《科学》教学中探究式学习习惯培养的实践与体会

　　《科学》教学中探究式学习习惯培养的实践与体会

　　【摘要】 科学的任务就是在他们现有知识的基础上、通过探究和实践养成他们用“理性的方法”对待生活和解决生活中面临问题的习惯，并逐步丰富和提高他们的“理性的方法”。我们的教学过程中，包括设计每个环节，选择每种材料，采取每一种教学方法，都要从这点出发来考虑，都要围绕这个目标来实施，这就是新课程中教育观念的转变，是解决“科学课怎么教”这个问题的基本出发点。所以，在新课程的教学中，每一位科学教师都力求对新课程能有更深刻地认识，都力求能掌握更多适合科学课的的教学方法。

　　【关键词】 科学 探究 过程 习惯

　　由于学生的普遍状态是掌握的“理性的方法”不多，层次不高，往往是只能简单地用经验去对待生活，去解决生活中遇到的问题。所以，科学的任务就是在他们现有知识的基础上、通过探究和实践养成他们用“理性的方法”对待生活和解决生活中面临问题的习惯，并逐步丰富和提高他们的“理性的方法”。探究式学习是目前较为流行的一种教学模式。这种教学模式有助于激发学生持久的学习兴趣，变学生被动学习为主动学习，使教师的主导作用和学生的主体作用始终贯穿于学习的全过程。在初中自然科学的教学过程中更可发挥其优势。不仅让初中生由浅入深，由表及里地掌握自然知识，同时也能让学生逐步体验一种科学的认识和研究事物的方法，有利学生养成良好的探究式学习习惯。

　　一、设计探究过程，教生共同活动引出概念。

　　在新概念的建立过程中，教师应有意识地引导学生步步为营，在旧概念、旧知识的基础上，揭示新的矛盾，而后利用实验、考察等手段，甚至模仿科学家当年的探究路线，不断地进行分析、推理、假说，最后归纳出新的概念。只注重教师的“教”或只注重学生的“学”，那都不是完整的教学也不是科学的教学。

　　有一幅漫画很贴切地说明了这两者之间的关系：一只大青蛙在给小青蛙们上课，内容是如何捕捉昆虫，大青蛙在滔滔不绝地讲解方法一、二、三······,小青蛙们在下面坐得很端正，听得很认真。突然一只飞蛾从窗外飞来，其中一只小青蛙立刻跳起来去捕捉这只飞蛾，于是大青蛙大怒，一声断喝“给我出去，上课不认真听讲”。其实那只小青蛙正是在全身心地投入到关于如何捕实昆虫的这一教学活动之中。设想一下，即使小青蛙能把大青蛙讲解过的方法倒背如流而不会在实践中运用这些技能，这样的教育还有什么实际的意义呢？同样的，如果我们的教学活动中也出现了类似的情况，那么无论教学过程是多么的严谨连贯，知识讲解得多么清晰透彻，那终究是纸上谈兵，这种教育也是失败的教育。可贵的是，新课程在内容编排中很好地处理了这两者之间的关系，有很多教学素材都可以由教师和学生一起活动完成。

　　比如：学习固体压强的时候，老师可以让学生拿出铅笔，用两只手的食指顶住铅笔的两端，，当两手指稍微用力压铅笔时，学生可以感受到压在尖的一端的手指更痛，且压力越大感觉越痛。教学时老师可以结合学生的实践体验一边观察一边分析，最后得出结论：压力的作用效果和压力的大小有关，和受力面积也有关。有了师生的这种互动，压强概念的得出就变得顺理成章了。

　　又如：在教《种群和群落》的概念时，干脆带学生坐到田埂上，看着水稻田，亲亲切切地去把握两个概念。我先问学生：田里有什么？

　　他们回答：水稻、杂草、青蛙、昆虫、蚯蚓、阳光、水、土等。

　　我告诉他们，如果将阳光、水、土等非生物因素撇开，剩下的生物因素可看成一个集合，我们称它为“群落”。然后让他们翻开书本，一起理解“群落”的定义。分析出三个要点：（1）区域性，即群落可大可小；（2）生物的总和，排除非生物因素；（3）各种生物之间具有直接或间接的联系。

　　顺而复习：什么叫“种”？ “种”是生物的基本分类单位。指出：眼前这块稻田里，如果再撇开其它各种生物，而单看水稻，那么剩下的就只有一个“种”——水稻。这样，所有的水稻又组成了一个集合——“种群”。最后指出“种群”和“群落”的关系，两个都是集合名词，种群是群落的下属单位，同种生物个体组成种群，不同的种群合为群落。

