对初中科学实验探究教学的一点思考

黄庆云

新课标的实施,给我们带来了新的理念和要求,初中科学实验探究是科学和科学实验学习的核心,真正意义上的科学实验探究应是一种富有创造性的学习方式,是培养学生创新精神和创造能力的一条有效途径。让学生在学习中确立实验探究的内容,合作或独立开展实验探究,不断经历探究过程,主动地获取知识,从而使学生积极主动地建构自己的智能结构。能在遇到未知事物、新的问题时,有意识地用科学实验探究的手段和办法去解决,并且在不断实践过程中获得丰富的情感体验,塑造良好的心理品德和科学的情感、态度、价值观。然而就当前课改实验情况看,教师对科学实验探究的实质和主体认识还存在一定的偏差,出现了一些不了解其真谛而盲目赶潮的现象,需要对初中科学实验探究教学,进行理性的思考。

一、注重探究要素实质,完美显现过程形式

在科学实验教学中,少数教师往往没有弄清科学实验探究要素的实质,穿着“新课程实验探究”的新鞋,走着“重知识轻能力”的老路。在实验探究教学中简单程序化,机械地搬出探究要素或牵强附会地显现探究要素;在实验教学中采取单一的问答式师生互动,把学生的思想完全禁锢在一个框架内,把学生的思维朝一个方向纵向牵引。

案例:大气压强教学。

教师:(创设情境)液体内部向各个方向都有压强,而液体、气体都能流动。(板书:提出问题)

教师问:那么气体是否有压强?

学生答:也有压强。(板书:猜想)

教师问:能说出猜想的理由吗?

学生答:从生活中我们发现,开水瓶中装满开水,塞紧瓶塞,瓶塞马上会被冲起。

教师:下面我们设计几个实验证明我们的猜想。(板书:设计实验)演示1:杯子中装满水,用纸片盖住,倒立,请学生思考:水会洒吗?

学生甲答:不会。

学生乙答:会。

教师问:为什么会呢?(板书:交流讨论)

学生乙答:因为……

教师:演示2:把铁盒子加热,再用盒盖密封,观察到什么现象?

学生答:观察到……

从案例可看出,几乎全部由教师包办了科学实验探究的过程要素“提出问题”“设计实验”等,这是十分错误的做法。我们应该明确学生发现问题和提出问题是实验探究中不可缺少的一个重要环节,如果没有发现问题,不能提出问题,将来探究便无从说起,问题是各个探究过程的核心;再者,学生在学习中对猜想的验证必须有经历实验设计、提出解决问题方案的过程,要注重经历、尝试、有创新意识的科学探究的方法和过程,因而笔者针对上面的教学内容作了如下改动,实践后发现教学效果更好。

教师:(创设情境)

演示1:用杯子装满水,盖上一纸片,倒立杯子,观察现象。

演示2:空铁盒子放在火上加热,用铁盖密封,冷却下来,观察现象。

教师问:同学们发现了什么问题,能否用语言表述出来?

学生甲:在实验2中,为什么铁盒子会变瘪?它是否受到力呢?

学生乙:在实验1中,是什么东西托住水而不洒呢?是纸片吗?

学生丙:在实验1中,难道是水吸住了纸片吗?

教师:同学们分小组有针对性地选择一到两个问题讨论一下,能否用自己的经验事实或用桌子上的器材来证明自己的观点呢?

学生小组讨论或实验(有成功的,有失败的,学生寻找失败的原因,实验探究的课堂的确热闹非凡)

学生丁:我们小组在做实验2时,想了又想,将盒盖打开,发现铁盒子又还原了,我们认为空气加热后会膨胀,冷却后内部气压比外界小,所以铁盒变瘪。

学生戊:……

教师:请同学们归纳得出结论……

总之,科学实验探究的教学要以新课程理念为指导,注重探究要素实质,让学生发现和提出问题,完美显现探究过程形式,千万不要过于注重过程要素的形式,而忽视过程要素的实质,以免探究浅层化。

二、注重探究能力培养,谙熟实验探究操作

在科学实验探究教学中,有些教师担心学生提不出问题,创设情境时就主动地使用陈述性语言,有些教师也提出自己的困惑,部分学生总喜欢老师的陈述性语言前面再加个“为什么”就成了问题。其实这也正是学生缺乏思考的表现,教师要对学生问题化的陈述适当加以正确指导,在创设情境时给予一定问题技巧和要领引导,否则只会进行简单化、表面化探究要素的操作,彻底舍弃了深入研究如何操作来提高探究能力的实验过程。

案例:光的反射教学案例。

教师:(演示)激光器投射到镜面上。

教师问:请同学们观察,这里发生了光的反射现象,你们可提出什么问题?

学生甲:为什么光会发生反射?

学生乙:人类是怎样利用光的反射的?

学生丙:光反射要有什么条件?

(很长时间,才有学生提出“光的反射有何规律”的问题)

此案例典型的问题在于:问题情境的创设出现盲目性和问题组织不得要领,导致学生对课堂探究内容缺乏方向和目的,造成探究课题难以确定。如果改为如下教学过程,效果会大不一样。

教师:(演示)用激光器照射到镜面上,同学们观察到了什么现象?

