提高科学探究的课堂实效性
陈政
摘 要：科学探究在课堂实施是复杂的，多变的，但却不能不实施。要高效进行科学探究可从课前准备、课堂实施、课后延伸三个方面进行，特别是课前准备的教学设计是重中之重，课前的教学设计需要精细化。
关键词：科学探究；实效性；准备；实施；延伸
《课程标准》中明确指出“注重科学探究，提倡学习方式多样化”、“改变过分强调知识的传承的倾向，让学生经历科学探究的过程，学习科学研究方法，培养学生探索精神、实践能力以及创新意识”。而我们的过去的教学过多地重视接受式教学，忽略了探究性教学的重要价值，注重的是如何把结论准确地表述给学生，要求学生学会如何倾听、记忆、再现，这是一种明显的被动学习的特征，忽略了探究性学习在人的发展中的作用，久而久之，造成了学生的一种惰性。如何在课堂上实现探究式教学，直接关系到探究式学习的实施与成功。科学探究是指人们通过一定的过程和方法对客观事物和现象进行探索、质疑和研究，使人们由未知经过探索到已知的一种过程，是逐步分析和解决问题的过程。在当前的科学探究教学实践中存在这些现象：费时多，效果差；学生喜，教师怕。如何改善现状，经过多年的探索认为可以从如下三方面入手：
1 从课前准备入手，进行有效的课堂教学设计
（1）知识状态的变化要符合学生的认知水平。书本上的知识是一种贮存状态的知识，课堂教学过程就是要把这种贮存状态的知识首先转化为传输状态的知识，然后通过学生的学习再把传输状态的知识转化为学生头脑中的贮存形式。而这两种知识形式的转化过程与方法，课本是很难把它们全都写出来的。因此，不经过对教材的分析与研究，就难于把握和完成知识形式的这两次转化，就难于把科学探究的思想贯穿于实际的教学中，只能是照本宣科。因此应在了解学生现有发展水平基础上设计教学目的，找准教学起点。而教学目的的设计不能“空泛”，对于教材中所讲的知识，要放在知识整体中去认识，进行全方位、多角度的分析研究，要具体到每个知识点的掌握程度，认识它在整个教材结构中的地位及其它知识之间的联系，每个探究行为需要达到的深度，从而达到有的放矢的教学。例如：《科学探究：摩擦力》一课中，对摩擦力中的滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力各自掌握到什么程度在进行教学目的设计时应明确。滑动摩擦力是本节课的教学重点，要了解其成因，如何测量其大小，通过科学探究，课堂实验，才能让学生真正认识它。而对于静摩擦力的学习是本节课的教学难点，如何突破要与前面学习过的二力平衡条件知识紧密相联，以达到承前启后的作用，既达到知道其大小与外加力的大小关系，同时也进一步巩固前面的二力平衡的知识。对于滚动摩擦力只需知道在同等条件下其比滑动摩擦力小就行。只有熟练地掌握教材，对物理教学的内容全面、正确的了解，才能由浅入深的引导学生学习，有效的将科学探究思想贯穿到实际教学中，从而达到预期的教学效果。
（2）实验设计的提前准备。科学探究是以实验为基础，模拟科学家的探究过程。因此，课前的实验设计相当重要：包括实验目的、实验器材、实验环节，实验中可能出现的问题如何解决都要有充分准备。
初中物理探究实验大致可分三类：教师演示实验、学生自主探究实验及演示与自主探究相结合的实验；对于教师演示实验还应充分考虑到实验的可视性，以达到良好的实验效果。例如：科学探究水和煤油的比热容。由于实验复杂，要获得的数据多，学生可操作性差，且演示时的可视性又差，因此在进行演示实验时可借助投影仪将实验场景投到大屏幕上，同时如何让温度计示数变化能清晰的观察出来，还应注意刻度的背景色及在起刻度上用红线做上记号，使学生更容易观察到温度的变化，使得需要重点观察的温度变化很清晰展现给学生，从而提高了实验的可视性。同时，对于难操作且可视性差的实验，为提高实验的效果和可视性，也有教师将实验过程拍摄下来在课堂上播放，也可提高实验的效果。
而对于学生自主探究实验，实验的设计应充分站在学生的角度进行设计，学生的探究实验能力等科学素养才能得以较好的发展。例二：学生自主探究类实验：探究欧姆定律。在探究环节中要考虑学生最难突破的是什么环节。以自己的教学经验认为在实验电路设计上是学生探究过程中的瓶颈，要这样设计电路，要使用什么器材才能达到实验要求，教师必须在课前充分准备，尽可能做到“自然而然”“水到渠成”。对于实验电路的设计经历了如下的过程（如图1-5所示）：
