加强指导调控提高探究实效

陈文满�おお�

学生探究活动是在教师的指导下进行的，教师指导的好坏是探究教学成败的关键。教师要全程跟踪指导，调动学生的探究积极性，设计好适应学生实际学习能力和水平的探究课题，防止学生盲目活动。为了实现对学生探究过程进行有效的指导与调控，实现探究过程的最优化，形成探究过程合理的实施模式，设想可以将探究过程进行分解。将整个过程分解成几个有机的组成部分，发现并明确问题——建立假设——搜集数据——设计实验——验证假设——得出结论——交流评价。从局部到整体，实现对整个探究过程的调控。

1引导学生提出科学型问题

教师在课堂中如何有效的调动学生积极、大胆地运用“自己的眼睛”看世界，用“自己的脑子”想问题，用“自己的语言”明示问题，不断地发现、提出和解决问题，是成功实施科学探究的重要保证。例如，在探究有关“阻力”的内容时，教师可以创设这样的问题情境：“同学们都有这样的体会，在公路上骑自行车时，速度越大，感觉空气的阻力越大。根据这个经验，你觉得空气阻力大小与速度的大小有什么关系？回忆风雨天气你撑开雨伞，迎风而走的场景，你觉得空气的阻力还可能与什么有关？”将生活经验和熟悉的社会生活事例作为问题背景，融入抽象的科学知识之中，提炼有价值的探究问题，激发学生的探究欲望，引发主动探究学习的动机。

2指导学生设计探究方案

科学家是通过事实和证据来理解和认识世界的。学生在科学探究学习中，要论证对问题的猜想和假设也只有通过寻找事实和证据的方法来达到，这是一个困难和艰巨的任务，有时还很漫长。所以人们为了在这样复杂的实验和探究过程中不会迷失方向，从操作的角度把探究的猜想和假设具体化、程序化，制定出了一个详细和完备的探究方案和实验方案。

2.1指导学生遵循实验设计的基本原则

2.1.1科学性原则

科学性原则包括：实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性及实验结果处理的科学性。

2.1.2简便可行性原则

简便是指在实验设计时，要尽量做到实验材料容易获得，实验装置简单，实验药品便宜，实验操作简便，实验步骤较少，实验时间较短。

例如，在《自然科学》旧教材中，研究浮力的大小与排开液体的关系时，教材是这样设计的。先用弹簧秤称出金属块在空气中的重力，再把金属块浸没在溢杯的水中，求出金属块在水中受到的浮力F浮。然后称出被金属块从溢杯排到小桶中的水的重量，记作G排液。把金属块部分浸入水中，再重复上述实验，如图1所示。此实验也经常在考试或练习中出现。因此，教师在教浮力时也经常采用此实验设计，而忽视了新教材中的实验设计，从而抑制了学生在科学探究中创新能力的培养。新教材中探究浮力与物质排开水的关系实验设计如下。

每2～3人为1个小组，给学生如图2的器材，完成下列内容。

（1）你认为浮力的大小跟物体排开水的多少有什么关系？

（2）用所给的器材定性研究浮力的大小跟物体排开水多少的关系。

（3）和组内同学讨论如下问题：①要定量研究水的浮力大小与物体排开水多少的关系，需要做什么？②图2中的量筒和溢杯在研究中有什么用？③实验中需要直接测量哪些量？

（4）在笔记本上写下简单的实验步骤，设计实验记录草表，并与其他同学交流，经过讨论，共同确定实验步骤和实验记录表。

（5）进行实验，并把实验数据记录在表格中。

（6）分析实验数据，写出实验结论。

通过上述实验的创新设计可以明显发现，旧教材中实验设计侧重于教师的教而忽视了学生的学。在创新的实验设计中，教师在实验的过程中始终扮演着指导、组织的角色，把活动的时间几乎完全交给了学生，让学生充分享受探究的乐趣。在探究中学生不仅学习到了知识，而且还提高了自己的实验设计能力、实验操作能力、分析归纳能力，以及与他人合作交流的能力。因此实验探究的创新设计对激发学生学习科学的活力和培养实验探究能力具有重要意义。

