國中科學探究式教學策略例談 徐健偉 朱青鋒
摘要：隨著我國新一輪課程改革的啟動，探究式教學開始步入課堂，日益受到關注和重視。本文通過課堂上教師的教學行為以及束縛開展科學探究式教學因素，分析在開展探究式學習過程中，師生所面臨的困惑、問題和誤區，瞭解開展探究式學習的主要限制因素，並且提供一些合理的建議。
關鍵詞：國中科學；探究式教學
“探究式教學”是20世紀50年代由美國芝加哥大學的施瓦布在《教育現代化運動》中提出的。所謂探究式教學，是指教師在課堂上指導鼓勵學生圍繞問題，通過自覺主動地探討和研究，多方尋求答案，把握事物的本質，在解決問題過程中促使學習經驗的形成，為學生提供主動學習、自主發展的機會。
探究性教學改變學生單純地接受教師傳授知識的學習方式，把教學重點放在教會學生獲取知識的方法和能力上，為學生創造一個寬鬆開放的學習環境，為學生提供獲取知識的多種渠道，啟發他們將學到的知識加以綜合，並應用於實踐，促使他們形成積極的學習態度和良好的學習習慣，培養他們的創造精神和實踐能力。
探究式教學是與新課程特別是研究型課程相對應的教學方式。教學作為一個系統,包含三個基本要素:教師、學生和教材。作為課堂教學的組織者、管理者和指導者，教師起著關鍵的作用。
一、教師的授課方式運用策略
根據教育部新科學課程標準的精神，結合對中學科學教學現狀的分析，科學教學方式的轉變、發展具體體現在以下幾個方面：由接受式向探究式轉變；由講解式向討論式轉變；由個體學習向合作學習轉變；由被動學習向主動學習發展；由“齊步走”、“一刀切”向個性化方向發展。
教學方式的選擇運用，要受到教學內容、學生水平、個性特點等多種因素的制約。我們認為：第一，並不是所有的學習內容都適合讓學生通過探究去解決。第二，“探究式”適合智力好、主動性強的學生，而學生的智力發展、知識水平不平衡是客觀現實，如果一味地追求“探究”，就會嚴重脫離一些學生的實際，挫傷他們的積極性。第三，學生個性不同，“探究式”也好，“接受式”也罷，適合學生個體特點的學習方式才是最有效的。事實上，就中學生的個性發展和知識獲得的最佳效果而言，探究式教學和傳授式教學都是必要的。 教師在教學實踐中，應該將多種教學方法有機結合，使其相輔相成，以取得最佳的教學效果。
如《運動和能的形式》一課，教學內容淺顯易懂，學生一聽就會，就沒有必要再安排學生進行探究性學習，教師採用傳統的談話授課方式就能解決問題。我們提倡探究式教學，並不是說傳授式教學一無是處，只是因為我們過去過多倚重了傳授式教學，並在實踐中將其異化為“填鴨灌輸”式的教學行為。“接受式”學習有弱點，但也有優勢。機械的“探究”會束縛學生的思維，而有意義的“接受”也能促進學生的發展，關鍵在於教師的運用之妙。“探究式” 學習有優勢，也有弱點。如果不顧實際，對於明明是簡單而不需探究的，或者學生沒有能力探究的那些知識，也去搞形式，追求探究的“時髦”，就會事倍功半，得不償失。
二、教師的授課內容選擇策略
