如何在科学课堂教学中培养学生的科学探究能力

　　一、科学探究的含义 　　科学探究是科学教育的基本理念，既是科学教育的目标和内容，又是科学教育的过程和方式，它实质上是一种思维创新方式，思维习惯，一种能力系列[1]。《科学课程标准》中的科学探究指的是学生探究式学习活动而非科学家的科学探究，是指让学生去模拟科学家的工作过程，按照一定的科学思维程序去探索学习的过程，从中学习科学方法，发展科学探索所需要的能力，增进对科学探究的理解，体验探究过程的心理感受等，它不仅仅关注学生亲历科学探究的过程，让学生在探究过程中学习知识、技能，培养能力，形成科学的情感态度价值观，而且强调学生认识科学探究本身。在科学探究过程中，重在探索的过程，而非结果；重在收集证据，而非繁杂的计算；重在对结果的评价，而不迷信结果，这正是《科学课程标准》将“科学教育应以探究为核心”确定为科学教育理念之一的意义所在。 　　二、在科学教育中实施科学探究的意义 　　在我们传统的科学教育中，一般是接受性学习多于探究性学习，课堂教学中“满堂问、满堂灌”的现象比较普遍，学生的学习方式基本是“听—记—练—考”[2]，学生大多是在被动应付的状态，学习的主动性、积极性不强，学生的想象力、创造力在一定程度上被压抑，这些都有碍学生科学素养的形成与发展。而探究性的学习是当前国际科学教育的主要发展趋势，科学课程正向学生提供充分的科学探究机会，探究性的学习活动让学生成为学习的主体，建立了和谐的师生关系，使他们在进行探究学习的过程中，体验学习科学的乐趣，有利于增强学生的科学探究能力，培养学生的科学意识、形成良好的科学行为习惯和科学的品质。因此，新课程标准中明确提出了以科学探究为核心的主要学习方式，让学生亲历探究学习的活动过程，培养他们的好奇心和探究欲，逐步学会探究问题的策略，强调的正是要以开放的教育理念为指导，以探究的形式为载体，使学生在获取科学知识的同时，领悟科学的思维方法，掌握科学探究所需要的技能，提高学生的科学素养，为国家培养出更多的创新型、复合型人才。 　　（一）营造氛围，激发学生的探究兴趣。“兴趣是最好的老师”，是学生学习的最大内驱力[3]。教学中，教师要善于激励学生，要努力营造出学生所熟悉和感兴趣的情境，为活跃学生的思维创造条件，吸引他们主动去探索问题、发现规律，全面激发学生的求知欲，促使其积极主动地参与科学的学习过程，同时，还要引导学生利用所学的知识亲自去发现事物的规律和彼此关联，使学生真正体验到科学探究的乐趣，充分享受自我探究获取知识的喜悦。如我在教《蜗牛》一课时，先播放了关于蜗牛的动画，让学生对蜗牛有个初步的感性认识，使学生乐于学习，善于接受，从而训练学生听说能力、记忆能力与观察能力，充分调动了学生探究的积极性；又如我在教《马铃薯在液体中的沉浮》一课时，先把一个马铃薯沉入水中，然后又把它放在另一个无色透明的液体中，马铃薯居然浮了起来，该液体在烧干后会留下痕迹，学生据此判断水中添加了其他物质，使马铃薯能够浮起来，我再让学生在水中添加盐、糖、醋、味精等物质，自己调出使马铃薯浮起来的液体，学生的探究兴趣得到了充分的激发。 　　（二）自主选题，启发学生的探究意识。爱因斯坦曾说过：“一个问题的产生通常要比得出结论更重要。”问题的提出是科学探究的开始，只有学生自己选定的问题，学生才有极大的兴趣去进行研究。因此，教师要在课堂教学中多给学生留一些空间，鼓励他们自己去研究、发现，并大胆地提出问题，当然，还要对学生进行适当的引导和启发，提高学生提问的能力。开始的时候，学生提出的一些问题可能是随意、零散的，缺乏理论支撑和科学依据，个别问题甚至是漫无边际，空想臆断的。对此，教师要有足够的耐心和信心，相信只要经过持续的训练，一定能够在课堂教学中与学生形成良性互动。如我在教《蜗牛》一课时，将几只蜗牛分给学生观察，然后让学生自己提出问题，“蜗牛头顶上的几根‘须’有什么用？”、 “蜗牛是怎么爬的？”、 “蜗牛爬的时候为什么会留下粘乎乎的‘鼻涕’？”、 “蜗牛喜欢吃什么？”、“蜗牛是怎样排泄和呼吸的？”等等，这些都是学生提出的问题，其实，逐一解答了这些问题，也就基本完成了这一课的教学任务。 　　（三）动手实验，培养学生的探究技能。科学不同于其他的课程，学生对周围世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲望，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。科学课的教学要重在“动手做”，必须让学生从“亲身经历以探究为主的学习活动”入手，“让探究成为科学学习的主要方式”，让学生亲自去观察、测量、记录、整理数据、做总结报告、讨论交流……只有让他们“亲自”做了，只有让他们真正的动起来，才能发展他们的能力，学会科学方法，体验成功的乐趣，理解科学的含义，才能真的做到“以培养科学素养为宗旨”。