如何搞好科学探究活动教学

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如何搞好科学探究活动教学

怎样有效指导学生的科学探究活动

如何在小学科学课程教学中有效开展探究活动

如何组织与实施科学探究活动

一、如何搞好科学探究活动教学

探究性学习是对原来物理教学方式的一个补充，它是物理课程中的一种新的形式，它强调科学概念、科学方法、科学态度三者的综合，强调学生在探究活动中的经历、体验和感悟。因此，可以克服片面执行“讲授法”的做法，有助于物理学科课程扬长避短，有助于加深学生对科学、技术和社会关系的认识，有助于发展学生对科学技术的兴趣和爱好，有助于扩大学生的知识面，有助于促进学生的自主性发展，从而达到素质教育的目标，为学生的终身学习打好基础。物理课程中的科学探究活动可分为两类：一类是课堂内的探究活动；另一类是课堂外的探究活动。

一、课堂内的探究活动

　　课堂内的探究活动主要由教师根据学生的认知水平和已有的知识基础，与学生一起精心设计探究方案，指导学生在课堂内按设计的计划进行。课堂探究内容的选择一般应注意以下几个方面：①内容应是物理课程的核心知识，对培养学生科学素养和发展学生的科学思维具有重要的价值；②内容的难度要适合学生的年龄特点和认知水平；③内容要能激发学生的好奇心和求知欲，要有驱动力。

　　例如：在“探究影响导体电阻的因素”的活动中，学生经过教师的引导猜想出导体的电阻大小可能与导体的横截面积、长度、材料有关，如果在研究过程中，横截面积和长度同时改变，得到电阻的大小也改变，这个改变是由于长度还是横截面积造成的，是不能确定的，如何才能使实验的结果说明横截面积是否影响导体的电阻呢？这就需要实施控制变量的实验，即横截面积以外的所有量都保持不变，只改变横截面积，得到的结论才能说明与横截面积的关系。经历这样的探究过程，学生从中认识到在实验探究中要有目的地控制和改变自变量。

　　又如，光把世界打扮得如此美丽动人，使我们每天都能看到五彩缤纷的世界，但光是如何传播的，我们却说不大清楚，为了“探究光的传播路径”，需要借助烟雾或乳状的溶液来显示光的传播路径，在这个探究过程中，学生可以体会到如何“化隐形为显形”的实验方法。再如，我们生活的地球周围空间存在着磁场，可我们看不见、摸不着，为了说明这种特殊物质的存在，需要借助小磁针的转动来认识磁场的存在，这种方法是通过磁场对放入其中的磁体有力的作用的性质来认识磁场的。通过经历这样的实验，学生学会了一种认识物质的方法，即在研究看不见、摸不着的物质时，可以借助其他的物质或借助物质的某种特性（如物体之间相互作用的结果）来研究。

二、课堂外的探究活动

　　课外探究活动一般是在教师的指导下，主要由学生自主设计探究计划，学生主动开展。

　　课外探究内容的选择，应该注重：①物理知识的应用。如在学习了温度计之后，可以制作简易温度计，通过制作过程，了解刻度划分的方法。再如学习了简单机械后，可以尝试制作搬运重物上楼用的“爬楼车”，通过这些活动使学生学习如何运用知识解决实际问题。②课内学习内容的延伸。如在学习了光的折射现象后，对于不同介质对光的折射情况是否相同、清晨看到日出时太阳在地平线以下还是在地平线以上等问题，学生常表现出较强的探究欲望。为此我们可以组织学生利用课余时间对该物理知识进行较深入的专题探究，可以从模拟实验的角度进行，也可以从理论论证的角度进行，由学生自己确定。再如，晶体熔化的实验误差较大，可让学生通过探究产生较大误差的主要原因，从而提出改进实验方案或改进实验装置的建议。③与物理知识有关的与其他学科综合的应用。如环保方面的问题、能源方面的问题、保温性能的问题等。另外还须注意的是选择研究的题目不宜过大，针对性要强，使学生易于操作。

　　在选择课外探究内容时应该倡导学生从生活和学习中自己发现问题，可以采取类似“征求意见箱”的形式设立一个“探究问题箱”，鼓励学生把生活中或学习中的点滴问题写出来，投到“探究问题箱”中，定时汇总，向学生公布，并结合学生实际能力水平、条件支持等实际情况集体讨论确定哪些内容探究价值较高，再由学生根据自己的兴趣选定探究课题，自行组建小组，进行探究。教师可定期检查学生方案的实施进展情况，定期组织学生进行交流。

