例谈科学课堂教学中的有效探究

新课程改革实施以来，初中科学的课堂教学突出科学探究，努力提高每位学生的科学素养。笔者也进行了不断的尝试，同时在“热探究”的实践中不断反思自己的教学行为，以实现更有效的课堂探究，并取得了一定的效果和经验。下面笔者通过以下三个案例，来阐述如何提高科学探究的有效性。

一、恰当预设实验问题，有效生成课堂探究。生成与预设是教学中的一对矛盾统一体。教师要想达到预期的教学效果，必须进行充分的教学预设。预设成功是课堂有效学习的基础。实验预设，可以更好地发挥教师主导、学生主体的作用，提高教学效益。没有探究前的预设准备，我们的探究将变成“空中楼阁”。但这个教学预设不是单维的、严密的、封闭的、主观的线性教学设计，而应该是多维的、灵活的、开放的、动态的板块式设计。因此，教师应根据自己对学生的知识水平、思维特征等的预先深入的了解，预设明确而富有弹性的教学目标、恰当的教学情境、留有思维扩展空间的教学板块。

【案例】电功率的大小与哪些因素有关

在学习了“可用灯泡的亮度来判断它们的实际电功率的大小”后，笔者是这样开展教学的：

师：白炽灯的电功率大小与哪些因素有关?(没有学生回答)

师：(改变了提问的方式)你能提高某一小灯泡的亮度吗?即提高小灯泡的电功率。

生：可以通过提高灯两端的电压或增大通过灯泡的电流的方法来提高小灯泡的亮度。

同学们都有这样的实验经历，所以都赞成这位同学的回答。

师：同学们能通过实验来证明吗?请你们自己设计探究实验方案。

学生完成设计后，教师展示了几位学生设计的实验电路图，但学生只能想到用改变电源电压或移动滑动变阻器来进行探究。

师：这些设计方案有什么共同的不足吗?

生：没有控制变量，灯两端的电压和通过其中的电流是同时发生改变的。

这时其他同学也恍然大悟。

师：很好!那同学们有没有其他的方案呢?

学生没有其他的方案，根本想不到书本上的能控制变量的方法(分别将阻值不同的两灯泡进行串联和并联)。这时，笔者请学生翻开课本看书本上的方案，学生们豁然开朗。

(实验预设达到效果)

从以上案例中，我认为预设方式不同，教学效果也会不同。具体的、有情境的实际问题更能激发学生的探究兴趣，也就能产生更好的教学效果。一个成功的实验设计可使学生对控制变量方法的应用加深印象，也让学生深深地体会到：经典实验的巧妙之处。

二、整合有益信息，促进探究生成。教学过程是一个师生积极有效互动、动态生成的过程，必然会不断地产生许多学习信息。这就需要教师具有较强的信息加工能力，在课堂中善于捕捉，整合利用信息，把握动态生成的机会，巧妙运用信息，从而使课堂充满活力，促进探究的生成.

【案例】滑动摩擦力的大小与哪些因素有关

在学生了解了滑动摩擦力的存在后，进行“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的教学时，笔者是这样开展教学的：

师：请同学们猜测一下滑动摩擦力大小与哪些因素有关?

学生提出了很多猜测，有重力的大小、接触面的粗糙程度、接触面积的大小等。

师：谁能利用你身边的器材和教师准备的器材来告诉大家结论是怎样的?请其他同学仔细观察实验，并给予评价。

学生纷纷举手，因为这在他们看来并不难。

生1：边演示边讲解：利用自己的笔袋来进行实验，实验时改变袋内的文具数量来改变重力的大小，用弹簧秤进行摩擦力的测量。得出结论：滑动摩擦力大小与重力大小有关，且随重力的增大而增大。

生2：边演示边讲解：让笔袋分别在桌面和毛巾面上进行滑动，用弹簧秤进行摩擦力的测量。得出结论：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关，且随粗糙程度的增加而增大。

