基于科学探究的初中科学教学思考

李兴强

随着新课程改革的深入发展，“核心素养”成为教育热词.从发展学生的核心素养出发，我们要将学生培养为发现者、研究者和探索者.那么，对于初中科学学科而言，如何在教学中激发学生的探究欲望，提高学生的探究能力呢？下面结合“巧妙判断导线首尾”的探究实验谈一些笔者的思考.

一、提出探究问题，供给探究器材

1.提出探究问题.

学校有一束电缆线，该电缆线内部一共存在同一种颜色的三根导线，导致从黑箱的外侧无法判断哪两端是属于同一根导线的.这一束电缆线相当长，一端在校门口，另外一端在实验室.请大家根据平时课堂上所学，想一想有没有方法将这三根导线的端点进行区分.写出你的探究方案，然后我们一起来评价，看谁的方法巧妙.

设计意图：培养学生的科学素养的最佳方法是引导学生将学到的科学知识用于探究与解决实际问题.该问题的设计，贴近学生的生活，又与学生的已有知识、经验相联系，在激发学生的探究欲望的同时，能使学生感受到科学学习的价值，促使学生养成用科学的思维去观察生活、思考生活的习惯.

2.供给探究器材.

模拟那束电缆线的黑箱（在黑箱的内部设置三根导线，黑箱的外侧各设置三个接线端），干电池（1节），小灯泡（2只），开关、导线若干.

设计意图：通过实验器材的给定，能将实际问题模型化.从提供的器材来看，都是学生熟悉的实验器材，而且操作简便又不失对实际问题的模拟.除了用实验室器材外，还可以引导学生从生活出发，利用生活中的物品自制低成本实验器具进行探究活动，进一步开发学生的动手、动脑能力.

二、定制探究目标，明确评价要点

没有目标的探究势必没有太多的体验度.在明确的探究目标下，向着目标有序推进，不仅能使学生体验科学探究的过程，还能增进学生对科学探究的理解，并在探究中提高能力.对于具体的探究活动而言，探究目标应围绕着提高学生的能力，让学生经历“提出科学问题→作出猜想和假设→设计实验→探究实验→收集数据→分析与论证”的探究过程.那么，如何评价学生完成探究目标的状况呢？笔者结合探究内容设置评价要点，便于考核与评价学生的探究过程，使学生通过评价来了解自己的探究成效，并对自己的探究活动进行相应的调整.

例如，“巧妙判断导线首尾”实验，是一个应用简单电路知识解决实际问题的探究性实验.在解决这一问题的实验探究过程中的评价要点，笔者从如下几个方面进行设置.（1）制定计划与设计实验.能否形成一个正确的电路；能否做出正确的判断；是否符合实际；是否最优方案.（2）进行实验与收集数据.能否按电路图连接成正确的电路；实验操作是否规范，如开关是否先断开；是否体现良好的实验习惯（如是否检查电路，实验完毕是否整理器材等）；能否列表格记录实验结果.（3）表达交流与相互合作.能否在实验报告中清楚地表达实验的过程和结果；能否在讨论方案时相互启发；能否在实验中相互协作；能否对实验结果共同分析；能否在汇报交流时相互配合.

三、设计探究方案

这是一个黑箱模拟实验.实验设计思路，可以从黑箱到白箱再到黑箱.设计实验方案可以从以下几个角度考虑：①用导线把端点短接，可以同一侧的两个端点或三个端点；②用一只或两只灯泡，如两只灯泡，可以在同侧或异侧；③灯泡与电源可以直接连接和不直接连接，可以在同侧和异侧.

1.常见方案的设计.

方案1：如图1，用导线连接1和2两端，然后分别在4和5间、4和6间、5和6间串接电源和灯泡，灯泡亮时，3端必定与右侧空端为同一导线的两端.然后用导线把1和3端连接，用同样的方法判断出另一导线的两端.

结果与分析：由表1中①②③可知，3和4两端属同一导线；由④⑤⑥可知，2和6两端属同一导线；由⑦⑧⑨可知，1和5两端属同一导线.只要实验操作前6步，就能判断出三根导线的首尾.