从图1至图3是为了让学生认识清楚电流的大小受电压和电流两个因素影响。在图4中让学生通过加入滑动变阻器来改变电压，从而达到改变电压的目的，并讨论这样设计的优点。在图5中将实验设计进一步完善，通过这样的设计让学生初步体验科学探究的基本过程和思维程序，避免盲目动手操作。了解了课本实验电路设计的真正意图，使学生对这个知识的理解更深更透。在课前实验设计准备越充分，课堂教学的实效性就越高。
（3）教学环节和问题结合的设计。教学环节也可认为是教学过程的具体实施步骤。将教学环节与问题结合是自己从教学实践中体炼出的一种方式，是最有效的教学方式之一。
提出问题是一种非常奇妙的方式，不知“奇妙”二字是否恰当。问题可以推动教学进程。因为问题无论是教师还是学生提出大都遵循着由浅入深、循序渐进的原则。学生虽然不大懂提问的艺术性，但他们都是在自身认知程度上发问，不同的学生认知水平不同，提出问题的深度就不同。教师可以按认知顺序解决问题。
其次，问题是教学环节很好的过渡方式。例：《科学探究：物质的密度》这節课多年来一直感觉很难把握。教材安排的跳越性较强：怎样识别物质—①—探究实验—②—密度概念的产生。这种按排每个环节好像有联系，又好像无瓜葛。让学生摸不着头脑。此时教师如能在环节过渡上安排恰当的问题，将每个环节联系起来就不会让学生费解。①环节过渡可以这样安排问题：用实验可以解决识别物质的问题吗？如果能，你会怎样做实验呢？你的判断依据是什么呢？学生会依据自身经验作为判断依据，如：物质的颜色、气味等。在②环节的过渡上将问题聚焦在课本表格的设计上：为什么表格中要设计“质量/体积”一栏？这一栏针对同种物质有什么特别之处？它与质量、体积有什么不同？它对物质的识别是否有帮助？在几个问题的铺垫下，教学安排跳越性明显减弱，变得顺理成章。
再次，问题奇妙之处还在于可以活跃课堂气氛，激发学生的求知欲。常言说的好：好学者不如乐学者。如能激发学生自身学习的内在力，往往会让教学达到事半功倍的效果。
因此，课前精心设计每个环节上的问题是非常必要的。虽然教师无法操控学生的头脑，但是教师可以设计提问的“位置点”。而且在什么位置希望学生提出什么样的问题也是需要设计的。
2 从课堂教学实施入手，进行有效的课堂教学
提高课堂教学的有效性，除了遵循一般的教学原则，合理安排教学内容，还要灵活运用多种教学方法和手段，注重物理课堂教学中的情感因素，不断探究和寻找提高物理课堂有效教学的方法和途径，应注意几个问题。
（1）语言问题：语言要有科学性、艺术性、平等性。科学性是指语言要能准确的表述概念、定义、问题，简单明了，符合学生的认知水平，对于课本上的定义没有经过深思熟虑不要轻易的更改或加深，不增加学生负担。同时注意区分易混淆的词语。例：“物体”和“物质”，“质量”和“重量”，“深度”和“高度”等等。艺术性是指语言是否生动有趣，是否能够引起学生的注意。有的教师在讲如何将电压表和电流表接入电路时，把电压表比喻为一个调皮的孩子，他的两只手抱着谁，他就想知道谁的电压。这样一比喻学生马上明白电压表要并联在电路的两端，而电流表要是抱住谁谁就要倒霉（暗示被短路），学生就明白电流表是不能与被测电路并联的，一定要串联在被测电路中。平等性是指不以居高临下的姿态授课，建立和谐宽松的学习氛围。让学生学得轻松，学得开心。正所谓“亲其师，信其道。”
（2）时间问题：注意时间的分配，把握好每个环节的时间。科学探究教学不但要让学生知道科学知识，还要培养学生的各种能力。因此，在科学探究中把时间多些给学生，教师只起引导作用。多花时间在讨论、学生动手操作等环节，而不要刻意的追求实验的结论。许多教师担心时间不够，忽视探究过程，只重实验结论，这与科学探究精神是相违背的。但也不是无止境的给学生动手，必需按照教学设计有目的、有计划进行探究，在探究中进行适时的指导，了解学生的探究进度，指引方向，在有限的时间内力争达到最好的效果。也许在第一次、第二次探究中无法按照预先按排实施教学，完成教学任务，但是学生的能力得到了培养，达到一定能力，学生就能配合教学计划在有限的时间内完成探究任务。
