【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 釋、假設(shè)和驗(yàn)證。讓學(xué)生自己在探究過程中去理解和形成科學(xué)概念。例如，在理解摩擦起電的知識(shí)中，完全可以讓學(xué)生回憶自己在冬天脫毛衣的生活經(jīng)驗(yàn)，就立馬可以理解摩擦是可以生成電的，這樣的理解，就是建立在學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)上的，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出來的知識(shí)的體系是不可能忘記的；在學(xué)習(xí)地球公轉(zhuǎn)軌跡是一個(gè)橢圓這個(gè)科學(xué)概念的時(shí)候，教師可以問，為什么一年四季會(huì)有溫度的變化，夏天，那么熱，冬天那么冷，這個(gè)現(xiàn)象說明什么?，F(xiàn)在老師手上有個(gè)燈泡，靠近它，感覺到熱，遠(yuǎn)離它感覺的熱量少，那我們的地球與太陽的距離是不是在發(fā)生變化的？那地球繞太陽轉(zhuǎn)可不可能是個(gè)圓形了？不是圓形那是什么？。通過這樣一系列的問題，學(xué)生自然可以在已有的生活經(jīng)驗(yàn)下得出新的科學(xué)原理。對(duì)于這樣形成的科學(xué)概念，學(xué)生是不太容易忘記的。 科學(xué)探究的優(yōu)勢(shì)科學(xué)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)之所以能在基礎(chǔ)教育中受到廣泛的好評(píng)，能夠得到教師和學(xué)生的肯定，是因?yàn)榕c“演示”實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比有著不可代替的優(yōu)勢(shì)，它的優(yōu)勢(shì)主要集中在三個(gè)方面 科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)可以最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性探究式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是充分肯定學(xué)生的主體作用，它只是為學(xué)生創(chuàng)造出一個(gè)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，讓學(xué)生可以親力親為，特別是對(duì)基礎(chǔ)教育中的兒童而言，這是至關(guān)重要的，正如：皮亞杰所說的，親身投入是智力發(fā)展的關(guān)鍵，學(xué)生通過這樣一個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)，對(duì)活動(dòng)中涉及到的，提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、修改實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè)，都有一個(gè)深刻的體驗(yàn)，能夠積累大量的經(jīng)驗(yàn)。這樣的一個(gè)過程與簡(jiǎn)單的記憶科學(xué)知識(shí)的傳授相比，可以更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，這探究活動(dòng)中，學(xué)生就是整個(gè)活動(dòng)的主體，學(xué)生不是在記憶科學(xué)知識(shí)，而是在為自己的假設(shè)做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所有的工作都是出于他本身的需要，這樣就在根本上排除了學(xué)生被動(dòng)學(xué)的可能性，哪怕是實(shí)驗(yàn)最后失敗了，學(xué)生也會(huì)在失敗中學(xué)到自己的假設(shè)哪里出了問題，說明自己在知識(shí)體系有了缺陷，這樣就可以及時(shí)的完自己的知識(shí)體系。 科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)作技能科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)有很大一部分是需要學(xué)生自己動(dòng)手操作的，這些動(dòng)作技能會(huì)直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成功，例如：暴露在空氣中的鐵釘會(huì)生銹，對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，有學(xué)生提出是因?yàn)榻佑|到了空氣中的氧氣，這就需要實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，學(xué)生想要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，就必須掌握一系列的實(shí)驗(yàn)技能，如何使用酒精燈，特別是如何熄滅，按照什么順序組裝實(shí)驗(yàn)器材，如何把實(shí)驗(yàn)藥品放入到試管，試管又是怎么固定的，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后又是怎么清理實(shí)驗(yàn)器材的等等，都是學(xué)生所要掌握的動(dòng)作技能。