因此，在教学中我们不仅要让学生亲手操作实验器材，用各种器官去感知实验现象的发生、发展、变化过程；而且要鼓励他们自己设计实验方案。学生自己设计实验方案的过程，就是他们想的过程，也是多种思维综合的过程。只有让学生从头到尾经历实验的全过程，他们的创造性潜能才能得到开发，创造精神才会得到培养。如我在教《怎样加快溶解》一课时，给每组准备几粒硬糖，要求学生讨论：怎样使其中一粒硬糖溶解的更快？学生通过讨论后，纷纷提出自己的实验方案：有的组想到，一粒搅拌，一粒不搅拌；有的说，一粒用冷水溶解，另一粒用热水；有的提出把一粒糖用榔头敲碎后再做，另一粒不敲碎；有的想到了在酒精灯上加热……然后通过进行实验探究，使学生发现了很多加快物体溶解的方法；又如我在教《物体的热胀冷缩》一课时，为研究空气是否也有热胀冷缩的性质，学生提出了多种实验的方案。有的认为可以在烧瓶上套上气球，观察气球胀瘪现象；有的认为可以在烧瓶上塞上细玻璃管的塞子，将管口倒插入水中，观察水中的气泡或水槽里的水进入玻璃管的情况；有的认为可以在管口涂上肥皂液，观察肥皂液的变化等，我在“材料超市”里准备了充足的实验材料，让他们去选择，自己去设计，自己去尝试探索，使学生真正当了一回“小科学家”，品尝到成功的喜悦等等，在科学教学中充分的调动学生自行探索，自行设计方案的内在驱动力。使实验方案更能接近他们的生活，接近他们的已有的知识水平，充分培养他们的探究技能，课堂效果非常好。 　　（四）科学评价，增强学生的探究信心。在科学课的标准中，对学生的评价问题作了详细的叙述。标准中强调“科学课程的评价应能促进科学素养的形成与发展”。因此，科学课不仅要关注学生的学习结果，更重要的是关注他们的学习过程[4]。学生在进行科学探究活动中，他们对自然事物的观察、发现以及提出问题的能力；在实验中的设计实验、动手操作能力；对观察、实验中各种信息的搜集、整理、分析、推理、归纳、总结、质疑、交流、评议等能力的提高；在情感、价值观等方面的发展等过程中都体现了学生科学素养的发展[5]，因此，我们评价的方法也应该是多种多样的，而不应该只拘泥于试卷分数。例如：为学生建立一个成长的纪载本，及时记录学生的表现，包括对学生课堂准备器材的评价，课堂实验情况的评价，以及课后拓展活动的评价，从发展变化的程度上反映学生的成绩，还可以通过实验竞赛等形式来评价学生的动手实验能力，还可以让学生对自然环境进行考察研究并撰写考察报告，来反映学生的综合素质能力等，在对学生的评价时，应让教师、学生、家长甚至社会成员参与。 　　（五）课外实践，拓展学生的探究空间。科学课程积极倡导科学探究不能仅仅局限于课堂，不能局限于教室和校园，科学探究的内容也不能局限于教材，而是要走出教室、走出校园，到大自然中去，到社区、到家庭去。新课程标准指出：“教师不要把上下铃声当作教学的起点和终点，小学生探究科学的活动往往不是一节课所能完成的”。教学实践说明：有问题情景才能激发学生的好奇，好奇才能产生探索的欲望，一个孩子眼中的世界是新的、美丽的，充满了惊喜与奇特。课堂是学生进行科学探究活动的主阵地[6]，但如果教师只关注学生在课堂中的探究活动，而忽视对学生课外探究活动的指导，那么这样的探究活动往往比较肤浅，甚至只是流于形式。为使学生的科学探究领域得以延伸，教师要积极引导学生广泛联系生活实际，解决一些生活实际问题，培养他们主动探求和应用知识的能力，让学生走进社会，走进生活，在生活中去感受科技，应用科学，把学生的探究与社会生活紧密联系起来。如我在教《天气》一课时，让学生每天课后坚持记录天气日记，最后单元结束时评选“最佳气象员“，不仅调动了学生的积极性，并且将科学探究的空间向课外延伸，让学生逐步学会关注生活；又如我在教《种植我们的植物》一课时，发给每个学生一小包种子，要求回家在花盆里学种凤仙花 ，有条件的还可在自家院子里种，并全程记录下生长过程。待开花后把凤仙花带回学校，让全班同学进行投票选举，评选出“十佳种植小能手”，激发了学生的学习热情。 　　总而言之，科学教育担负着少年儿童的科学启蒙的重任，培养学生的科学探究能力，应该从培养学生的学习兴趣入手，不断激发学生的活力，引导他们理解、认识、探索、发现，促进学生主动获取知识，增长能力。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，通过动手动脑、亲自感知，在感知、体验的基础上，内化形成。当然，这也是一个循序渐进的过程，切忌操之过急，必须符合学生的实际情况。因此，教师要充分发挥引领者的作用，激发学生的探究情感，提高学生的探究实效，为学生创设一片自主探究学习的广阔天地，让学生真正成为科学探究的主体和学习的主人！