首页 -> 2008年第6期
指导科学探究 促进自主学习
作者：庞东海
[关键词]科学探究 自主学习 策略方法
初中科学学习的目的不只在于结果，更重要的是在“探究”的过程中开阔眼界，拓展思路，关注现实，发展个性，培养自主学习的能力。因此，教师要加强科学探究的指导，重视学生在科学探究“过程”中的经历和体会，让学生在探索研究的过程中体验创造的艰苦和成功的欢乐，逐步形成喜欢质疑、乐于探究、努力求知的自主学习的心理倾向。
（一）准备：指导学生阅读，养成自主学习习惯
阅读方法的成功指导和自主学习习惯的有效培养，为后续探究性学习活动的高效开展铺平了道路。教师必须引导学生抓住关键词，提高阅读效果，增强对教材的理解。例如压力的定义是：垂直作用在物体表面上的力。这里“垂直”是关键词。在指导阅读时，首先要让学生把关键性的词找出来，把学生的阅读感觉从模糊的总体转变到精确的定位上来。此外，教师还应要求学生尽可能结合自身的实际感受去阅读，这对培养学生形成理论联系实际的思维方式很重要。对一些抽象概念，在教学前先提出一些问题让学生有一些感性知识的积累。比如在学习“惯性”之前，先布置一些观察思考题：①观察用脸盆泼水的动作过程和发生的现象；②坐公共汽车，突然开车和突然刹车时各有什么感觉等。这样学生在阅读时就觉得容易接受，从而加深对概念的理解和掌握。
（二）示范：指导学生探究，掌握科学研究方法
科学教学中的探究性学习大多以探究性实验为基础。探究性实验能使学生通过自主参与类似于科学实验研究的学习活动，获得自身体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的态度，从而促进学生形成良好的实验设计习惯和创新意识，培养学生的创新精神和实践能力，提高学生的科学素质。因此，要精心设计探究实验，分层指导。
1．针对基础比较好的学生进行指导。教师首先在课题的引入上设置一个小小的疑问。例如，用一只较小的烧杯罩住一长一短两支燃着的蜡烛，问哪支蜡烛的火焰最先熄灭。学生的说法不一，自然就会要求用实验来证明。观察演示实验：长蜡烛先熄灭。然后让每个学生结合平时的生活经验进行提问。每一个同学都有问题提出，例如“蜡烛燃烧时火焰为什么会闪烁摇晃？”“平时家里停电，用蜡烛照明时，室内为什么会有黑烟？黑烟是什么物质？”“当吹熄蜡烛时为什么会有白烟冒出，白烟是什么？白烟能否燃烧？”“蜡烛燃烧时为什么会有液体流下来，流下来的半透明液体是什么？为什么液体一会儿又会凝固了？”“为什么火焰是外部明亮中间暗？”“蜡烛由什么组成？燃烧后为什么变短了？”等一系列问题。围绕着这些问题展开实验，大部分问题都能得到解决。对于那些没有满意结果的问题，如学生对“火焰为什么会闪烁摇晃”不太理解，笔者就用玻璃管吹蜡烛火焰，为的是用玻璃管导出气体点燃，吹火焰时学生明显观察到火焰横向伸长，并点燃火柴，使学生理解是气体在燃烧。
2．针对基础比较差的学生进行指导。教师运用提问点拨：根据学生认知水平设计好能起引路作用的问题链，使学生进入有效的探究状态并顺利完成探究报告。例如，用眼睛观察蜡烛呈什么颜色与状态？用鼻子能闻出什么气味？切一小片蜡烛放人水中，它沉人水下还是浮在水上？说明什么？点燃蜡烛，看火焰是否有亮暗之分？用火柴梗平移通过烛焰看火柴梗有什么变化？说明什么？将烧杯倒罩在火焰上方并缓慢下移，看到内壁有什么？手感如何？又说明什么？迅速正置烧杯，其中注人澄清石灰水并振荡，看有什么变化？说明什么？吹灭烛焰，发现有何物冒出？用火去点燃它，能看到什么现象？说明什么？有个别学生发现烧杯底变黑，这是为什么？小烧杯罩住烛焰一会儿，会自动熄灭，这是什么原因？按上述问题链的导引，探究过程非常清晰，学生进行得比较顺利，对初中学生学习探究是很有好处的。等学生探究能力达到一定水平时，可设计一些目标任务型的问题引导学生自己设计探究过程，发现和提出问题进而完成探究过程，这样更有利于学生探究能力的提高。