一、怎样有效指导学生的科学探究活动

1、精心设计有意义的问题情境。 组织学生开展有意义的自主探究活动，首先必须指向学习目标精心设计恰当的问题情境。有意义的学习不是简单地看书学习，不是简单地依据课本知识问问答答，而是能够积极地联系现实生活去思考问题、应用知识分析问题，并且能够引发出新的问题。教育心理学研究表明，思维过程是从问题开始的，解决问题的迫切感越强，思维就越活跃，学习的兴趣就越浓厚。建构主义学习观强调基于问题的学习、“在问题解决中学习”。多年来广泛推介的自学辅导教学法、发现教学法、探究式教学法、尝试教学法、实验先导教学法等等，都是以问题探究为主要活动方式，通过真实的问题探究来自主建构知识。因此，设计恰当的问题情境，是激活学生思维的重要手段，也是激发学习兴趣的重要途径。 探究活动必须以问题为载体，但设计的问题必须是真实的问题、具体的问题、有意义的问题。现在组织开展问题探究已成为思想政治课比较普遍的教学方式，但不少教师在教学中一方面提问太多，另一方面许多问题太简单，缺乏灵活性、探究性，不足以激发学生思维的兴趣和活力，满堂问实质上仍然是满堂灌。课堂教学中问题情境不在多，关键要有意义。教师要深思熟虑设计、精选问题，使学生有时间深思熟虑开展问题探究、合作交流的学习活动。有意义的问题，必须指向一定的教学目标，具有达成目标的针对性；必须适切学生已有基础和认知水平，使之难易程度恰当，学生经过思考能够初步解决；必须指向重点和难点，着重在重点知识与方法和学生学习难点上组织问题探究，对简单的知识、学生容易掌握的知识，可以由学生看书自学，或由教师直接依据教材分析解读，以留有较多的时间在重点问题上进行思考和交流；必须密切联系现实生活，理论联系实际，是思想政治课的重要特点，也是培养学生观察分析问题能力、社会认知能力的重要策略。在教学中联系现实生活，不仅结合学习内容适当拓展，更主要的是以现实生活为背景，设计联系社会生活的问题情境；必须具有探究性，具有一定的思维含量，能够使学生产生心理悬念和认知冲突的问题，才能激发学生达到深入思考的境界。缺乏思维含量的问题，就不需要探究，更不需要合作探究。 2、灵活应用多种活动方式。 在教学中必须根据设计的问题情境，选用相应的活动方式。哪些问题指导学生独立思考，哪些问题需要组织学生分组讨论，应该在备课是有所策划。但是，在课堂教学中更应该由学生自主选择问题探究的活动方式。教师呈现问题情境后，学生是独立看书思考、同桌议论、还是前后交流、小组讨论，更多的应该由学生根据自己的需要自主选择，使教学过程更加适合学生实际情况。新课程倡导学习的选择性，这不仅指一定范围内可以自主选择课程和学习内容，也包括自主选择适合自己的学习方式。 教学过程中应该倡导合作学习，但合作学习的内容、方式应该由学生根据学习的需要自主选择。合作学习的本质在于学生能够根据自己的需要，主动与他人进行畅所欲言的探讨交流。合作学习不等于小组讨论，可以有多种形式，同桌议一议、前后问一问、向老师咨询请教等，都是合作学习的很好方式。小组讨论未必是合作学习，没有足够的时间讨论，不是每个学生都能发表见解，就谈不上合作学习。教师组织学生分组讨论未尚不可，但首先必须想一想，你提出的问题有没有讨论的必要？有没有时间让小组充分讨论？在讨论过程中是不是每个学生都能积极参与？在课堂教学中，教师必须少一些“自己看书”、“独立思考”、“分小组讨论”、“派代表发言”等活动指令，应该倡导自主、自由精神，引领学生养成既严谨踏实、又生动活泼的学习习惯。 3．重视自主探究活动的过程。 何事物的变化发展都是过程与结果的统一，过程孕育结果，结果源于过程。人们往往更多关注的是结果，但有时过程比结果更为重要，会具有超出结果的意义和价值。在思想政治课教学中，许多教师往往只注意学生懂了吗？会了吗？而不关注学生的学习情感与学习方式；提出问题后，立即要求学生回答问题，不给学生以思考的过程；往往只注意学生回答得正确不正确，不注意学生思维活动的过程。重结论轻过程，是学生自主探究活动水平不高的一个重要原因。以问题为载体的学生自主探究活动，不能就事论事地简单回答问题，而必须是一个观察生活、思考问题、交流发言、总结归纳的活动过程。当呈现问题情境后，必须给学生一定的活动时间和空间，由学生去看一看、想一想、议一议、写一写。必须给学生以较多的时间交流发言，特别是发表不同见解的时间。