　　总之，概念的建立是一个活生生的动态的探究过程，只有充分展开、充分稀释这个过程才有探究的空间和园地，学生的探究式学习习惯也只有在这个过程中才能得以形成。当年的科学家费尽周折、历尽艰辛才建立起来的概念、规律，我们不可以生吞活剥、囫囵吞枣地硬灌给学生。

　　二、暴露思维过程，练好习题

　　习题的解答，无论简易，都是一个发现问题、应用知识、解决问题的探究过程。“教师不应做学生思维的保姆，而要让知识成为自己思考的果实”。有的问题，即使稍难一点，教师也不能包办代替，而要将师生双方的思维过程充分暴露出来。

　　例如：有一铁片质量为10克，将它浸在CuSO4溶液中片刻，取出称量质量为10.8克，有多少克铜生成？

　　对初学者来说，这道题初看简单，再看傻眼了！10克铁中参加反应的有多少？后来的10.8克似铁非铁，似铜非铜，到底铁片上附着了多少铜？条件不足，无从下手！

　　这时候，我采用了将老师的思维稚化、降格的方法，将自己的思维退回到学生的水平，也似懂飞懂地将上述学生的想法向全班同学若有所思地复述了一遍，让学生觉得，咦，老师怎么跟我想到一块儿啦？再怎么办？对呀！先写化学方程式，可是等量关系在哪儿呢？

　　在学生这种积极的思维状态下，我顺理成章地提醒大家：10.8克﹣10克﹦0.8克，这个0.8克是什么？是生成的铜？不对！是生成的铜和参加反应的铁的质量差？对了！那么为何会有这个差呢？因为铜的原子相对质量大于铁的原子相对质量。从而得到比例式：

　　Fe﹢CuSO4﹦Cu﹢FeSO4 Cu﹣Fe

　　64 64﹣56﹦8

　　X克 10.8克﹣10克 X﹦6.4克

　　最后，再追问一句：铁片质量增加了0.8克，那么溶液的质量呢？（从质

　　量守恒定律的高度加以小结）。

　　又如：将6.2克Na2O加入到93.8克水中，求所得溶液的溶质质量分数。

　　这是一道常见的质量分数计算题。这次我采用了暴露学生思维的方法，先让他们自己解，而后选择一位中等生板演，结果他答成：Na2O％﹦6.2％.有不同意见吗？有的同学马上举手了，而另有一批同学迷惑不解：我解得有板有眼，怎么会错呢？钻牛角尖！可是，当他们听了人家的分析后，豁然开朗了：原来所得溶液是NaOH 溶液而不是Na2O溶液。

　　这样的做法，不会让学生觉得老师神秘莫测、高不可攀，老师也牢牢把握了学生的思维脉搏，双方始终站在一块，走在一起，饶有兴趣地将教学工作展开去。

　　三、利用理论知识指导探究过程，做好实验

　　自然科学实验是引导探究性学习取得成功的不可缺少的“桥梁”和“中介”，是培养学生探究性学习习惯的重要环节。新课程之中，有不少老师对其中的探究性实验内容抱有偏见或幻想，以为探究活动没有什么实际意义，无非是过形式，还助长了学生乱动的坏习惯；或者认为只要多让学生自己活动就是新课程的模式，也能起到相同的效果，老师不用讲解了。其实，探究实验是一种培养学生创新思维的良好素材，如何充分地利用探究实验的价值是新课程中提出的另一个目标，但并不是说只要学生自己探究而不要理论知识了，相反有很多的探究性实验都离不开理论知识的支撑，在教学中如果能把一些探究实验和相应的理论知识有机地结合起来往往能起到画龙点睛的效果。比如测定液体(水)的密度就是一个很好的例子。一般的操作方法是（方法一）：

　　（1）用天平称出空烧杯的质量m1；

　　（2）在烧杯中盛适量的水，用天平称出其质量m2，把烧杯中的水倒入量筒中，记录量筒中水的体积v；

　　（3）入公式即可求出水的密度为ρ=(m2－m1)／v。

　　教学中可以向学生提出这样的问题：有没有其他的测量液体密度的方法呢？如果有，那么测量的结果有没有什么区别？其实，学生面对摆在眼前的实验仪器，很难有十分统一的操作顺序，往往是想到要测量什么量就拿什么仪器，老师不难从学生操作中发现有如下的操作顺序 (方法二) ：

　　（1）先用量筒量出水的体积v；

　　（2）再用天平称出空烧杯的质量m1；

　　（3）然后把量筒中的水倒入烧杯中，称出烧杯和水的总质量m2；

　　（4）最后求出水的密度为ρ=(m2－m1)／v。

　　比较上述两种方法，测量的结果从公式上看是一样的，实质上有没有什么细微的差异呢？又各有什么利和弊呢？当对学生提出这个问题时，如果仅仅靠学生自己动手做实验来得到答案的话恐怕是事倍功半，此时如果老师能借助理论知识加以点拨或分析的话，往往能取到事半功倍的效果。理论分析如下：方法一中，水的质量(m2－m1)是准确的，但由于水从量筒倒入烧杯中会残留少许水在量筒中，所以水的体积比真实值要略偏小，所以这种方法测出密度值比真实值要略偏大。方法二中，水的体积v是准确的，但由于类似的原因会导致水的质量比真实值略偏小，最后导致密度值比真实值要略偏小。