探究式教學中教師選擇的內容應該是開放的。一般來說，教師在課堂上的授課內容大多來自於他所選用的教材。浙江省目前所用的科學教材都是體現科學課程目標和內容的重要載體，是學生學習和教師教學的主要工具。課改以後，科學教材在內容選擇上改變了以往只注重知識的偏向，選擇那些有利於認識最重要、最基本的科學統一概念和原理的知識、能突出體現科學探究的基本特徵、發展科學探究能力的活動以及更好理解科學、技術與社會關係的主題內容，內容相當開放。但是，畢竟教材只能把最重要、最基本的東西呈現出來，要想在課堂上解決一些實際問題，或者讓學生深入理解科學概念，光靠一本教材是遠遠不夠的。 這就要求教師在傳授好教材上所呈現的東西之外，還要有意識地引導他們對教材進行消化吸收，讓他們不但知其然，而且知其所以然，大膽地走出教材的侷限，走向生活，還要經常在上課時向學生們介紹課外科學知識。
探究式學習是一種基於學生自主學習的學習方式，學生充滿個性，短短45分鐘要完成整個探究過程，既不可能，也不經濟，教師可有目的地選擇有探究價值的問題，在課堂上就開展探究式學習的某一環節，如在一堂課上就假設提出的.問題，其他環節教師只提供方法，作為學生的課後自學內容。也可以把一堂探究課分成幾節來上。比如《影響摩擦力大小的因素》《影響壓力作用效果的因素》 等內容適合課內探究，《種子萌發的條件》《光合作用的原料和產物》等內容適合課外探究。另外，教師在選擇課堂探究內容時應注意以下幾個方面:①內容應是科學的核心知識，對培養學生科學素養和發展學生的科學思維具有重要的價值；②內容的難度要適合中學生的年齡特點和認知水平；如在學習《科學在我們身邊時》要儘可能鼓勵和啟發學生自己發現問題和提出問題。學生通過觀察四幅圖以後，會提出很多問題，然後讓學生篩選出具有吸引力和探究的問題。在此基礎上教師先選一些學生跳一跳就能嚐到“果子”的問題展開探究活動。以免探而末果傷及學生的積極性。③內容要能激發學生的好奇心和求知慾，要有驅動力。
三、教師的提問策略
提問是教學過程中教師常用的一種師生相互交流的教學技能，是通過師生相互作用、檢查學習、促進思維、鞏固知識、運用知識、實現教學目標的一種教學行為方式。提問被視為“有效教學的核心”，根據教育心理學提出的“最近發展區” 理論，對教師的問題，學生若藉助已有的知識、經驗、技能，通過提取、篩選、嫁接、創新等理性思維活動，把問題正確回答出來，這樣不僅能使大腦皮層的相應中樞呈興奮狀態，啟用思維，且能通過教師所給予的表揚產生愉快的成就心理體驗，從而激發學習動機，培養批判性思維和創造性思維。
教師向學生提出問題大多數是為了複述知識點，另外還有讓學生背概念，只有少數教師是為了培養學生進行課堂探究式學習。探究離不開問題,課堂探究活動主要圍繞問題進行,既探究問題,進而解決問題,又在探究中發現新的問題。英國科學哲學家波普爾這樣認為，科學的第一個特徵就是它始於問題，實踐及理論的問題。他甚至認為，科學和知識的增長永遠始於問題，終於問題。越來越深化的問題，越來越能啟發新問題。在學校課堂上,教師不但要教給學生科學基本知識,更要培養學生“發現問題”、“提出問題”、“討論問題”、“解決問題”、“發現新問題”的探究能力，問題設計可採用由淺入深，層層深入的策略。在教學過程中要經常鼓勵學生大膽地進行猜想，它能夠使學生明確探究方向，有目的、有計劃地進行探究。
例如，在“密度”這節課教學中，我們是這樣設計過程的：
創造問題情景，激發學生探究動機和求知慾。
問題1：出示一個體積一樣木塊和鐵塊，誰重？
生答：鐵重
問題2：把它們放入水中，會怎樣？
生答：木塊浮在水面，鐵塊沉入水底。
師演示：驗證學生的判斷。
問題3：為什麼木塊浮在水面，鐵塊卻沉下去呢？
生答：木塊輕，鐵塊重。
師追問：（出示一塊重量明顯大於鐵塊的木塊）現在把這塊大木塊放入水中，會怎樣？
