【正文】 同樣的道理，對于今天學習二氧化碳，有關它的物理性質，你們又想知道什么呢？【學生提出假設問題】學生在已有的氧氣知識體系中，可以衍生出相關類似的二氧化碳物理性質，培養(yǎng)學生知識的遷移的能力。【創(chuàng)設教學情境】教師：上課前老師這邊有個腦筋急轉彎：我們無時無刻都在做的一個動作是什么？學生：呼吸教師：那我們吸進去的是什么？呼出來的又是什么？學生：吸入氧氣，呼出二氧化碳教師：上節(jié)課中，我們學習了氧氣的性質，有物理性質、化學性質。結論：板書：二氧化碳的物理性質：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）——人工降雨和舞臺效應。得到實驗現(xiàn)象②二氧化碳溶于水的實驗除了課本用針筒的實驗外，也可用500毫升的塑料瓶做實驗，裝置和現(xiàn)象如圖。板書：二氧化碳的用途：綠色植物進行光合作用的原料，制造飲料，用于滅火，舞臺效應等。四、 探究實驗教學的案例展示1 案例一：傳統(tǒng)的實驗教學案例《二氧化碳的物理性質》引入：從人工降雨、舞臺云霧幻境的動畫、圖片等開始。同樣，實驗最終是失敗的，那么又是什么原因導致失敗的，下次還會不會失敗，我們要知道實驗是沒有失敗的，哪怕再失敗的實驗就是有它的價值，我們所要做的就是去挖掘這個失敗背后的價值，總結出實驗的經(jīng)驗，為下一次實驗奠定基礎。實驗成功了，固然是好，但是我們需要知道為什么會成功，成功的地方是在哪里？這一次成功是團隊集體的或者是你結合教師知識的原因，那么下次，你是否可以獨自完成這個實驗。其實不然，我們還應該對實驗的得失進行分析、討論、總結?？茖W探究本身就是一個沒有唯一答案的過程，不斷根據(jù)實驗修改探究步驟，才是科學探究的本質。與此同時，教師應該對學生的某些實驗技能進行指導和培訓，特別是一些涉及到危險實驗藥品的實驗，更是要讓學生注意實驗安全和人身安全。往往一個細節(jié)的修改可以給整個實驗帶來極大的便利。 交流評價、確定最后探究方案在此環(huán)節(jié)中，學生應該把自己的實驗方案，以多媒體或者黑板演示的方式向教師、其他學生、其他實驗團隊展示。整個探究團隊在這個過程中，會有形形色色的假設，各種各樣的思維方式，團隊成員需要閱讀大量的實驗報告，文獻數(shù)據(jù)，前人經(jīng)驗，不斷地對實驗方案進行修改、論證。在這個時候，學生往往會產(chǎn)生很多疑問，特別是以團隊為單位的小組實驗中，就更加容易出現(xiàn)“矛盾”，在這個時候，教師首先要做的是引導學生回憶已有的生活經(jīng)驗或者實驗操作經(jīng)驗，在此基礎上，是否可以借鑒到一些能夠適用于本次實驗的經(jīng)驗。例如：有的學生認為鐵釘生銹的原因是因為空氣中的氧氣，那學生就需要制造氧氣，這時教師應該就實驗室氧氣制取實驗做出相應的解釋或者指導，保證氧氣的制取。教師不能夠代替學生思考，但教師可以幫助學生思考。 根據(jù)問題，設計實驗方案學生根據(jù)自己已有的知識體系，提出了自己的問題，自己的假設，現(xiàn)在就必須設計出可以驗證自己問題、假設的實驗計劃。在這樣的場景中，學生會根據(jù)自己不同的知識體系提出自己的問題，有些學生認為是空氣中水分的原因，有些可能認為是空氣中的氧氣原因，再者可能會認為是木頭材質的問題等等。好的探究問題，應該是在學生已有的知識體系內，而且更加方便設計出相關的探究實驗。為了問題可以更好的被學生所接受，教師應該在之前創(chuàng)設一個教學情景，使得問題的出現(xiàn)不至于太過突兀，同時在設計問題的難度是要充分考慮到學生已有的自己體系。