在学生交流发言后，不能匆匆忙忙进入下一个活动，教师必须结合教学内容，对问题指向的基础知识、基本方法、主要思想进行简要的总结归纳和点评确认。通过这样的探究活动过程，才能帮助学生有效地领悟知识、学习方法、感受思想，才能使学生对问题探究活动本身留下深刻的印象。 4．营造激励思考创新的情感氛围。 要使学生的问题探究活动成为有意义的活动，必须努力营造积极、和谐的情感氛围，真正使学生能够自由自觉地学习。教师在教学过程中要发扬民主精神，少一点一本正经，多一点宽松自由。要相信学生，相信学生能够自主学习、自主探究，不要处处包办代替；要尊重学生，尊重学生对学习方式的选择、对问题的独立见解，不要指手划脚，强求统一；要解放学生，激励学生敢想敢说，敢于质疑提问，允许学生有自己的思想见解和学习方式，鼓励学生与同伴争论、教师争论。只有相信学生、尊重学生、解放学生，才能充分激发学生自主探究的积极性，才能在活动中培养学生的主体意识、主体能力，提高学习活动的水平。学生的学习激情、课堂的情感氛围，关键是要靠教师去调动和营造。现在的高中学生普遍发言不积极，说话低声细气，关键也在于教师不注意激励和引导。我在一所学校上一堂研究课，事前老师告诉我，我班这些学生学业水平较差，从来不会主动举手发言，从来不会提出问题。我在课上每呈现一个问题，都请学生先看书、思考、议论。然后请学生举手发言，有一位学生举手了，我说：“好，有同学准备好了，其他同学呢？”当有多位同学举手时，我才请一位同学发言。这位同学回答正确，我又请2-3位学生发言。这样课堂气氛就活跃起来了。有一位学生经常不举手，但跃跃欲试想发言，我就说：“那位同学，这次你先来谈谈！”他发言后，我鼓励他：“你说得很好呀，以后胆子大一些，主动发言”！ 在探索活动中特别要激励学生敢想敢说，敢于发现问题，提出问题。在思考问题中归纳出知识，或应用知识分析问题固然重要，但在探究问题的过程中进一步引发出新的问题则更有意义。任何事物都具有多重性，任何问题的解法或答案都可能不是唯一的。课堂上，以及课外作业，都可以要求学生结合所学知识，联系问题探究提出一些新问题。提出的问题有无意义并不重要，重要的是能够潜移默化地培养学生知识迁移、发散思维的习惯和能力，进而孕育学生的创新精神。学生发现问题、提出问题总是以他所学知识和生活经验为基础的，因此不仅不会影响知识的学习，而是能够促使他更深入地去钻研知识、理解知识。 5．积极提供有意义的帮助和指导。 组织学生开展自主探究活动，并不是完全由学生围绕问题看书、思考、讨论、交流发言。高水平的自主探究活动，更需要教师提供恰当的帮助和指导。在学生自主学习、自主探究过程中提供的指导，才更有意义、更有实效。教材编写受课程内容、目标要求的限制，对许多问题不作详细阐述，只是点到为止。因此，在教学中不能照本宣科，对一些知识的理解必须为学生提供一定的铺垫。引领学生在比较中抓住问题的关键。必要的补充、拓展，不在学习目标之内，而是为学生开展问题探究活动、领悟基础知识提供的知识支持，是为达成学习目标服务的。 在学生进行问题探究的过程中，不能就事论事，就题做题，而要指导学生从现象的观察、问题的分析中归纳出本质和规律性的东西来，从若干问题的分析中悟出一般的思维方法来。要指导学生善于用自己的语言归纳、表述问题。指导学生善于发散思维，综合应用所学知识多角度、多层面思考问题。这是提高自主探究活动水平的重要策略，也是培养学生学习能力、迁移能力的重要方法。 6．及时予以总结评价。 提高学生自主探究活动的水平，还必须重视对活动的总结评价。一方面，要引领学生对自己参与活动情感、方法、成果及时进行总结反思，想一想，在这一探究活动或这堂课的探究活动中学到了哪些知识，懂得了哪些道理，知道了哪些方法，有什么启示，还有什么疑问等，在这基础上进行自我评价，自己的注意力集中吗？自己思考问题的方法正确吗？ 教师对学生探究活动的评价，既必须进行即时评价，又必须进行整体评价。即时评价，是在每一个问题探究活动后，结合归纳总结，及时对学生的情感态度、思维方法、思维水平、语言表达等予以指点和评价，使学生能够及时确认正确的认识，及时发现存在的问题。整体评价，是在一堂课结束时，对学生探究活动的整体情况予以总结评价，通过总结评价及时发现学生活动中出现的亮点、存在的问题，同时反思自己教学设计、教学过程的得与失，自己设计的问题得当吗？对学生活动的组织与指导合理吗？以进一步优化教学设计，调整指导策略。
希望对你有帮助！

