姜方良

怎样的科学实验探究才是有效的?如何使科学探究活动更有效呢?

1科学探究活动有效性的内涵

科学新课程追求的教学三维目标，即知识和技能、过程和方法及情感态度和价值观。是衡量探究活动是否有效的重要依据。

1.1学生思维积极参与是核心

有效的探究活动应以学生的进步和发展为宗旨，能充分激发学生的实验探究兴趣和热情，使学生主动地参与活动。如果所设置的探究内容脱离他们的现实世界，与学生的生活没有联系，并得不到相应的材料资源的支持，就会使学生的活动过多停留于表面上，缺乏思维的参与。所以让学生的思维积极参与到科学探究活动中去才是有效探究的核心。

1.2至少能实现三维目标中的一个

科学探究活动的过程是：发现问题、提出问题、解决问题、收集资料(实验操作)、分析资料(或实验现象数据)、形成结论、交流讨论、提出新问题。作为学生探究活动，可以是以上的全过程，也可以是其中的一个环节，只要能通过科学探究活动掌握了一定的知识，或学会了某种科学的方法、技能或形成一种科学的态度和价值观，能很好地达到其中一个目的，这样的活动就可成为一个有效的探究活动。应该改变通过探究将学生能否获得正确结论作为有效的科学探究活动判断标准的观念。

2提高科学探究活动有效性的措施

2.1明确探究任务和目标是有效科学探究活动的前提

指明学生所要达到的目标和所学的内容，即教师要让学生知道学到什么程度以及学什么，学生只有知道了自己学什么或学到什么程度。才会有意识地主动参与。如在探究“灯泡的亮度跟电功率的关系”中。根据三维目标应该培养学生分析与处理数据的能力，所以实验探究活动应该侧重于放在“分析资料(或实验现象数据)”的环节上。所以教师在设计学生的探究活动时，要尽可能地让学生明确探究的任务和目标。

2.2把握探究活动的达成度是有效科学探究活动的保证

“凡是学生能探索出来的决不能替代。凡是学生能够独立发现的决不暗示。”这是探究式教学引导的基本原则。要让学生经历探索过程，既要允许学生成功，也要允许学生失败，失败也是一种对学生的磨练。但是反复多次的失败会使学生失去信心，相反如果轻易地探究就能得出结论，就会诱发学生的轻浮急躁态度滋生，因此教师要掌握学生探究活动的达成度。

2.2.1设计好探究活动情景的障碍

探究源自问题，而问题又离不开情境。所以问题情境的创设非常重要，需有适度障碍性。适度的障碍性指问题情境中蕴含的问题要具有一定的难度和坡度，其难易度要适合大部分学生的实际水平。能造成学生的认知上的冲突，确保大部分学生在探究活动中处于思维的活跃状态，以激发学生探究的欲望。因此创设的问题要基于学生经验又高于学生的经验，把问题难度设在学生的最近发展区。比如中和反应实验中，先提出问题：“酸和碱之间会发生什么反应?”再出示盐酸和氢氧化钠溶液，提问：“它们分别呈什么颜色?是什么类别物质的溶液?”这两问学生都能准确回答。再问：“你知道它们之间能否反应?”对此，学生不能准确解答。为解决问题，较好的办法就是实验。取样后将两种溶液混合，学生观察到无明显现象。追问：“它们混合后无明显现象，是否说明它们没有发生化学反应?”并引导学生思考：“有没有什么方法来判断稀盐酸和氢氧化钠溶液是否发生了反应?如有，请设计实验方案。”面对这个障碍学生运用现有知识已不能做出解释，就促使他们学习新知识来解释这一现象，也使得探究活动更具吸引力。

2.2.2搭设好解决问题的“脚手架”