通過科學探究實驗，學生可以在活動過程中，認識到自己原先的知識體系與現(xiàn)實有哪些出入，讓他們可以走出自己的認知誤區(qū)，幫助兒童從同樣的感官和經(jīng)歷中得出正確的科學原理，引導他們形成正確的科學知識體系，這樣的學生即使是遇到其他的問題，也可以通過調整自己的思維方式來解決問題。這樣的能力，在當今的社會是非常重要的，同時，教師也是可以通過實驗，在另外一個角度去測驗學生是否掌握了已有的知識，因為所學的知識只有在實際的操作中才可以發(fā)現(xiàn)問題的所在，探究活動也是在側面鞏固了學生的實驗技能。 科學探究實驗可以培養(yǎng)學生的動作技能科學探究實驗有很大一部分是需要學生自己動手操作的，這些動作技能會直接關系到實驗的成功，例如：暴露在空氣中的鐵釘會生銹，對于這個現(xiàn)象，有學生提出是因為接觸到了空氣中的氧氣，這就需要實驗室制取氧氣，學生想要完成這個實驗，就必須掌握一系列的實驗技能，如何使用酒精燈，特別是如何熄滅，按照什么順序組裝實驗器材，如何把實驗藥品放入到試管，試管又是怎么固定的，實驗結束后又是怎么清理實驗器材的等等，都是學生所要掌握的動作技能。 科學探究的優(yōu)勢科學探究式實驗教學之所以能在基礎教育中受到廣泛的好評，能夠得到教師和學生的肯定，是因為與“演示”實驗教學相比有著不可代替的優(yōu)勢，它的優(yōu)勢主要集中在三個方面 科學探究實驗可以最大程度激發(fā)學生學習的積極性探究式的實驗教學是充分肯定學生的主體作用，它只是為學生創(chuàng)造出一個實驗的環(huán)境，讓學生可以親力親為，特別是對基礎教育中的兒童而言，這是至關重要的，正如：皮亞杰所說的，親身投入是智力發(fā)展的關鍵，學生通過這樣一個科學探究活動，對活動中涉及到的，提出問題、設計實驗、修改實驗、操作實驗、驗證假設，都有一個深刻的體驗，能夠積累大量的經(jīng)驗。通過這樣一系列的問題，學生自然可以在已有的生活經(jīng)驗下得出新的科學原理。例如，在理解摩擦起電的知識中，完全可以讓學生回憶自己在冬天脫毛衣的生活經(jīng)驗，就立馬可以理解摩擦是可以生成電的，這樣的理解，就是建立在學生已有的生活經(jīng)驗上的，在此基礎上構建出來的知識的體系是不可能忘記的；在學習地球公轉軌跡是一個橢圓這個科學概念的時候，教師可以問，為什么一年四季會有溫度的變化，夏天，那么熱，冬天那么冷，這個現(xiàn)象說明什么。科學探究理念恰恰體現(xiàn)了構建主義理論的思想，所以在科學探究成程中，教師應該充分發(fā)揮學生已有的知識體系，讓學生在自身的知識和生活經(jīng)驗的基礎去對教師提出的問題進行分析、解釋、假設和驗證。所謂的同化就是學習者把新的知識結構納入到已有的知識體系中，進一步完善自身的知識體系。構建主義理論應用到科學探究教學中，就是認為坐在課堂中的每一位學生并不是一張簡單的白紙，在日常的生活經(jīng)驗中、之前的知識學習中已經(jīng)形成了相關的知識，當面對新的問題時，學生會根據(jù)已有的認知，對問題進行解釋、提出自己的假設、設計實驗、完成實驗、驗證假設。 構建主義理論構建主義理論在某種意義上可以說是對認知科學理論的進一步發(fā)展，構建主義理論認為，我們所生活的世界或者我們所要認知的事物是客觀的，但是如何去理解、認知我們這個世界的個人是不受外界約束的。由此不難發(fā)現(xiàn)，科學探究能力中的不可或缺的一種能力就是動作技能，學生在進行科學探究過程中，不光光是對學生的動手能力的培養(yǎng)，更加重要的是鍛煉了學生的對問題或實驗現(xiàn)象的分析、推理、假設、驗證能力。學生在掌握了科學知識和原理的本身，也學會了如何去構建自己所需的知識結構體系，所以說科學探究的兩大理論基礎分別是：認知科學理論和建構主義理論。