（3）紀律问题：这是任何一个一线教师都无法回避的问题。如果说前两个问题是教师能够操控的话，那么这个问题则是防不胜防。因为科学探究是比较活跃的教学和学习方式，学生兴奋起来也容易出现各种各样的问题。教师在处理纪律问题时建议把握“避轻就重”的原则。如果学生是因为讨论与探究有关的问题而无法自控，教师可以私下与其交流，引导正确方向。如果学生是为了引起大家的注意，不防肯定他的某些观点让其更灿烂。如果学生
属于纯粹的捣乱，要立即劝止。因此，教师在日常教学过程中不能只注重知识传授，还要重视德育。如果纪律问题处理不好，将会成为有效科学探究的绊脚石。
3 从课后延伸入手，进行承前起后的有效教学
课堂教学结束并不意味着科学探究的结束。科学探究是一种有延续性的学习方式，不要让其受到时间的限定。短短的一堂课并不足以反映教师的教学思想，学生的学习程度。往往都要在课后或更长一段时间才能体现出来。因此，为了今后更有效的教学和学习，课后延伸是必不可少的。
（1）在教学反思中延伸。有人说过“教学反思”是老师的催熟剂。课前进行再完美的设计都有可能在课堂教学中无法彻底实施，那么问题出在哪呢？在课后进行反思以避免下次患同样的错误。无法实施的方面在课后是否可以弥补，如何弥补？
（2）在作业设计中延伸。作业是最能反映学生的学习掌握程度和教师的教学效果。设计适当适量的作业有利于提高科学探究的成效，提高学生的能力。作业设计应紧扣课堂教学适当加深，紧扣教学瓶颈加以化解，并能根据教学进程进行调整。
总而言之，要进行一堂有效的科学探究，仅仅靠课堂是远远不够的，课前课后都要重视，特别是课前的教学设计。教师在每次进行科学探究教学时可能无法像文章中提到的那样做到事事俱备，但只要有想法，相信下次会做得更完美。
科学探究是复杂的，动态的。教师和学生在利用科学探究方式进行教学、学习，提高自身教学水平、学习能力的过程也是艰难的。只有不断的进行尝试，不断的发现问题并加以解决、完善，才能不断的提高科学探究的实效性。
摘 要：科学探究在课堂实施是复杂的，多变的，但却不能不实施。要高效进行科学探究可从课前准备、课堂实施、课后延伸三个方面进行，特别是课前准备的教学设计是重中之重，课前的教学设计需要精细化。
关键词：科学探究；实效性；准备；实施；延伸
《课程标准》中明确指出“注重科学探究，提倡学习方式多样化”、“改变过分强调知识的传承的倾向，让学生经历科学探究的过程，学习科学研究方法，培养学生探索精神、实践能力以及创新意识”。而我们的过去的教学过多地重视接受式教学，忽略了探究性教学的重要价值，注重的是如何把结论准确地表述给学生，要求学生学会如何倾听、记忆、再现，这是一种明显的被动学习的特征，忽略了探究性学习在人的发展中的作用，久而久之，造成了学生的一种惰性。如何在课堂上实现探究式教学，直接关系到探究式学习的实施与成功。科学探究是指人们通过一定的过程和方法对客观事物和现象进行探索、质疑和研究，使人们由未知经过探索到已知的一种过程，是逐步分析和解决问题的过程。在当前的科学探究教学实践中存在这些现象：费时多，效果差；学生喜，教师怕。如何改善现状，经过多年的探索认为可以从如下三方面入手：
1 从课前准备入手，进行有效的课堂教学设计
（1）知识状态的变化要符合学生的认知水平。书本上的知识是一种贮存状态的知识，课堂教学过程就是要把这种贮存状态的知识首先转化为传输状态的知识，然后通过学生的学习再把传输状态的知识转化为学生头脑中的贮存形式。而这两种知识形式的转化过程与方法，课本是很难把它们全都写出来的。因此，不经过对教材的分析与研究，就难于把握和完成知识形式的这两次转化，就难于把科学探究的思想贯穿于实际的教学中，只能是照本宣科。因此应在了解学生现有发展水平基础上设计教学目的，找准教学起点。而教学目的的设计不能“空泛”，对于教材中所讲的知识，要放在知识整体中去认识，进行全方位、多角度的分析研究，要具体到每个知识点的掌握程度，认识它在整个教材结构中的地位及其它知识之间的联系，每个探究行为需要达到的深度，从而达到有的放矢的教学。