二、如何在小学科学课程教学中有效开展探究活动

小学科学课程标准指出：“科学课程应向学生提供充分的科学探究机会,使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中,形成尊重事实、善于质疑的科学态度.”在小学阶段,学生进行的科学学习活动大多属于接受性的探究活动.作为科学教师,重要的是应该学会选择足量而合适的有思维价值的观察和实验研究活动.在活动中,特别是在高年级的活动中,要利用结构性材料,有目的地引导学生理解科学概念、科学规律,加强思维训练,注意挖掘科学问题中的隐含条件,训练学生分析问题的全面性和推理的严密性,促进学生科学逻辑思维的形成.没有问题的思考,不是真正的思考；没有思考的探究,不是真正的探究；没有思维发展的课堂,不是真正的科学课堂.“让思考成为习惯”,应该成为所有科学教师的追求.然而,当科学课改变了以往《自然》课以知识传授为目标,采用了以探究等活动为主的教材结构后,我们往往把科学课局限于学生的动手课、实验课,忽略了对科学课本质的全面把握.学生停留在原有的知识层面上,只经历了一个动手做的过程,缺少了严谨、求实,教学深入不到、影响不了思维活动.因此出现了看似热热闹闹,学生却获之甚少的场面.活动有余思维不足等诸多问题便显现了出来.
1 探究过程要体现科学的思维和研究方法,注重逻辑性
人类认识自然、深入研究自然,必然不能违背自然的本来规律.科学是一项尊重事实的活动,让学生们知道获得客观事实是科学的核心.而获得客观事实、正确结论的前提是获取过程要科学,推导要合乎逻辑.具体表现在对问题假设应指向逻辑性.探究从问题和猜想开始,猜想并不是胡思乱想,也不是异想天开,而是建立在平时知识的积累和生活经验之上的.
其次,探究方案设计应体现逻辑性.简单的实验不能简单做.学生在学习《一杯水能溶解多少食盐》这一课中,设计一份可行的计划是本课的重点.如何让学生的计划体现出实验的真实性呢?在讨论实验方案中我引导学生思考以下几个问题：淤怎样才能确定杯中的食盐已经溶解完?于怎样才能确定食盐不能在溶解?盂如果杯中的食盐多出来了怎么办?榆用什么搅拌,搅拌时能不能把水溅出来?我的询问让孩子知道了做什么实验,怎么做实验和如何高效率地做实验.学生通过一系列的讨论和交流,使自己的方案趋于完善和科学,12 组的计划都注意到了每放一勺之前都应在前一勺的食盐溶解完以后；每一勺的食盐量都要一样等.从而培养了学生严谨的科学态度,有效地指导了实验的开展.
2 证据的获取、信息的处理、结论的得出中培养学生实事求是的态度
课程标准在培养学生情感态度与价值观中提出“在科学学习中能注重事实”的课程目标.然而我们的学生由于受各种因素的影响,在他们的生活和学习中有意无意地表现出很多种“说谎”的行为.如学生在探究过程中进行实验数据记录的时候,总是有些小组记录的数据是不真实的,有些是借别人的数据有的甚至是编造出来的.又如有些学生在结论的处理上为了证明自己的某一观点,使获得的证据和得出的结论牵强附会.这样长期下去对学生理性思维的培养是格格不入的,它将影响着学生今后生活工作中正确的思维和处事方式.我们的科学课堂应充满实事求是和诚信的氛围.对科学理性思维的培养更应体现实事求是的作风.
记得听过一节科学课,学生在探究黑色塑料筒和白色塑料筒在阳光照射下哪个升温更快的对比实验中,12 小组中11 组都发现黑色塑料筒温度上升很快,白色塑料筒上升很慢.而有一小组却发现他们的都下降了,而且白色下降的要比黑色的快.他们通过与其它小组交流,很快发现自己的温度数据有很大差别.然而他们并没有隐瞒事实,更没有屈从,他们勇敢地把自己的发现说了出来.这时全班一片哗然,很多小组指责他们.然而事实就是事实,他们还是坚持自己的意见.这时全班都等着教师的看法.做课教师并没有指责更没有批评他们,而是大力表扬了他们能实事求是地说出自己的发现,并给予了充分地肯定,同时与全班同学一起分析原因.原来这一小组在实验前把温度计头部握在了手中,在放进筒之前温度计已经上升,因此出现了刚才的现象.最后让他们再次实验,让他们体验成功的乐趣.让学生明白说实话的重要性,体会科学的严谨.科学课堂上当学生因为自己失误造成数据的遗漏或是实验过程中的发现与自己已有经验不符甚至相矛盾的时候,教师应当引导鼓励学生说真话.还要善于指导学生去获得客观的、可靠的数据资料,帮助他们分清什么是事实,什么是观念；什么是不相关的事实,什么是有用的证据.只有这样,才可能从小培养好学生良好的科学思维素养.