2.1.3设置对照原则

要使一个实验更能说明问题，一定要有正反两个方面的实验进行对比。本原则指的是，在实验中设置对照组，与实验组进行对比，以显示实验的效果。通过设置实验，对照对比，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。

2.1.4单因子变量原则

这一原则要求在方案设计时，必须控制影响实验结果的诸多因素，使其只有一个因素是变量，其余皆为常量。在实验时，控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。这样能够排除其他影响实验结果的因素的干扰，能够清楚地显示变量对实验结果的影响。

例如，在“种子萌发需要什么条件”的教学中，笔者曾经听了一位教师的公开课。

师：根据你们的生活经验，说说影响种子萌发的因素有哪些？

生1：可能跟水有关，因为豆芽萌发时要浇水。

生2：一般种子都在春天萌发，在冬天不能萌发，应该跟温度也有关。

生3：生物呼吸需要氧气，那种子的萌发也需要氧气。

师：大家讨论得到了影响种子萌发的因素有温度、水分、氧气。如何用控制变量法来设计对照实验呢？

生4：设置一组对照实验，1粒种子浸入水中，另1粒种子加入少量的水。

生5：用1粒种子有偶然性，应取多粒种子进行实验。实验变量有3个，应控制2个量不变来研究第3个量，所以需设计两两对照的3组实验。

小组讨论后，学生最终设计出如图3所示的对照实验。

通过实验，在知识层面上，学生知道了绿豆种子萌发的条件和萌发的过程；在操作层面上，学生明确了控制变量的方法；在情感层面上，培养了学生细致观察与持之以恒的品质，达成实验教学的预设目标。除此之外，学生还有许多新的发现和收获。如：在有光和无光条件下植物种子都能萌发，但有光条件下植物种子的胚芽底部和胚轴部分呈现紫红色，且幼苗较为粗壮；而无光条件下植物种子的胚芽底部和胚轴部分颜色偏白，且幼苗细长。从学生的实验记录中，不难看出学生在开展实验的过程中，有许多意外发现，这是教师传授知识所不能做到的。同时，也可以看出学生具有一定的观察能力和辨证精神，如能得到教师的肯定鼓励及多次训练，加以巩固后，就能提升为一种学习品质。

2.2加强设计过程的指导

在设计方案时，根据不同的假设，将学生分组，由学生自由讨论，研究本组方案的实验过程，确定所需的仪器、材料及药品，并说明实验原理，画出实验装置简图。讨论时，教师用暗示性的语言启发学生思维。如能否改用其他实验材料、能否使用别的仪器、还有没有别的实验方法等。教师的启发与鼓励，可使学生的个性得到充分发挥，创新意识得到加强。

2.3帮助学生分析方案的可行性、优劣性

科学探究要求学生学会动脑、动手设计实验方案，有时还要求学生画出实验的装置图、设计实验报告等。在认真思考的过程中，学生能设计出多种方案，学生在讨论所设计的方案时，常常会出现一些有益的争论，而在争论中往往又引发新的发现，这样就会得出最佳设计方案，从而开发了学生的智力。

例如，在“研究杠杆的平衡”实验中，教师可以用学生熟悉的跷跷板为例，提出跷跷板须满足什么条件才能平衡？经过讨论后，学生一致认为：体重较重的人离支点近一些，体重较轻的人离支点远一些。所以他们认为杠杆的平衡跟力的大小与力臂的长短有关。那么这些量之间有什么关系呢？我们现在要在实验室里研究杠杆的平衡条件，应该怎样设计实验（已知实验器材）？

生1：先让杠杆处于静止状态，再挂钩码使杠杆再次处于静止状态。

生2：杠杆的静止状态包括水平静止和倾斜的静止，倾斜的静止无法直接读出力臂值，所以要求水平静止。这样既方便直接读出力臂值，也能消除杠杆重力对实验的影响（很好地解释了杠杆为什么要水平静止）。