生1猜：會與鐵塊一樣沉入水中。
生2猜：不會沉，會浮在水面上。木塊畢竟是木塊。
師演示：大木塊放入水中，大木塊浮在水面上。此時：學生迷惑不解，但處於思維極度活躍的階段。
②實驗探究，比較分析。
學生探究實驗：把全班學生分成兩大組，讓他們分別研究木塊和鐵塊。測出各大小不同的木塊和鐵塊重量和體積。
③分析資料，概括定義。
物體 體積（釐米） 質量（克）
木塊 12 5.60
24 11.00
36 16.60
鐵塊 2 15.40
6 46.80
12 93.40
通過資料比較分析：學生對於木塊體積增大幾倍，質量也增大幾倍，並且質量與體積的比值是0.46左右。對於鐵塊，體積增幾倍，質量也增大幾倍，且質量與體積的比值都是7.8左右。
此時，有部分學生會頓時大悟。這個時候，教師再引導學生給物質這樣性質起個名，下個定義。
實踐表明：這樣經過教師引導，學生主動參與探究，孕育發展而形成的科學概念，才會使學生感到有血有肉，消晰豐滿，收到較好的教學效果。
探究教學需要精心設計探究型問題,有時甚至要突破傳統課程的束縛來設計,這樣做的意義主要不在於找到完全正確的解答，而在於激發思維，讓學生有所體驗，有所見解，有所發現，有所創造。課堂探究活動主要圍繞問題進行，教師應該有意識地提一些具有探究價值的問題，引導學生進行探究式學習。
四、課堂氣氛調控策略
在課堂上開展探究教學，開發創造能力需要民主的課堂環境與氛圍。美國心理學家託蘭斯指出：創造力的開發必須在自由而安全的氣氛中進行。所謂“自由”就是儘量減少對學生思維和行為的無謂限制，給其表現的機會；所謂“安全”就是不對學生獨特想法進行批判和挑剔，使其消除對批評的顧慮，獲得安全感。真正的民主決不是虛幻的空想，課堂如果沒有自由、安全、和諧、民主的集體氛圍，探究活動是難以展開並活躍。據調查，教師與學生在課堂上就某一個科學問題是否有過爭執時，72.16%的教師表示“偶爾有過”，20.62%“經常如此”,還有7.22%“一般沒有”。課堂上，學生與學生之間就某一個科學問題發生爭執的情況與師生之間的情況相似。從資料來看，超過70%的教師偶爾允許學生在課堂上就某個科學問題爭執。探究式教學並不一定需要較強探究能力的教師，但是卻肯定需要能夠給學生營造探究氛圍，鼓勵和支援學生好奇心和探究精神的教師。這樣的教師首先應該轉變原有上下之分、尊卑之別的師生關係，與學生建立起新型平等、合作的交往關係，但這需要教師有較強的調控能力和凝聚力，避免在課堂上失控，效率低下。
五、學生實驗指導策略
科學實驗能提高學生應用基本儀器進行觀察、測量的技能，從事實驗的基本技術，靈活運用知識分析與解決具體實際問題的能力，激發並維持學生學習科學知識的興趣和求知慾，提高科學教學的質量和學生的整體科學素養，所以教師必須高度重視實驗課，讓學生在實驗中完成探究，體驗科學知識的獲取過程。
在課堂教學中讓學生做實驗並探究，課堂教學時間有限，教師必須精心設計教學過程。只有設計好教學全過程，才能真正做到以實驗引導探究，獲取知識、技能。在科學教材有不少重要實驗、重要儀器的介紹。這些實驗和儀器中包含大量的科學思維過程，是培養學生探究能力、思維能力的好素材。比如《托裡拆利實驗》、《滑動變阻器》、《熱機》等。