三、如何组织与实施科学探究活动

科学探究就是人们在研究各类科学特别是自然科学问题时所采取的方法，它应该包括以下几个步骤：
一、提出问题，明确我们要研究的课题；
二、猜想假设，根据已有的理论或经验对问题的模型提出初步的设想；
三、接受检验，想办法用实验来验证我们的假设和猜想；
四、不断完善，根据实验表现出来的结果修改我们的设想，使之能最后能解释我们所面临的问题，甚至提出新的正确的理论。
要求
科学探究的基本环节一般分为以下八个连续环节，各环节具体如下：
提出问题
通过创设情景引导学生提出供探究的问题，或者直接给出所要探究的问题让学生进行探究。
猜想与假设
学生依据已有的知识和经验对提出的问题的可能出现的答案，作出猜想与假设，并经过讨论、思考作出初步的论证。
制定计划
（或设计方案）
制定计划（或设计方案）：根据科学探究的要求，设计实验方案，同时包括选择仪器、试剂等等。
进行实验
按实验正确的步骤，细心规范地进行具体的实验操作。
收集证据
收集并整理通过实验得出实验现象、实验数据，以及其它与猜想假设有关所有资料、信息等等，为了验证猜想与假设做好充分的准备。
解释与结论
将收集到的资料进行分析、讨论，得出事实证据与猜想假设之间的关系，通过比较、分类、归纳、概括等方法，得到最后的结论。
反思与评价
主要是要有对探究结果的可靠性进行评价的意识。用口头或书面等方式表达探究过程的结果，与他人进行交流讨论时，敢于发表自己的观点，倾听并尊重他人的意见。在实验方案、现象、解释等方面与他人存在不同之处时，能与他人进行讨论，不断反思，并提出改进的具体建议，能体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
拓展与迁移
将自己经过辛辛苦苦、快快乐乐地科学探究出的实验结论，不断地发扬光大，拓展开来，进而将其迁移应用于解决相关的实际问题。当然，它也有可能是就刚才探究中的某些问题，或者是衍生出来的问题，进行继续科学的探究过程。
科学是使主观认识与客观实际实现具体统一的实践活动，是通往预期目标的桥梁、是联结现实与理想的纽带。也可以说科学是使主观认识符合客观实际（客观事物的本来面貌，包括事物的本质属性、实际联系、变化规律）和创造符合主观认识的客观实际（使主观认识转化为客观实际事物、条件、环境）的实践活动。
这是科学的内涵。不去探索追求主观与客观的具体统一，没有充分地根据却固执地坚信主观认识符合客观实际、能转化成客观实际，这样的思想认识就是迷信。
能实现预期目标的主观认识，就是符合客观实际的主观认识。日历是主观认识，预期的昼夜、四季变化都能实现目标，这是符合客观实际的主观认识。实现了的预期目标，就是符合主观认识的客观实际。产品设计是主观认识，合格产品就是符合主观认识的客观实际。