科学探究的课堂实施误区及对策研究

1、科学探究的课堂实施误区及对策研究“一切为了每一个学生的发展” 是新课程的最高宗旨和核心理念。也是科学探究的最根本目的。经过两年多的教学实验摸索，笔者对探究性学习有了一个初步的定位和个人理解，对探究性学习方式在课堂教学中如何开展也有了一定的实施策略。笔者认为，真正意义上的探究性学习是一种富有创造性的学习方式，是凸显学生主动性、培养学生创新精神和创造能力的一条有效途径，是符合当前素质教育对人才培养的要求的。笔者还认为，探究性学习在课堂教学中的实施策略应该是：学生在教师的指导下，根据教材特点、自身个性特点和学习硬件条件，从课堂学习中确定探究学习内容，合作或独立开展探究，经历探究的几个过程要素，主动地

2、获取知识、应用知识、解决问题。经历多次这种学习方式，让学生积极主动地建构自己的智能结构，而且能在遇到未知事物、新的问题要去解决时，有意识地按科学探究的步骤去进行，能用科学的方法去完成。另外，在这些学习、实践过程中，使学生能获得丰富的情感体验，塑造良好的心理品质和科学的情感、态度、价值观。但遗憾的是，在近两年物理课堂教学实验中有少数教师走人了下面两个误区。误区一：注重了探究性学习的过程要素在课堂上显现的形式，而忽视了过程要素在课堂上显现的实质。我们知道：物理新课程理念十分注重科学探究，把科学探究列为内容标准的重要组成部分。这种探究对教师来讲就是探究教学，对学生来讲是进行探究性学习和进行创造活动。

3、其课堂重要显现形式就是学习运用一定的科学思维程序去探索知识的过程，它由以下几个过程要素组成：提出问题猜想假设制定计划和实验进行实验收集证据分析论证评估交流与合作。这七个要素显现的实质是培养学生六个方面的能力：观察能力、提出问题能力、信息收集能力、信息处理能力、分析概括能力、信息交流能力。在教学实验中，笔者发现，少数教师往往没有弄清科学探究要素的实质，穿着“新课程改革、探究式教学” 的新鞋，走着“重知识轻能力， 灌输式教学”的老路 具体表现在以下方面：(一)在课堂教学中采用程序化、问答式教学模式，牵强附会地显现探究式学习的几个要素所谓的问答式教学模式，就是一问一答的师生互动模式，完全把学生的思想

4、禁锢在一个框架内，把学生的思维朝一个方向纵向牵引；所谓程序化就是机械性搬出“探究要素”。教学实录一(大气压强)：教师(创设情景)：液体内部向各个方向都有压强， 而液体、气体都能流动(板书：提出问题)。教师问：那么气体是否有压强?学生答：也有压强。 (板书：猜想)教师问：请说出猜想的理由。学生答：从生活中我观察到一个现象，开水瓶中装入开水后，塞紧瓶塞，瓶塞马上会被冲开。教师： 下面我们设计几个实验证明我们的猜想(板书：设计实验。演示1： 杯子中装有水， 用纸片盖住，倒立。)请同学们说说，水会洒吗?学生甲答：不会。学生乙答：会。教师问： 为什么会?学生乙答： 因为教师： (演示2，把铁盒子加热，再

5、用盒盖密封。)教师问：观察到什么现象?学生答：观察到从教学实录一可看出， 几乎全部由教师包办了探究式学习的几个要素“提出问题” “设计实验” 等，这是十分错误的。我们应该明确，学生发现问题和提出问题是探究性学习中最不可缺少的一个重要环节，如果没有发现问题，不能提出问题，探究便无从说起。另外，探究式学习过程是围绕所探究的过程展开的，正是由于有了明确、具体的探究问题，才使探究过程有了明确的方向，使探究能沿合理的猜想一步一步走下去。因此，问题是各个探究过程的核心。要实现科学探究的学习目标， 突出学生的课堂主体地位，尤为重要的是由学生发现并提出问题。另外，存在利用教学资源进行单一的、重叠性练习和灌输问