但是由于受到長期以來“重考試、輕能力”的傳統(tǒng)教學模式的影響，新時期下，科學探究理念的推廣和實施還是需要我們付出不懈的努力的。特別是在新的《義務教育科學課程標準》出臺之后，進一步確定了探究教學作為一種重要而有效的教學手段的地位，同時也是在教學內容上，對學生提出了探究學習的要求標準，明確提出開展學生的科學探究能力培養(yǎng)是新時代下對基礎教育的新要求、新目標。我國的探究學習明顯晚于西方國家，直到20世紀80年代為止，在探究學習上的研究還處于起步階段，科學課堂的教學方式還是以傳統(tǒng)的講授式教學為主，教師把科學書本知識灌輸給學生，學生的主觀能動性很難在教學過程中得到培養(yǎng)和提升。如美國在1966年制定的《國家科學課程標準》，英國在2000制定的《國家科學教育課程標準》，日本出臺的“世紀理科教育改革的基本方針”，等，都是為了提倡探究學習。此后布魯納和肯尼在發(fā)表的《認知發(fā)展研究》中指出，要幫助學生理解各學科的深層結構，而不是讓學生簡單記憶那些無關聯(lián)的事實。加涅提出“探究的學習條件”，為探究學習的實踐研究奠定了基礎。他為科學教育中的實驗教學開啟了一扇嶄新的大門。教師通過引導學生進行探究實驗來傳授知識，學生也在探究實驗中完成對科學原理的理解。著名的生物學家、教育家施瓦布在實驗的基礎的提出了“探究式實驗教學的教學方法”，他認為科學知識不是固定不變的，隨著探究方式的更新，它們會不斷地修正。美國人杜威第一次提出：學校需要變革，他意識到了教學中忽視學生的自主意識和內在學習動力的弊端。2 實驗教學由“演示實驗”向“探究實驗”轉變 探究式實驗教學的起源科學課程在20世紀以前，一直是被認為是一門直接灌輸給學生的課程，教學方式也是以講解式教學為主，教師講，學生聽。只有這樣才能在設施上確保實驗教學的普及。只有這樣，我們的祖國才有更加堅實的人才儲備基礎。我們應該給實驗教學創(chuàng)造一個良好的客觀條件，讓教師和學生可以沒有器材上的擔憂。這樣的實驗教學對學生而言，根本是沒有任何吸引力的，所以在實驗教學中雖然課堂的氣氛很活躍，學生都很亢奮，但真正意義上學生的主動性、參與度是很低的，更加不用說培養(yǎng)學生的實驗技能和實驗意識了。實驗結束后，學生除了看了一場精彩表揚，別的什么都沒有學到。把這些所謂的考試會考到的知識點，先讓學生記錄、背誦好，然后教師再在課堂上面做實驗，在整個過程中，學生根本就是一個看客。但是在現(xiàn)階段的實驗教學中，很多教師都是把實驗放在講臺上演示。4 實驗教學很難擺脫“演示實驗”現(xiàn)象，學生缺乏參與性、主動性實驗教學的目的是為了培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，讓學生具備一定的科學實驗能力和情感態(tài)度價值觀。對于學化學出身的教師，化學實驗沒有問題，但是物理、生物實驗就不一定能夠完全地詮釋出來，更加不用說教學生了。學物理的、學化學的、學生物的、學地理的都可以來教科學課。同時也會打擊到學生和教師參與科學實驗的積極性。甚至有些教師為了達到所謂的實驗現(xiàn)象，特意去創(chuàng)造實驗結果，為了讓實驗符合課本的結論，完全違背了實驗的真實性原則。例如：在摩擦起電的實驗中，要使得玻璃棒帶上電，而且所帶電量要持續(xù)一段時間，才可以觀測到小金屬片因為帶了同種電荷而張開，這個實驗要取得成功，除了本來考驗教師的實驗功底外，還要求實驗室空氣要保持干燥。這一些損壞實驗器材現(xiàn)象都是會增加實驗的成本，阻礙實驗教學的普及。例如：在對試管中的水或其他液體加熱的過程中，需要有個預熱的過程，即試管底部要在酒精燈火焰上來回運動，確保試管底部都充分受熱后，在對試管的某一個部分加熱