学生甲:光有反射现象。

教师:(演示)我转动镜面,又观察到了什么?

学生乙:光的反射光线发生了改变。

教师问:对比一下,可提出什么问题?

学生丙:光的反射有什么规律呢?

总之,科学实验探究教学要创设合适的问题情境,要实现过程和方法的统一,要注重探究能力的培养,千万不要过于注重表面探究的操作,而舍弃探究能力的提高,以免探究表面化。

三、注重探究评价交流,完善实验问题设计

新课程改革和科学实验探究的着眼点不是改变知识结构,而是如何更好地培养学生的科学素养,为学生的终身发展服务,重视实验探究的学习评价过程,有可能引发学生新的发现。重视交流的过程有利于培养学生敏锐的洞察力,发展学生的批判性思维,养成严谨的科学态度;经历评价过程,能让学生体验探究过程中小组成员的整体力量,培养学生的合作精神。

案例:探究影响电磁铁磁性强弱的因素教学片段。

在探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验中,学生在对自己的实验结果进行评价时,有一小组发言:“我们通过改变电流大小探究电磁铁吸引大头针的数目时,发现吸引的个数区别根本不明显,甚至没有什么区别。”由此引发小组讨论:能否用其他方法代替呢?学生们大胆想象,提出可用“吸起铁屑的数目”或“放在旁边的小磁针的偏转幅度”来比较等多种优化方案,大大锻炼了学生的创新想象能力。

案例:探究影响摩擦力大小的因素教学片段。

在探究影响摩擦力大小的因素实验中,有一小组在交流时提出“还与接触面的大小有关”,该小组还提交了进行实验的方案及实验数据(其实不是很严密),这引起了其他小组同学的极大兴趣;在评价交流过程中的确发现了新的问题,此时对该组同学大力赞赏,并让他们在综合实践活动课中再来探究这一问题。如果教师平时忽视评价交流过程或武断地否定学生交流内容,必将导致学生在今后的评估、交流活动中不肯说实话,也不愿意讲真话,会抹杀学生的洞察力和探究热情,必然会使学生主体的灵活思维泯灭,这实在是对个体合理落差的漠视。

总之,科学实验探究教学要突出自主性、合作性, 注重探究评价、交流,千万不要过于注重实验问题设计,而忽视学习评价内容,以免探究片面化。

四、注重探究主体地位,兼顾探究导引作用

有人认为,实验探究中既然倡导以学生为中心,那么教师也就起不了什么作用;实验探究既然重过程,那么传统意义上的教师作为学生学习的评价者的角色就失去了光芒,于是出现了有些教师由过去的“一切皆管”变为“一切不管”的现象。其实在科学实验探究中,教师不是更清闲了,而是要担负起实验的导和引的作用(导演角色),担负起实验的参与和示范作用(演员角色),担负起实验活动中的资源调配作用(道具角色),即对学生的实验探究进行现场的观察和介入,为他们提供及时有效的指导。当个别学生做与实验探究无关的事情时,教师要及时加以引导,并提出明确的要求;学生在探究过程中游离主题或探究受阻时,教师应为学生提供及时的点拨;当探究过程中出现层次肤浅的现象时,教师要及时引导启发,打开学生的思维;当学生在学习的过程中思维碰撞出现火花闪现时,教师要在倾听中努力去感受和寻找,并及时给予肯定。

案例:大气压强探究式教学观摩课的点评。

上课教师利用丰富的教学资源:实物实验、多媒体演示、精彩讲授,完成了大气压强的存在、测量、应用等三个教学内容。教师通过演示实验:用抽气机将塑料瓶(可用空的雪碧瓶)内的空气抽出,可以看到塑料瓶逐渐被压瘪,将这一有趣的实验引入课堂,接着学生列举和演示日常生活中大气压的实例——覆杯实验(马德堡半球实验),完成了大气压强的存在这一内容学习,两种气压计的使用完成测量内容,最后介绍大气压的应用知识。课堂思路非常清晰,实验也很成功。可是资深的评委却为我们道出了本节课还有三个侧重点不同的“实验探究活动内容”,其机会捕捉了没有?第一个探究活动重在“收集证据证明”:是否存在大气压强;第二个探究活动重在“猜想和设计过程”:为什么要想到用间接方法,可用哪些方法来测定大气压强;第三个探究活动重在“交流和合作”:创新设计一个气压计。这堂课经专家一点评,我们深深感知在开展实验探究活动中教师的角色作用也是何等重要。总之, 科学实验探究教学既要突出学生的主体地位,又要兼顾教师的导引作用,千万不要过于重视探究主体地位,而忽视教师的作用,以免探究盲目化。

总而言之,在科学实验探究中,应明确实验探究的实质,突出以学生为主体进行的实验教学,按照认知规律,营造自主探究的思维环境,教师要承担起教学创新的责任,尽可能地让学生动起来。诚如教育家陈鹤琴所说:“凡是儿童能够自己做的应该让他们自己做,凡是儿童能够自己想的应该让他们自己去想”。