6、题。学生在课堂上所有的时间内、大脑内全部装满教师塞给他们的物理情景和知识点。留给自己想象、发挥的空间当然就受到了限制，变成了类似于电脑硬盘的知识存储器只会读取不会运算。那样，探究式学习中的几个要素的设置也就失去了其初衷，更谈不上培养学生六个方面的能力了。再者，学生学习中对猜想的验证必须经历实验设计、提出解决问题的方案的过程，在这儿突出学生为主体，强调锻炼其收集信息、处理信息的能力，注重有没有经历、尝试、有创新意识的科学探究的方法和过程等等。因此， 笔者针对上面的教学内容作了如下改动，实验后发现教学效果更好。教师(创设情境)：演示1：用杯子装满水，盖上一纸片，倒立杯子，观察。演示2： 空铁盒子放

7、在火上加热，用铁盖密封， 冷却下来，观察。教师问： 同学们发现了什么问题，能否用语言表述出来？学生甲：在实验1中，为什么铁盒子会变瘪？它是否受到力呢？学生乙：在实验2中，是什么力托住水而不洒呢？是纸片吗?学生丙：在实验3中， 难道是水吸住了纸片吗?教师： 同学们分小组有针对性地选择一到两个问题，讨论一下， 能否寻找自己的经验事实或用桌子上的器材来证明自己的观点呢？学生小组讨论或实验(有成功的，有失败的。学生寻找发现失败的原因，探究式学习的课堂热闹非凡。)学生丁： 我们小组针对问题(1)做了一个实验。想了想，将盒盖打开，发现铁箱又还原了。我们讨论后认为是空气加热后膨胀、冷却后内部比外界空气压力要

8、小，所以铁盒变瘪。学生戊：教师：请同学们归纳得出结论 、(二)在课堂教学中采用简单化、表面化探究性学习要素的操作方法，舍弃了深入研究如何操作来提高学生探究学习能力的实验过程第一，有些教师害怕学生提不出问题，因此在教学中就越俎代庖，创设情境时主动地使用陈述性语言。有些教师与笔者交流的过程中就有过困惑：有些学生不知是投机取巧还是什么，提问题时把我讲的描述性语言前面加个“为什么” 就成了问题了 其实，这正是由于教师创设物理情境缺乏一定的语言技巧和引导要领，造成学生跟着模仿的结果，这也说明教师缺乏深入研究的意识。 、教育家苏霍姆林斯基说过： “教师的语言修养在极大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率

9、。” 因此，探究式课堂教学上，教师在创设物理情境时的语言组织和表述的示范性就十分重要了。教学实录二(光的反射)：教师(演示)：激光器投射到镜面上。教师问：请同学们观察， 这里发生了光的反射现象。你们可提出什么问题?学生甲： 为什么光会发生反射?学生乙： 人类是怎样利用光的反射?学生丙：光反射要有什么条件?(很长时间才有学生提出“光的反射有何规律” 的问题 )以上这个教学实录片段典型的问题就在于：物理情境的创设出现盲目性和语言组织不得要领，导致学生对课堂探究式学习内容缺乏方向和目的造成探究课题的难以确定，如果改为如下的教学过程，效果会大不一样。教师(演示)：用激光器照射到镜面上。同学们观察到了什

10、么现象?我转动镜面， 又观察到了什么?对比一下，可提出什么问题?另外，在让学生描述问题时，要对学生问题化的陈述适当加以指导。如“为什么杯中的水不会洒?”这是“大气压强” 教学片段中学生比较低层次的问题表述方式，要演变成一个科学问题， 还需引导学生对现象作进一步的思维加工：杯中的水不会洒，显然不是纸片自己托着， 是否有力对纸施加了作用呢？是什么力呢？问题则变成“什么力作用在纸片上？”这样，学生经历一定的案例的积累， 并随着他们物理知识的丰富，能够逐步提高自己提出探究问题的能力。第二，有些教师对探究式学习的要素中的“评估”“交流与合作” 不太重视，认为其对知识与技能的掌握无关紧要， 往往在课堂教学