這樣學(xué)生在科學(xué)探究中無形的培養(yǎng)了自己的實(shí)驗(yàn)動(dòng)作技能，除此之外，現(xiàn)在的很多探究活動(dòng)都是多人合作完成的，不同的人就有不同的想法、思維方式、實(shí)驗(yàn)理念，如何把不同人的思想融合成一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，為了完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)，都是需要成員不斷協(xié)調(diào)的，這樣就可以鍛煉學(xué)生的組織能力和語言溝通能力，特別是當(dāng)出現(xiàn)不同的意見時(shí)，如何去協(xié)調(diào)不同的思想碰撞。這樣的能力，在當(dāng)今的社會(huì)是非常重要的，同時(shí)，教師也是可以通過實(shí)驗(yàn)，在另外一個(gè)角度去測(cè)驗(yàn)學(xué)生是否掌握了已有的知識(shí)，因?yàn)樗鶎W(xué)的知識(shí)只有在實(shí)際的操作中才可以發(fā)現(xiàn)問題的所在，探究活動(dòng)也是在側(cè)面鞏固了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。 科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力在學(xué)習(xí)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)具備了一定的生活經(jīng)驗(yàn)和“原始的科學(xué)理論”，雖然這些生活經(jīng)驗(yàn)和“科學(xué)理論”可能是不科學(xué)的，例如：大多數(shù)學(xué)生在上學(xué)前，以為月亮是發(fā)光的，天上看到的星星都是很小的，至少比地球要小等等，這些都是學(xué)生已有的知識(shí)體系，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)新的科學(xué)知識(shí)時(shí)，就必須改正已有的知識(shí)體系。通過科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在活動(dòng)過程中，認(rèn)識(shí)到自己原先的知識(shí)體系與現(xiàn)實(shí)有哪些出入，讓他們可以走出自己的認(rèn)知誤區(qū)，幫助兒童從同樣的感官和經(jīng)歷中得出正確的科學(xué)原理，引導(dǎo)他們形成正確的科學(xué)知識(shí)體系，這樣的學(xué)生即使是遇到其他的問題，也可以通過調(diào)整自己的思維方式來解決問題。 科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一般步驟 創(chuàng)設(shè)情景、提出探究問題問題是推動(dòng)實(shí)驗(yàn)探究的根本原因，沒有一個(gè)需要解決的問題就不可能有后續(xù)的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，這個(gè)問題可以是教師引導(dǎo)提出的，也可以完全由學(xué)生自己提出。為了問題可以更好的被學(xué)生所接受，教師應(yīng)該在之前創(chuàng)設(shè)一個(gè)教學(xué)情景，使得問題的出現(xiàn)不至于太過突兀，同時(shí)在設(shè)計(jì)問題的難度是要充分考慮到學(xué)生已有的自己體系。例如：在基礎(chǔ)教育中，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)愛因斯坦的相對(duì)論提出自己的問題顯然是不現(xiàn)實(shí)。好的探究問題，應(yīng)該是在學(xué)生已有的知識(shí)體系內(nèi)，而且更加方便設(shè)計(jì)出相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)。例如：教師可以創(chuàng)造這樣一個(gè)教學(xué)場(chǎng)景，在日常生活中，我們常?？吹结斣谀绢^上的釘子，暴露在空氣中的部分往往是生銹的，而釘入木頭里面的部分則是不生銹的。在這樣的場(chǎng)景中，學(xué)生會(huì)根據(jù)自己不同的知識(shí)體系提出自己的問題，有些學(xué)生認(rèn)為是空氣中水分的原因，有些可能認(rèn)為是空氣中的氧氣原因，再者可能會(huì)認(rèn)為是木頭材質(zhì)的問題等等。這些問題還有另外一個(gè)特點(diǎn)就是問題本身沒有誰對(duì)誰錯(cuò)，有的只是設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耱?yàn)證自己提出的假設(shè)問題，可以驗(yàn)證就是正確的，反之，則是錯(cuò)誤的。 根據(jù)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生根據(jù)自己已有的知識(shí)體系，提出了自己的問題，自己的假設(shè)，現(xiàn)在就必須設(shè)計(jì)出可以驗(yàn)證自己?jiǎn)栴}、假設(shè)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。在此過程中，學(xué)生可能會(huì)產(chǎn)生很多的疑問，發(fā)生許多錯(cuò)誤，這時(shí)教師就應(yīng)該提供大量的實(shí)驗(yàn)素材，或者是與此相關(guān)的資料，以供學(xué)生作為參考。教師不能夠代替學(xué)生思考，但教師可以幫助學(xué)生思考。