　　实验分析至此，学生不但可以掌握好测量物质密度的几种基本方法，同时也能认识到实验的严谨和规范操作的重要性了。当学生还沉浸在收获的喜悦之情中时，老师可以趁热打铁，向学生提出新的问题：难得我们就只能接受“残缺之美”吗？有没有什么措施能弥补或尽量减小这种实验误差呢？通常，能比较准确地测量液体密度的方法是(方法三)：

　　在测定水的密度的实验中，先用天平测出烧杯和水的总质量m1，再把烧杯中的水“部分”的倒入量筒中，测出其体积v，最后用天平测出烧杯和剩下的水的质量m2。则水的密度为：ρ=（m1－m2)／v。

　　理论分析如下：把烧杯中的水“部分”地倒入量筒中，这种处理方法能较大程度地减少水的质量和体积的误差，所以最后的结果也是比较准确的，通过这样一分析，学生不但对所要学习的知识有了更加深刻的认识，同时也纠正了学生只重视实践活动而忽视理论知识的错误认识，对理论知识的重要性有了新的认识。

　　四、课堂探究与课外活动的延续

　　科学教学应当是开放的，培养学生的科学素养仅仅靠课堂教学是不够的，课外活动是课堂教学的延伸，开展课外活动不仅能拓宽学生的知识面，活化知识，使学生掌握研究问题的科学方法，同时也能提高学生的思维能力与实践能力。因此，在新课程教学中教师可以根据学生以及学校内外的实际情况开展一些课外活动，将课堂教学与课外活动有机地结合起来，使科学教学更加完善。可以根据所学知识在教师的指导下，学生回家做一些生活小实验，例：

　　（1）用pH试剂测定家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋、土壤的pH值。

　　（2）如何除去热水瓶中的水垢。

　　（3）让学生回家指导家长合理施肥、浇花、移栽植物等。

　　（4）熟悉家庭电路的组成，如何换接保险丝等。

　　也可以组织部分对科学特别感兴趣的学生结合日常生活和社会实际选择研究性课题进行研究性学习的实践。这样学生在完成家庭小实验、研究课题的过程中，可以体会到失败与成功，领略了获得成功的喜悦。同时可将学生的课堂知识与实际生活联系应用，这样既能提高他们对生活奥秘的探究兴趣，又能为培养将来进行科学研究的创新人才打下基础。

　　五、在教学过程中，渗透新理念

　　突出过程、优化过程，就是要让学生在知识探究的过程中逐渐理解学什么、何时学、何处学、学什么、怎么学的问题，这还需要教师在教学过程中，在学习方法、思想观念方面及时地加以归纳点拨，以给予探究式学习方法的建立提供强有力的理性支持。真正做到既长知识又长方法、长观点。

　　例如：我在第一点里谈到的“探究过程”中，就经常和学生一同模仿科学家们的探究性实验过程，逐渐归纳出结论，从而启发学生：科学是客观的，来不得半点虚假，知识是虔诚地、历尽艰辛地进取换来的，要学习科学家们坚持真理、勇于探索的精神。

　　又如：我在教完“单质、氧化物、酸、碱、盐之间的关系”时，就启发学生：世界是物质的，物质之间是紧密地联系着的，他们在一定条件下可以相互转化。不过，也不能将这个关系图绝对话化，因为任何事物都是共性和个性的统一。

　　总之，“授人以鱼”不如“授人以渔”。突出过程、优化过程就是充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，充分稀释知识探究的经过，力求让学生在过程中学会如何主动地获取知识，在过程中逐渐养成探究式的学习习惯，从而真正提高学生的创新能力和实践能力。《科学》新课程教学改革是一次尝试，也是一个挑战。相信《科学》新课程的教学还可以通过各种形式，不断地启发学生思考，调动学生的学习热情，充分发挥学生的主体性，通过自己的努力去解决一个个问题，翻越一个个知识高峰，但养成良好的探究式学习习惯，将使学生受益无穷。

　　参考文献：

　　（1）张红霞著 教育科学出版社《科学究竟是什么》

　　（2）郭燕萍《谈初中自然科学教学中探究式学习优势的发挥》见《镇海教育》2003.2

　　（3）素质教育观念学习专辑（宁波市教育局编）第16页

　　（4）特级教师吴加澍的讲座《过程是主线》