11、中将其模式化轻描淡写地处理，走过场。我们知道，新课程改革和科学探究的着眼点不是改知识结构，而是如何更好地培养学生的科学素养，为了学生的终身发展实行素质教育，那种中考考什么就教什么的急功近利的思想实在落后，也违背了义务教育的宗旨。而且，如果片面强调知识与技能的教学，轻视过程与方法的各个探究要素，忽视情感与价值观教育，也不会在笔试中取得好的成效。原因有以下三点：(1)重视探究式学习中的学习评估过程，有可能引出学生新的发现，对培养学生创新能力起着至关重要作用。在笔者教学实验中，有这样一个片段：学生在探究电磁铁磁性的强弱中，对自己的实验结果进行评估时，有些小组发言：“我们改变电流并用电磁铁吸引大头针的

12、数目时，发现吸引的个数区别根本不明显，甚至没有什么区别”。由此引起小组讨论“能否用其他方法代替” 的话题。学生们大胆想象，说出改用“吸起铁屑的数目” 或“放入旁边的小磁针的偏转幅度” 来比较等多种优化方案， 大大锻炼了学生创新想象能力。 (2)重视探究式学习的评估、交流的过程有利于培养学生敏锐的洞察力，发展学生批判性思维，养成严谨的科学态度。同样有这样一个教学片段：探究“影响摩擦力大小的因素”。有一个小组在交流时提出“还与接触面的大小有关”，该小组还提交了进行实验的方案及实验数据(其实不是很严密)，这引起了其他小组学生的极大兴趣，此时教师在这里没有给出自己主观、武断的结论，而是对该组学生大力赞

13、赏并让其他学生在科技实践活动课再来探究这个问题，共同得出一个正确结论。这对培养学生不迷信权威，养成严谨的科学态度有很好的作用。如果此时教师武断地否定学生交流内容，必将导致学生在今后的评估、交流活动中不肯说实话，也不愿意讲真话，并抹杀学生的洞察力和探究热情，有害无益。 (3)经历探究活动的学习过程，能让学生体验探究中小组成员的整体力量，感知并分析别人观点与自己观点不同的地方或方案，自觉吸收他人之长，补己之短。这对学生将来从事社会工作提前提供了很好的锻炼机会， 培养了学生的合作精神误区二：重视了探究性学习中学生的主体地位，而忽视了教师在课堂上的角色作用。曾听过这样一句话：“中国的教育是把有问题的学

14、生教得没有问题；国外的教育是把没有问题的学生教得有问题。” 这句话是耐人寻味的，而探究性学习方式正以突出学生课堂学习的主体地位对这句话作出了回击。绝大多数教师也意识到了这一点，也朝这个方向实践着。但少数教师在实践中往往把握不了自己在探究式教学中的角色作用。(一)忽视教师在课堂教学中导与引的作用 导演角色在课堂教学中，科学探究的内容是由教材内容决定的，教材内容则是由教材的线索决定的，这就涉及探究的难易需要有一个循序渐进的过程，而且学生探究难度的感觉不仅与探究内容有关，而且还和探究过程中学生的自主程度有关。探究过程中学生解决的问题越多，教师的指导越少或指导得越原则，也会导致探究的难度越大。有些教师

15、在实践中没有认真备课。忽视了分析教材中具体探究式学习活动内容对学生的要求，用一刀砍齐的方式把握对学生探究活动的指导尺度，造成课堂节奏被打乱，完成不了课堂教学目标。课堂效果也很差。这就需要教师在课堂教学中要做到两个方面：(1)把握好对不同的探究式学习活动中的要素的取舍， 训练的强度； (2)有意识地对学生进行探究式学习活动的开展进行必要的科学方法的指导。笔者听过一节“大气压强”探究式教学观摩课，上课教师利用丰富的教学资源(实物实验、多媒体演示、精彩讲授)，完成了大气压强的产生、测量、应用等三个教学内容，但却遭到专家和教师们一致否定。当时听课的湖北省宜昌市教研中心教师指出：这是一节灌输式教学课的典