例如：《科学探究：摩擦力》一课中，对摩擦力中的滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力各自掌握到什么程度在进行教学目的设计时应明确。滑动摩擦力是本节课的教学重点，要了解其成因，如何测量其大小，通过科学探究，课堂实验，才能让学生真正认识它。而对于静摩擦力的学习是本节课的教学难点，如何突破要与前面学习过的二力平衡条件知识紧密相联，以达到承前启后的作用，既达到知道其大小与外加力的大小关系，同时也进一步巩固前面的二力平衡的知识。对于滚动摩擦力只需知道在同等条件下其比滑动摩擦力小就行。只有熟练地掌握教材，对物理教学的内容全面、正确的了解，才能由浅入深的引导学生学习，有效的将科学探究思想贯穿到实际教学中，从而达到预期的教学效果。
（2）实验设计的提前准备。科学探究是以实验为基础，模拟科学家的探究过程。因此，课前的实验设计相当重要：包括实验目的、实验器材、实验环节，实验中可能出现的问题如何解决都要有充分准备。
初中物理探究实验大致可分三类：教师演示实验、学生自主探究实验及演示与自主探究相结合的实验；对于教师演示实验还应充分考虑到实验的可视性，以达到良好的实验效果。例如：科学探究水和煤油的比热容。由于实验复杂，要获得的数据多，学生可操作性差，且演示时的可视性又差，因此在进行演示实验时可借助投影仪将实验场景投到大屏幕上，同时如何让温度计示数变化能清晰的观察出来，还应注意刻度的背景色及在起刻度上用红线做上记号，使学生更容易观察到温度的变化，使得需要重点观察的温度变化很清晰展现给学生，从而提高了实验的可视性。同时，对于难操作且可视性差的实验，为提高实验的效果和可视性，也有教师将实验过程拍摄下来在课堂上播放，也可提高实验的效果。
而对于学生自主探究实验，实验的设计应充分站在学生的角度进行设计，学生的探究实验能力等科学素养才能得以较好的发展。例二：学生自主探究类实验：探究欧姆定律。在探究环节中要考虑学生最难突破的是什么环节。以自己的教学经验认为在实验电路设计上是学生探究过程中的瓶颈，要这样设计电路，要使用什么器材才能达到实验要求，教师必须在课前充分准备，尽可能做到“自然而然”“水到渠成”。对于实验电路的设计经历了如下的过程（如图1-5所示）：
从图1至图3是为了让学生认识清楚电流的大小受电压和电流两个因素影响。在图4中让学生通过加入滑动变阻器来改变电压，从而达到改变电压的目的，并讨论这样设计的优点。在图5中将实验设计进一步完善，通过这样的设计让学生初步体验科学探究的基本过程和思维程序，避免盲目动手操作。了解了课本实验电路设计的真正意图，使学生对这个知识的理解更深更透。在课前实验设计准备越充分，课堂教学的实效性就越高。
（3）教学环节和问题结合的设计。教学环节也可认为是教学过程的具体实施步骤。将教学环节与问题结合是自己从教学实践中体炼出的一种方式，是最有效的教学方式之一。
提出问题是一种非常奇妙的方式，不知“奇妙”二字是否恰当。问题可以推动教学进程。因为问题无论是教师还是学生提出大都遵循着由浅入深、循序渐进的原则。学生虽然不大懂提问的艺术性，但他们都是在自身认知程度上发问，不同的学生认知水平不同，提出问题的深度就不同。教师可以按认知顺序解决问题。
其次，问题是教学环节很好的过渡方式。例：《科学探究：物质的密度》这節课多年来一直感觉很难把握。教材安排的跳越性较强：怎样识别物质—①—探究实验—②—密度概念的产生。这种按排每个环节好像有联系，又好像无瓜葛。让学生摸不着头脑。此时教师如能在环节过渡上安排恰当的问题，将每个环节联系起来就不会让学生费解。①环节过渡可以这样安排问题：用实验可以解决识别物质的问题吗？如果能，你会怎样做实验呢？你的判断依据是什么呢？学生会依据自身经验作为判断依据，如：物质的颜色、气味等。在②环节的过渡上将问题聚焦在课本表格的设计上：为什么表格中要设计“质量/体积”一栏？这一栏针对同种物质有什么特别之处？它与质量、体积有什么不同？它对物质的识别是否有帮助？在几个问题的铺垫下，教学安排跳越性明显减弱，变得顺理成章。
再次，问题奇妙之处还在于可以活跃课堂气氛，激发学生的求知欲。常言说的好：好学者不如乐学者。如能激发学生自身学习的内在力，往往会让教学达到事半功倍的效果。
