)組成了“自行車中的秘密”研究小組。該研究需要進(jìn)行原理分析、實(shí)驗(yàn)、測(cè)量、總結(jié)交流等，小組學(xué)生分工合作，各展所長(zhǎng)，協(xié)作互補(bǔ)。其中一位學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)，全面負(fù)責(zé)課題組的活動(dòng)安排，包括實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、活動(dòng)內(nèi)容確定，時(shí)間部署、人員分工等全方位的工作，是小組活動(dòng)的總指揮。另外，還有一名副組長(zhǎng)、兩名操作員、一名記錄員.首先確定該研究所要達(dá)到的目標(biāo)，然后制定方案，確定研究方法，制定具體實(shí)施步驟.小組成員通過(guò)查閱資料、學(xué)習(xí)與咨詢、實(shí)驗(yàn)、分析，共同得出結(jié)論，并在交流會(huì)上進(jìn)行論證、探討。一位研究

14、小組的記錄員深有感慨地說(shuō)：“活動(dòng)中我學(xué)會(huì)了如何利用網(wǎng)絡(luò)查閱資料，從組長(zhǎng)那里學(xué)到了對(duì)問題的正確判斷和決策，從操作員那里學(xué)到了如何提高動(dòng)手能力，實(shí)際的研究過(guò)程讓我積極主動(dòng)地配合其他小組成員，形成了默契，交流的過(guò)程鍛煉了我的表達(dá)能力.通過(guò)交流、研討，學(xué)會(huì)了與別人分享成果，學(xué)會(huì)了欣賞和發(fā)現(xiàn)他人的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)會(huì)了理解和寬容，學(xué)會(huì)了客觀地分析和辯證地思考?！?四、探究式學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)注重的問題1、注重演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)能力培養(yǎng)我們對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師掌握好教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、難以解決，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際，研究解決的方法，努力開發(fā)一些直觀的演示，例如：火山的噴發(fā)用圖片、文字對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，學(xué)生

15、能接受，但往往不能深入理解噴發(fā)原因，如果在教學(xué)中，增加可觀性的模擬實(shí)驗(yàn)，這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，更多地拓寬學(xué)生視野，豐富他們的想象，而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。2、在演示實(shí)驗(yàn)中注重學(xué)生的參與 演示實(shí)驗(yàn)是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示，學(xué)生看，但是很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生根本看不清，特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)的提高。因此，在演示實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)，甚至在實(shí)驗(yàn)操作上

16、讓學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，多次重復(fù)，加深印象，鞏固記憶。例如：在“地震”一節(jié)的教學(xué)中，我變?cè)瓉?lái)的課堂演示實(shí)驗(yàn)為邊做邊講實(shí)驗(yàn)，每?jī)晌粚W(xué)生發(fā)一套實(shí)驗(yàn)器材（小木棍、毛巾），實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生首先觀察毛巾褶皺變化，再感受折斷木棍時(shí)，振動(dòng)使手產(chǎn)生的感覺，把直觀的材料作為培養(yǎng)學(xué)生知覺、觀察力的材料，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)、準(zhǔn)確地進(jìn)行觀察，然后引導(dǎo)學(xué)生討論、研究、對(duì)比、總結(jié)出地震產(chǎn)生的原因，最后訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)的語(yǔ)言描述，并解釋所觀察到的現(xiàn)象，從而順理成章地完成教學(xué)任務(wù)?？梢姡菔緦?shí)驗(yàn)在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與，不僅有顯示學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的機(jī)會(huì)，又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，加深理解和掌握科學(xué)概念和規(guī)律，同時(shí)可

17、領(lǐng)略科學(xué)的思想，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。3、注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變 小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證，鞏固和加深對(duì)基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識(shí)?？蓪W(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面卻不能得到鍛煉，也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索科學(xué)規(guī)律的能力，而探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問題的能力有獨(dú)到的作用。因此兩者之間適當(dāng)互換，轉(zhuǎn)變，能讓學(xué)生的思維、操作得到更有效的深化。 總之，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的認(rèn)識(shí)來(lái)自于對(duì)外界嘗試探索性的活動(dòng)，而學(xué)生用自己的學(xué)習(xí)方式探究新知，對(duì)他們來(lái)說(shuō)是最好的方法；教師再進(jìn)行“因勢(shì)利導(dǎo)”的教學(xué)，這樣更符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和規(guī)律。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合中學(xué)生的心理特點(diǎn)中學(xué)生對(duì)周圍的事物充滿好奇，求知欲望強(qiáng)烈，他們具有一