探究性学习突出了学生的主体地位，学生主动学习的空间更广阔了，但并不意味着要弱化教师的主导地位。教师仍然是学习的组织者，因此适当的指导是必要的。
（三）自主：小组协作实验，培养科学探究能力
根据学生水平的不同，个性的差异，将他们分成异质小组，以循序渐进的方式，逐步教会学生合作的技巧和方法。经过一定次数的指导和练习，学生便能掌握基本的科学研究方法，在协作中开展各类探究性学习活动。例如，在“电阻的串联”教学中，学生通过分组实验，用“伏安法”测两电阻串联后的总电阻以验证自己的猜想。通过分组实验，使学生感受合作相处的重要性，感受探索知识的艰辛与快乐，激发学生爱科学的情感。再如探究“牛顿第一定律”，教师用多媒体或实验为学生提供一个情景：一辆小车在平面上慢慢停下来。接着教师提问：“小车能不能晚一点停下来或不停下来呢？”引导学生提出猜想；然后每桌提供三块粗糙程度明显不同的木板，一个小车，一块可固定在木板上的斜面，让学生操作；然后让学生分组讨论实验结果；最后引导学生对实验操作与结论进行反思，鼓励提出新的问题，如“能有没有摩擦的平面吗？”或者“没有摩擦的平面上小车还能走吗”等等。例如“焦耳定律”这节课中，学生猜想热量可能跟电流、电阻和通电时间三个因素有关，教师可引导学生采用控制变量和对比实验的方法分组设计验证方案。学生分组讨论的问题集中在在探究电热与电阻因素关系时，应怎样保证另外两个因素(电流和通电时间)相同呢？电阻通电产生的热量的多少能直接观察到吗？（不能）。那又能通过什么方法可以观察到？（可以通过液体或气体吸热后体积膨胀的多少来间接显示产生热量的多少）。学生经过充分讨论，就能设计出实验方案。
（四）创新：自主设计方案，探求规律解决问题
教师应改变传统的实验模式，积极进行探究性实验；应当善于创设情景，强调学生的问题意识，强调独立解决问题的能力；应该尽量将一些验证性实验改为探索性实验，让学生在实验中多思考、勤分析，通过自己的劳动获取新知识。比如“验证种子的成分”的实验，就是让学生在预习的基础上先利用实验进行探索，使学生自己获取知识，既认识了种子的成分，还很容易地解决了什么是有机物和无机物这一难点。在综合性学习中，笔者把课堂移至操场上，要求学生运用已经学习的“光的现象”的知识测出操场旗杆的高度。从旗杆的影子和人的影子出发，许多学生经过热烈讨论后，采用了阳光给出旗杆清晰影子和旗杆附近竖一根己知高度的杆方法，根据光直线传播原理：同地、同一时刻影长与物体高度成正比求出旗杆高度（图1）。
有一位学生利用小镜子求出了旗杆的高度。他在介绍自己的方法时，还得意地强调了太阳不露脸的阴天也可测出旗杆高度：他在自己与旗杆间的地面O处放一块平面镜，当他在镜子中看到旗杆上端像时，根据光的反射和平面镜成像原理△ABO与△OCD相似：求出了旗杆的高度（图2）。笔者进一步应势利导，“如果太阳没露脸，又没有平面镜的情况下，能否测出旗杆的高度？”回答是肯定的。拿1根竖直短棍，运用光在空气中直线传播道理和△ABE和△CDE相似关系也可求出旗杆高度，这样大大激发了学生学习兴趣（图3）。在实验中获得了真知，学生们感受到成功的喜悦。由此可见，加强探究性实验，注重发展学生的创造性思维及解决实际问题的能力，完全符合科学课程改革的要求。
科学探究活动可以使学生在获得科学知识和技能的同时，受到科学方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力。学生在参与科学探究的过程中，探究的兴趣可以得到培养和提高，探索的欲望能够得到激发和调动，学习科学课的主动性越来越高，自主学习科学课的能力也越来越强。
参考文献：
[1]陈菊．初中科学课程理念与实施[M]．桂林：广西师范大学出版社，2003．
[2]靳玉乐．探究教学论[M]．重庆：西南师范大学出版社，2001．
[3]庞维果.自主学习[M].上海：华东师范大学出版社，2003.