方案2：把灯泡接在1和2两端，然后分别在4和5间、4和6间、5和6间串接电源和灯泡.当灯泡亮时，3端必定与右侧空端为同一导线的两端.然后把灯泡接在1和3两端，用同样的方法判断出另一导线的两端.

结果与分析： 由表2中①②③可知，3和4两端属同一导线；由④⑤⑥可知，2和6两端属同一导线；由⑦⑧⑨可知，1和5两端属同一导线.只要实验操作前6步，就能判断出三根导线的首尾.

方案3：将A、B两只灯泡分别接在1和2端与2和3端之间，然后分别在4和5、4和6、5和6两端间接电池.如果两只灯光都亮，就说明灯泡是串联的关系.通过分析判断出2端必定与此时右侧空端为同一导线的两端.如果A灯亮，B灯不亮，就能判断出另一导线的两端.

结果与分析：由表3中①可知，2和6两端属同一导线；由②可知，1和5两端属同一导线；由③可知，3和4兩端属同一导线.只要实验操作前2步，就能判断出三根导线的首尾.

从学生设计的探究方案来看，学生思维得以充分发散.虽然说可能还有其他的方法，但是学生在小组合作和交流的过程中已经有了尝试的意识，而且有一种方案比选和优化的实践体验.除了方案的比选外，我们还可以将问题进一步拓展和延伸.如，改变探究条件：如果实验器材中有电压表，但没有灯泡， 其他实验器材不变，此时如何运用电压表判断电缆线中的导线首尾？又如，改变探究情景： 如果三根导线中其中一根断线，其他实验器材仍不变，此时如何判断电缆线中哪一根导线断路？在问题的引领下，学生进一步探究与思考.

四、教学启示与感悟

1.探究始于问题， 问题选择要适合.

探究活动可以是教材中规定的实验内容，也可以是一个具体的问题或困惑.问题是探究之始.那么，问题从何而来呢？可以源于习题.比如，“巧妙判断导线首尾”探究活动的问题，笔者就是从常见的练习题、考题中选来的.这是一个贴近学生生活实际的好问题.问题的设置要具体、适度，既要给学生的思维带来一定的挑战性，又不能超出学生的能力之外，合理地控制好“度”.“度”在哪里？即为学生的最近发展区.问题设置必须从学生的具体学情出发.探究活动，既要结合学生的学情，又要联系学生的生活.这样的问题设置，能够激发学生的探究欲望，并给学生留下更多的情感体验.

2.探究活动要动手做，做中学.

探究的过程是实践的过程，强调“动手做”，做（或选择）实验器材，设计实验方案，自主记录并处理实验数据，这些无一不需要学生亲自去实践、去做.“做中学”是一种更久不变的教育思想，也是有效培养学生的核心素养的学习方式.“巧妙判断导线首尾”科学探究活动，选择的活动材料简单，实验操作相当方便，能够激活每个学生的思维，促进其积极地动手、动脑，体现了“做中学”的教育思想.从物理新课标来看，教育理念上突出了“注重科学探究，提倡学习方式多样化”.探究式学习方法不是假大空的理论，俨然成为学生学习科学的强有力的工具与方法.在探究过程中，为了解决问题，学生必然会应用学习到的科学知识，并尝试着运用合理的实验手段与方法对问题进行拆解.探究问题答案的过程，不仅是知识应用的过程，还是学生学会学习、提高学习能力的过程.学生从中获得更多的体验，形成积极的情感和态度.

3.拓展探究时空，开展课外探究.

从课改发展情况和中考对学生科学探究能力提出的要求来看，仅仅利用课内探究题材组织探究式教学还远远不够，我们需要拓展探究时空，开展课外探究，引领学生在真实生活中探究.“巧妙判断导线首尾”探究活动就是一个很好的课外探究案例.在重视课内探究的同时，不能放弃学生课外探究的引领和要求.课外探究是课内探究必不可少的补充.它不受探究时空限制，具有广阔的探究题材.在生活中探究，情境更鲜活，过程更生动，结果更可贵.只要我们留心，生活中不乏有科学探究的案例.关键是，我们需要有一颗善于发现问题的心，不在习以为常的生活前丧失探究的乐趣.