特別是在具體的某個(gè)實(shí)驗(yàn)的可實(shí)施性上，學(xué)生的思維方式都是發(fā)散性的，很難顧及到實(shí)驗(yàn)的具體操作，這時(shí)教師應(yīng)該給予一定的指導(dǎo)。例如：有的學(xué)生認(rèn)為鐵釘生銹的原因是因?yàn)榭諝庵械难鯕猓菍W(xué)生就需要制造氧氣，這時(shí)教師應(yīng)該就實(shí)驗(yàn)室氧氣制取實(shí)驗(yàn)做出相應(yīng)的解釋或者指導(dǎo)，保證氧氣的制取。 結(jié)合已有知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究步驟學(xué)生有了自己要探究的問題之后，就需要設(shè)計(jì)出一個(gè)可以驗(yàn)證自己探究假設(shè)問題的實(shí)驗(yàn)方案。在這個(gè)時(shí)候，學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生很多疑問，特別是以團(tuán)隊(duì)為單位的小組實(shí)驗(yàn)中，就更加容易出現(xiàn)“矛盾”，在這個(gè)時(shí)候，教師首先要做的是引導(dǎo)學(xué)生回憶已有的生活經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，是否可以借鑒到一些能夠適用于本次實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)。除此之外，教師還應(yīng)該為學(xué)生提供大量的文獻(xiàn)資料，可以擴(kuò)展學(xué)生的思維角度，從各個(gè)方向考慮實(shí)驗(yàn)方案的可行性，最終設(shè)計(jì)出一個(gè)既有可行性又嚴(yán)密邏輯性，同時(shí)能夠驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假設(shè)問題的實(shí)驗(yàn)方案。整個(gè)探究團(tuán)隊(duì)在這個(gè)過程中，會(huì)有形形色色的假設(shè)，各種各樣的思維方式，團(tuán)隊(duì)成員需要閱讀大量的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，前人經(jīng)驗(yàn)，不斷地對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改、論證。在這樣的一個(gè)反復(fù)驗(yàn)證、反復(fù)修改的過程中，學(xué)生的科學(xué)探究思維方式可以得到極大的提升，與此同時(shí)學(xué)生的收集資料能力、建立假設(shè)能力、知識(shí)嫁接能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告能力都可以得到長(zhǎng)遠(yuǎn)的鍛煉。 交流評(píng)價(jià)、確定最后探究方案在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生應(yīng)該把自己的實(shí)驗(yàn)方案，以多媒體或者黑板演示的方式向教師、其他學(xué)生、其他實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)展示。這個(gè)既是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案本身的一個(gè)評(píng)價(jià)，特別是一些細(xì)節(jié)的處理上，在可以結(jié)合大家的知識(shí)去完善甚至改進(jìn)它，又是一個(gè)鍛煉學(xué)生語言表達(dá)、邏輯思維的方法。往往一個(gè)細(xì)節(jié)的修改可以給整個(gè)實(shí)驗(yàn)帶來極大的便利。 實(shí)施探究方案在確定完實(shí)驗(yàn)方案之后，就是如何去完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，這時(shí)就要求學(xué)生嚴(yán)格的按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能夠在根據(jù)自己的突發(fā)思維去更改實(shí)驗(yàn)步驟了。與此同時(shí)，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生的某些實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行指導(dǎo)和培訓(xùn)，特別是一些涉及到危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)藥品的實(shí)驗(yàn)，更是要讓學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)安全和人身安全。當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)，要及時(shí)的思考失敗的原因，是自己操作的問題，還是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案上的問題，做到及時(shí)的調(diào)整和修訂?？茖W(xué)探究本身就是一個(gè)沒有唯一答案的過程，不斷根據(jù)實(shí)驗(yàn)修改探究步驟，才是科學(xué)探究的本質(zhì)。 