生3：有道理。然后在杠杆两边挂钩码，使杠杆再次平衡，记下力和力臂的值。

生4：钩码个数要不同，而且要多次实验，这样才能得出一般性的规律。

生5：在另一侧用弹簧秤向下拉也可以。

生6：在同侧拉也可以，但方向要向上。

生7：要在竖直方向拉，斜拉时力臂也不能直接读出（比实际值小），要不等会儿我们比较一下这两种拉法读数有无差别。

在学生自己不断的补充中，使实验方案逐渐完善，学习难点也逐个攻破。

简单的方案学生可以设计好，而对于较难的实验，教师要引导学生设计，但不管怎样的方案，教师都不要急于评价，应创设出适宜的情境，让学生在争论中选择优化方案，这样不仅能对所学知识融会贯通，同时也培养了学生的发散性思维。可见，对学生设计的实验方案，只要实际可行，或者虽有缺陷，但只要稍加改进也能解决问题的，都应予以肯定，这样才能激发学生进一步探究的兴趣。为使学生设计出较合理的实验方案，教师在关键问题处理上，要及时用暗示性语言启发学生思考。根据学生设计出的各种方案，教师要求学生一起分析每个装置的优缺点，让学生自己得出最合适的设计方案，作为解决探究目标的最佳设计。

2.4组织学生合理分工，有效探究

与人合作是学生在探究学习中的重要行为，也是未来社会所需人才的基本能力之一。但由于学生在认识上、经验上、精力上的限制，不能自主进行合理分工，需要教师给予协助。

3加强探究活动实施环节的调控

按照预期设想开展探究并让教师参与其中，这是整个探究过程中最重要的部分，做好这一环节，对于整个探究活动有举足轻重的作用。

3.1探究之前形成“心向”

在探究过程中教师的任务主要是从贴近学生的生活和已有的经验出发，创设适宜的情景去引导学生关注探究的任务，并让学生自主地提出探究的问题。在探究过程中，达成的目的就是让学生明确将要研究的问题，这样就有利于学生在探究中有明确的目标和充足的探究动力。

3.2教师参与活动和辅导

在学生进行探究时，教师应该是一名参与者而不是一名旁观者，要和学生一起观察，一起发现，一同进步。另外教师还应是学生进行探究的坚实后盾，及时给有困难的学生帮助和支持，还要善于发现学生在探究过程中的一些错误，并及时纠正。

3.3在探究教学中“留白”

现代格式塔心理学派的“完形压强”理论认为，当人们在观看一个不完满的即有“缺陷”、“空白”的事物时，会情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”并使大脑积极兴奋地活动，去填补和完善那些“缺陷”和“空白”，使之趋向完美，构建成一个“完形整体”，从而达到内心的平衡，获得感受的愉悦。因此，在教学中要给学生留下必要的时间和空间（包括心理空间、思维空间），并让学生利用这些“空白”，自主活动，自己建构、探索知识。

3.4和谐人际关系

心理学研究表明，轻松愉快的学习气氛能使学生以愉快的心境学习、思考并获得知识，它有利于培养学生的学习兴趣。创造轻松愉快氛围的关键是使学生对教师有亲切感。教学不仅是教与学的关系，同时也是师生双方的感情和思想的交流。师生关系直接制约学生的情感和意志，影响学生的认知活动。学生喜欢的教师一走进教室，课堂气氛就会显得活跃，学生的学习兴趣就会油然而生。

3.5及时对探究活动进行小结

在学生探究进行到一定阶段，就有必要组织学生进行及时的小结。通过小结，学生对于自己的活动重新进行审视，其作用不单单是小结过去探究的得失，更重要的是有利于余下的，乃至将来的探

究活动的开展。

3.6重视对探究成果的积累和整理

学生在整个探究过程中，随时会有一些惊奇的发现，而这些成果又是非常珍贵的。通过各种形式的记录，就可以及时地对这些发现进行整理，抓住这些珍贵成果。

3.7重视对探究活动的反思

教师在这个过程中及时、适时、全面地引导学生进行反馈和评价，着重于反馈和鼓励，让学生对自己的活动过程以及知识技能和情感态度等进行总结。利用思维交流，学生反思自己的探究活动，寻找闪光点，增强探究信心，有利于今后探究活动的开展。同时教师也要对整个活动过程进行反思，以便于下次更好地进行调控。

总之，教师要充分发挥探究教学的优势，让自主探究成为学生学习科学的阳光大道。教师要继续依据教学内容，多从学生的实际出发，通过各种途径引导学生利用现有的实验器材，设计出各种探究任务，并引导学生自主设计和操作，使学生真正主动地参与学习，成为学习的主体。