因此，课前精心设计每个环节上的问题是非常必要的。虽然教师无法操控学生的头脑，但是教师可以设计提问的“位置点”。而且在什么位置希望学生提出什么样的问题也是需要设计的。
2 从课堂教学实施入手，进行有效的课堂教学
提高课堂教学的有效性，除了遵循一般的教学原则，合理安排教学内容，还要灵活运用多种教学方法和手段，注重物理课堂教学中的情感因素，不断探究和寻找提高物理课堂有效教学的方法和途径，应注意几个问题。
（1）语言问题：语言要有科学性、艺术性、平等性。科学性是指语言要能准确的表述概念、定义、问题，简单明了，符合学生的认知水平，对于课本上的定义没有经过深思熟虑不要轻易的更改或加深，不增加学生负担。同时注意区分易混淆的词语。例：“物体”和“物质”，“质量”和“重量”，“深度”和“高度”等等。艺术性是指语言是否生动有趣，是否能够引起学生的注意。有的教师在讲如何将电压表和电流表接入电路时，把电压表比喻为一个调皮的孩子，他的两只手抱着谁，他就想知道谁的电压。这样一比喻学生马上明白电压表要并联在电路的两端，而电流表要是抱住谁谁就要倒霉（暗示被短路），学生就明白电流表是不能与被测电路并联的，一定要串联在被测电路中。平等性是指不以居高临下的姿态授课，建立和谐宽松的学习氛围。让学生学得轻松，学得开心。正所谓“亲其师，信其道。”
（2）时间问题：注意时间的分配，把握好每个环节的时间。科学探究教学不但要让学生知道科学知识，还要培养学生的各种能力。因此，在科学探究中把时间多些给学生，教师只起引导作用。多花时间在讨论、学生动手操作等环节，而不要刻意的追求实验的结论。许多教师担心时间不够，忽视探究过程，只重实验结论，这与科学探究精神是相违背的。但也不是无止境的给学生动手，必需按照教学设计有目的、有计划进行探究，在探究中进行适时的指导，了解学生的探究进度，指引方向，在有限的时间内力争达到最好的效果。也许在第一次、第二次探究中无法按照预先按排实施教学，完成教学任务，但是学生的能力得到了培养，达到一定能力，学生就能配合教学计划在有限的时间内完成探究任务。
（3）紀律问题：这是任何一个一线教师都无法回避的问题。如果说前两个问题是教师能够操控的话，那么这个问题则是防不胜防。因为科学探究是比较活跃的教学和学习方式，学生兴奋起来也容易出现各种各样的问题。教师在处理纪律问题时建议把握“避轻就重”的原则。如果学生是因为讨论与探究有关的问题而无法自控，教师可以私下与其交流，引导正确方向。如果学生是为了引起大家的注意，不防肯定他的某些观点让其更灿烂。如果学生
属于纯粹的捣乱，要立即劝止。因此，教师在日常教学过程中不能只注重知识传授，还要重视德育。如果纪律问题处理不好，将会成为有效科学探究的绊脚石。
3 从课后延伸入手，进行承前起后的有效教学
课堂教学结束并不意味着科学探究的结束。科学探究是一种有延续性的学习方式，不要让其受到时间的限定。短短的一堂课并不足以反映教师的教学思想，学生的学习程度。往往都要在课后或更长一段时间才能体现出来。因此，为了今后更有效的教学和学习，课后延伸是必不可少的。
（1）在教学反思中延伸。有人说过“教学反思”是老师的催熟剂。课前进行再完美的设计都有可能在课堂教学中无法彻底实施，那么问题出在哪呢？在课后进行反思以避免下次患同样的错误。无法实施的方面在课后是否可以弥补，如何弥补？
（2）在作业设计中延伸。作业是最能反映学生的学习掌握程度和教师的教学效果。设计适当适量的作业有利于提高科学探究的成效，提高学生的能力。作业设计应紧扣课堂教学适当加深，紧扣教学瓶颈加以化解，并能根据教学进程进行调整。
总而言之，要进行一堂有效的科学探究，仅仅靠课堂是远远不够的，课前课后都要重视，特别是课前的教学设计。教师在每次进行科学探究教学时可能无法像文章中提到的那样做到事事俱备，但只要有想法，相信下次会做得更完美。
科学探究是复杂的，动态的。教师和学生在利用科学探究方式进行教学、学习，提高自身教学水平、学习能力的过程也是艰难的。只有不断的进行尝试，不断的发现问题并加以解决、完善，才能不断的提高科学探究的实效性。