傳統的教學，總是直接出示實驗儀器，然後教師介紹儀器構造，解釋實驗原理，再講具體操作。這樣的教學會增加學生記憶負擔，卻減少學生大腦的思維量，會使學生覺得自己只是一個“聽眾”、“看客”，而非“參與者”、“探究者”。而我們的教學策略是：首先問題引入，構畫出最原始的模型；然而，啟發學生不斷對其修改完善，使它一步一步由“低階”向“高階”進化。這樣的教學不用教師花大力氣介紹構造、原理、用途，學生自己就明白，因為這個器材是同學們自己“發明”的。
如圖1所示：《托裡拆利實驗》教學，我們的具體操作如下：
演示1：取一小號玻璃杯，注滿水，演示覆杯實驗，證明是大氣壓把紙片和水托住了。
演示2：取一中號玻璃杯實驗，水增重，水柱增高，水仍未流下。
演示3：取一大號玻璃杯，演示覆杯實驗，水更多，更重，水柱更高，水仍未流下。
學生觀察幾個遞進實驗後，就會想大氣壓到底能托起多高的水柱，學生會在熱烈氣氛中思考。
演示4：如上圖2所示，取一兩端開口細長玻璃管，使其豎直立在水槽裡，當膠管上夾子開啟，管內外大氣壓相等，P外＝P內。液麵相平抽出部分氣體後，P外＞P內，管內水柱上升。分析可知水柱上升的原因是P外＞P內。引導學生分析可得，P外－P內＝P水＝P水gh，從而可以從P水和h，求出大氣壓的值。
演示5：學生分析，由於水密度太小，水柱太高不利於測量，所以，用水銀代替水，演示托裡拆利實驗。此時學生對托裡拆利實驗能測出大氣壓的值就水到渠成了。
教師對學生實驗的目的還只停留在教材上所列出的一些驗證性實驗上，形式上是讓學生參與實驗活動，實際上沒能調動學生的學習積極性，沒讓學生主動參與實驗探究的活動，這樣做不利於學生創新精神和實踐能力的培養。為了發揮實驗課的作用，教師應該在指導學生了解實驗原理之後，鼓勵學生積極思考，獨立設計新的實驗方案。對於實驗結束後的成果，也應該鼓勵學生撰寫實驗報告，積極主動地和同學進行討論，培養合作精神和交流能力。
教師在指導實驗過程中學生感到有困難、有疑問，這是再正常不過的現象了。實驗本來就是充滿不確定因素，即使學生只是機械地模仿操作，也會因為一個不經意的操作失誤導致實驗結果的不同。 這種情況說明造成大約一半學生問題意識淺薄的主要原因在於教學評價上。可能是因為學生由於課餘準備不充分，可能是教師沒有較好地引導，也可能是因為由於學生的理論知識跟不上無法深思。學生感到有困難、有疑問，就產生了問題，教師應鼓勵和支援學生去探究，去解決問題。
探究式教學是一種新事物，有許多方面的確還不是很完善——比如說評價體制，以至於社會各界看不到它強大的生命力。但無論如何，探究式教學適應現代社會發展需要，勢在必行，所以作為教育第一線的教師，要轉變傳統的教學觀念，具有創新精神和創造能力，對於舊的不科學的教學思想、教學方法、教學模式要敢於突破，時刻把探究式教學放在心頭，積極響應，並努力為之出謀劃策。
探究式教學符合科學課改的趨勢，最重要的它是體現了教育“以人為本”，“尊重個性差異”的現代教學觀念，值得大力提倡。 我們提出了一些實施建議，希望有助於探究式教學在中學科學課程中早日發揮它應有的作用。
總之，在課堂教學中要解放思想，轉變觀念，努力將“一言堂”變成“群言堂”，讓學生自己去嘗試討論、合作，自己去領受、理解知識，將新課程教學理念真正落實到課堂教學全過程中，這是現代教育賦予教師的使命。在科學課的教學中引進探究式教學，豐富了科學課堂教學的內容和方式，拓寬了教育的時間和空間，使新課程教學理念真正得到落實。
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