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、總結(jié)實(shí)驗(yàn)得失這個(gè)環(huán)節(jié)往往是被很多學(xué)生忽略的，很多學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)以后就認(rèn)為本次實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)結(jié)束了。其實(shí)不然，我們還應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)的得失進(jìn)行分析、討論、總結(jié)。要把實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)上升到理論。實(shí)驗(yàn)成功了，固然是好，但是我們需要知道為什么會(huì)成功，成功的地方是在哪里？這一次成功是團(tuán)隊(duì)集體的或者是你結(jié)合教師知識(shí)的原因，那么下次，你是否可以獨(dú)自完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。因此我們需要有這樣一個(gè)總結(jié)、消化、最終吸收的過程，把集體的智慧融入到自己的知識(shí)體系中來。同樣，實(shí)驗(yàn)最終是失敗的，那么又是什么原因?qū)е率〉模麓芜€會(huì)不會(huì)失敗，我們要知道實(shí)驗(yàn)是沒有失敗的，哪怕再失敗的實(shí)驗(yàn)就是有它的價(jià)值，我們所要做的就是去挖掘這個(gè)失敗背后的價(jià)值，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，為下一次實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。在這樣的總結(jié)過程中，學(xué)生可以回顧實(shí)驗(yàn)的經(jīng)過，回憶探究的流程，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、總結(jié)實(shí)驗(yàn)得失，把這些原本陌生或者抽象的知識(shí)體系納入到自己的知識(shí)體系中，最終應(yīng)用到自己以后的學(xué)習(xí)生活。四、 探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的案例展示1 案例一：傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例《二氧化碳的物理性質(zhì)》引入：從人工降雨、舞臺(tái)云霧幻境的動(dòng)畫、圖片等開始。提問：二氧化碳除這兩個(gè)用途外，還知道CO2哪些知識(shí)和用途？引發(fā)學(xué)生思考和交流。板書：二氧化碳的用途：綠色植物進(jìn)行光合作用的原料，制造飲料，用于滅火，舞臺(tái)效應(yīng)等。既然二氧化碳有那么大的用途，那么，二氧化碳是一種什么樣的物質(zhì)呢？演示：探究二氧化碳的物理性質(zhì)①圖所示的實(shí)驗(yàn)，考慮到采用學(xué)生實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備量大、實(shí)驗(yàn)的成功率，可改為演示實(shí)驗(yàn)。得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象②二氧化碳溶于水的實(shí)驗(yàn)除了課本用針筒的實(shí)驗(yàn)外，也可用500毫升的塑料瓶做實(shí)驗(yàn)，裝置和現(xiàn)象如圖。儀器充足讓學(xué)生自己做。結(jié)論：板書：二氧化碳的物理性質(zhì)：無色、無味的氣體；密度比空氣大，；能溶于水，一體積水溶解一體積二氧化碳；加壓降溫后變無色液體，雪狀固體（稱為干冰）——人工降雨和舞臺(tái)效應(yīng)。探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)教學(xué)思路介紹：在此課堂前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的知識(shí)，已有一套探究氧氣的實(shí)驗(yàn)思路，同時(shí)學(xué)生也具備一定的生活經(jīng)驗(yàn)，教師可以利用學(xué)生已有知識(shí)體系，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生按照探索氧氣性質(zhì)的思路去探究二氧化碳的思路?！緞?chuàng)設(shè)教學(xué)情境】教師：上課前老師這邊有個(gè)腦筋急轉(zhuǎn)彎：我們無時(shí)無刻都在做的一個(gè)動(dòng)作是什么？學(xué)生：呼吸教師：那我們吸進(jìn)去的是什么？呼出來的又是什么？學(xué)生：吸入氧氣，呼出二氧化碳教師：上節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了氧氣的性質(zhì)，有物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)。大家可以回憶下。同樣的道理，對(duì)于今天學(xué)習(xí)二氧化碳，有關(guān)它的物理性質(zhì)，你們又想知道什么呢？【學(xué)生提出假設(shè)問題】學(xué)生在已有的氧氣知識(shí)體系中，可以衍生出相關(guān)類似的二氧化碳物理性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移的能力。學(xué)生：顏色？氣味？能不能和氧氣一樣助燃？密度比空氣怎么樣？能不能溶于水？