16、型(虽然表面上有探究式教学的几个要素)。她简明扼要总结该教师在该节探究教学活动中要素的取舍、练习的强度，认为本节课有三个侧重点不同的“探究活动内容”。第一个探究活动重在“收集证据证明”：是否存在大气压强；第二个探究活动重在“猜想和设计过程”：为什么要想到用间接方法，可用哪些方法来测定大气压强；第三个探究活动重在“交流和合作”：创新设计一个气压计。这也告诉我们，在开展探究式学习活动中，教师备教法时，重视探究活动中的引和导是何等重要。另外，在探究式教学活动中。 应该有意识地指导学生理解掌握一些探究的方法。特别是探究活动中指导学生如何提出问题，可训练学生根据问题情景，对不同现象进行比较，利用创造学习

17、技法来提高这方面的能力；指导学生如何进行猜想和假设，可按物理思维过程(归纳分析、形成假说)，按日常的经验(直觉感受)，按科学方法；指导学生如何进行设计实验，可按控制变量的方法(研究几个量的关系)、等量转换法(无法直接测量的量)、比较法(定性研究两个问题)来研究。久而久之，学生的探究式学习的能力会大幅度提高。还需指出的是，教师在完成一节探究性教学活动中。课堂节奏、时间的把握也应统筹好。(二)忽视教师在探究性学习活动中的参与和示范作用演员角色在学生进行探究式学习活动中，特别是学生在进行实验信息收集、分析处理数据等的过程中，少数教师往往把自己作为一名旁观者，远离学习小组，只是成为学生学习活动中的一名

18、“工程兵”排除学生实验故障的实验员。这种做法也是十分不妥的。打破迷信权威的格局首先要从教师自身做起，只有认真参与到学生的探究活动中去，才能发现学生的创新亮点；只有转变自己的角色、放下为师架子，方能与学生走得近，学生才会敢说、敢做、敢想。记得笔者在教学实验中有这样一段教学实录片段：学习小组用停表测量摆和脉搏的周期时间，笔者参与的该小组进行了热烈讨论，得出一致的结论：类比脉搏测量方法可测摆动十次后的总时间除以十，得出其周期。在同学们记录、观察计数、操作停表时。有一个学生突然对笔者说： “老师，我怎么发现摆摆动的幅度似乎越来越小了”，我故作惊讶地说： “是的哦!” “那摆动幅度减小的过程， 其摆动的

19、周期还会不变吗?”，我故作疑惑状： “可能吧!哎呀!我没有试过，还不能肯定!你认为呢?”这个学生露出迷惑神色。一到下课，他便带着问题找到我： “老师，你能从实验室借出一架天平给我带回家吗?” 我问： “你是想探究刚才课堂上的问题吗？我支持你！过了几天，这个学生拿着一份打印十分规范、很完整的探究报告“探究摆的秘密” 交到了我的手中。现在想来，如果我当时就给出答案是什么， 不是什么，讲得头头是道，把自己当作一名权威会直接扼杀学生的探究热情，就不会有后面这一幕，也就谈不上培养学生科学的态度和发展其批判性思维了。笔者经过实践体会到：要做好探究性学习中的参与活动，应本着像学生一样“求知” 的心态融入学习小组之中， 不要轻易发表结论性的语言，不要露出批判性的表情， 挂在嘴边的话语应该是“你认为呢”“可能吧” “试试看” “我也想知道”。另外需指出的是，在学生用语言描述、归纳物理现象结论或规律时，往往出现不够科学、严密的情况，这时教师十分担心和忧虑，这其实是很正常的，学生毕竟知识的贮备和理论高度不够，这时教师的语言描述