搭设“脚手架”理论是根据学生的认知规律。强调旧知识的基础作用，较好的让学生利用已有知识进行迁移。使大多数学生能较好地开展实验探究活动，教师要帮助学生回忆已有知识，指导他们正确使用学习方法或提出思考问题，并在提供思维的材料和方法上给予帮助。做好铺垫，让学生在新旧知识的连接点处尝试解答新知识。①唤醒学生已有知识。课堂上教师可以通过适当的提问，唤醒学生对这方面的已有知识。比如“这种物质你已经知道什么。你还想知道些什么?类似实验你们以前做过，现在能模仿设计吗?”②提供辅助工具，体验方法科学化。如在“氢气还原氧化铜”实验中，要求学生在实验开始时按照先通入氢气，排除装置内的空气后，再加热氧化铜的步骤。我向学生解释如果先后顺序颠倒，在加热混有一定比例空气的氢气时，可能会发生爆炸!可是学生半信半疑。此时，不管让学生动手探究还是教师演示实验显然都是危险的、不恰当的。于是，采用Flash动画模拟手段让学生探究，引导学生思考：如果先加热装有氧化铜粉末的硬质试管，再通入氢气，结果会怎样呢?随着一道刺眼的火光和刺耳的玻璃破碎声。同学们看到了整套装置爆炸的现象。虽然只是个模拟实验，但它对学生的听觉、视觉的冲击作用是教师的多次讲述无法实现的。对于可燃性气体的加热或点燃，一定要保证纯度这一重要的安全实验操作，每个学生都牢牢记住了。借助多媒体模拟实验，帮助学生化解了抽象辩证思维的障碍。降低了学习难度。搭设脚手架就是教师为学生的有效探究活动设计操作方案，为他们适度地指明学习方法和策略。以给学生提供更多的学习资源，拓宽学生的探究空间。

2.3开发整合课程资源为有效科学探究活动创造了可能

2.3.1课程整合使验证性实验更多地蕴合探究性

探究性实验具有开放性、灵活性的特点。验证性实验在培养学生获得基本技能、基础知识方面作用不可忽视。从验证到探究，再从探究到验证是一个往复螺旋式上升的过程。探究的过程离不开验证，验证的过程同样也可以隐含着探究。如在演示稀盐酸或白醋等和指示剂进行混合的验证性实验时。如果教师先设疑：水能否使紫色石蕊试液变红色?氯化钠溶液是否也能使紫色石蕊试液变红色?氯化氢气体能使紫色石蕊试液变红色吗?然后，让学生分析、设计探索问题的方案。在学生探索上述问题的基础上，再进行酸和紫色石蕊试液混合实验，学生很容易找出酸溶液中实际对紫色石蕊试液起作用的成分，最后得出了所有的酸都有这种性质的结论。整个过程学生都处于探索的状态，活跃了学生的思维，激发学生的求知欲，点燃学生创新精神的火花。

2.3.2改进实验提高科学探究活动的有效性

对于一些课本实验，遇到实验现象不明显或操作复杂时，教师应善于引导学生发现课本实验的不足。启发学生大胆设想、改进实验。如：探究电热跟哪些因素有关的实验中，课本中实验是将两根电阻值不同的电阻丝串联起来，然后再将这两根电阻丝放人到两只装有煤油的烧瓶中，使之对煤油加热，比较玻璃管内煤油升高的情况。从而得出与电热有关的因素。这个探究实验的主要问题在于操作复杂、浪费电能，由于烧瓶的散热面积比较大且里面的煤油比较多，故要看到比较明显的现象，需要较长的时间。为此，启发学生对这个实验进行了改进，先用两根材料相同、横截面积相同但长度不同的漆包线分别缠在两根温度计的玻璃泡上，然后将两根温度计串联起来，再接入到电路中，利用电阻丝所产生的热量直接对玻璃泡加热。这样，实验器材变得简单，操作起来更方便，所需时间更短，而实验现象更加明显，更利于学生探究活动。虽然学生的设计还不够完善，但体现了学生勇于探索，敢于创新的精神。

2.4实行发展性评价是有效科学探究活动的助推器

新课程评价改革的核心是突出评价的发展性功能，考虑学生的过去，重视学生的现在，更着眼于学生的未来。所以，发现学生的潜能，发挥学生的特长，了解学生发展中的需求，帮助学生去反思、体验自己的“实验探究过程”显得十分必要。比如“化学反应中质量守恒的研究”探究活动结束后，可以让学生反思进行自我评价：“你是怎样进行探究的?在这个探究活动中，你认为自己的活动有哪些方面表现得不错?哪些方面有待改进?还有什么疑惑?……”这样让学生用较多的时间自己总结探究活动，让学生正视整个研究活动，一方面凸现了所经历的各个过程步骤，形成认知结构，总结学习方法，有利于学会学习。另一方面，培养了自我调控的意识和能力，丰富学生的体验。增强了学生的主体意识，培养了学生严谨的科学态度。

要实现有效的科学实验教学就要根据当前学生的特点对现有的教学观念、教学方法进行改革创新。将学习的重心从过分强调知识的传承与积累向知识的探究过程进行转化，从学生的被动接受知识向主动获取知识转化。