师：两位同学已成功地完成了实验，请其他同学评价评价。

生3：我认为实验很成功。

生4：这两个实验所用器材可得，实验方案简单。

生5：在操作时，未能很好地控制笔袋作匀速直线运动，这样物体所受的摩擦力大小就不等于拉力的大小了。

生6：我也想补充做一下实验。(在老师的同意下，这位学生也边讲边演示)：当重力不变时，若用手适当施力压在笔袋上，笔袋在水平桌面上受到的摩擦力增大了。不论是改变笔袋的重力，还是给笔袋施加压力，都是改变了笔袋对支撑面的压力。所以我想更正一下，滑动摩擦力大小不是随重力的改变而改变，而是随压力的改变而改变。

师：很不错!(整合学生的回答)看来滑动摩擦力大小的确与压力大小、接触面粗糙程度有关。但滑动摩擦为大小与接触面积大小是否有关呢?下面请看老师的实验(略)。实验结果很明显：接触面积的大小并不影响滑动摩擦力大小。

这时有几个学生举手了。

生：我觉得实验结果不可靠。(大部分学生都笑了)摩擦是因为接触而产生的，所以接触的面积(即摩擦的面积)越大，摩擦力就越大。

学生们马上安静了下来，觉得这位学生说的又似乎很有道理。这可怎么解释呢?课前笔者也未好好思考过这一问题，而且一时半刻还很难有答案啊!

师：谁能说出自己的看法?(没人举手)要不，大家讨论讨论(我也趁此机会思考思考)。

讨论了几分钟，有几个小组有了想法，我心中也有了答案。

生：我们觉得在增大接触面积时，把压力分散了。(其他学生很难理解这个答案，但这是个多好的解释啊!)

师：这样说吧，假设压力为100牛，原来压在1平方分米的面积上，现在压了2平方分米的面积上，每平方分米面积上受到的摩擦力也就只有原来的一半了。而将2平方分米上受到的摩擦力加起来却还是等于原来的值。所以说，总摩擦力的大小并不随接触面积的改变而改变。(学生们连连点头表示赞成。)

让学生在全班同学面前来做实验，往往更能提高其他学生的关注度，而且课堂的生成会更多，也更精彩。当教师遇到一时自己解决不了的问题，可把问题抛向学生，通过学生的讨论整合信息。这样，一方面教师可赢得思考的时间，另一方面让学生也充分进行思考，从而对问题会有更深的认识。在碰到意思很难表达清楚的情况，可用实际的例子、数字来举例说明，学生理解起来会容易些。

三、延伸课堂实验，拓展探究任务。科学教学应当是开放性的，培养学生的科学素养仅依靠教材实验是不够的，科学探究活动注重课内实验的同时还应适当的延伸课堂实验。适度地拓展探究任务，可以促进学生探究的有效性。

【案例】铜在加热的条件下能与氧气反应吗?

在演示铜与氧气在酒精灯火焰上加热发生反应这一实验时，当学生看到在铜丝表面生成了黑色物质后，很多学生就根据已有知识一一氧化铜是黑色，且铜又是在空气这一环境中，所以就异口同声地认为这层黑色物质就一定是氧化铜了。这时，笔者问道：“这黑色物质一定是氧化铜吗?有没有是其他物质的可能?”没有学生知道。于是，笔者又介绍了像酒精这些含碳元素物质在氧气不充足的条件下燃烧可能会生成碳单质，也即这黑色物质可能是碳。“那怎么检验这黑色物质到底是氧化铜还是碳呢?”我又把问题抛给了学生。学生们就又讨论开了，不一会儿，就有了答案。学生根据之前学习过的硫酸可与氧化铜反应生成蓝色溶液的方法来检验，而碳却不具有这样的性质。我让两个学生上台来亲自演示，学生目睹了的确能生成蓝色溶液的过程，从而确定了铜在加热的条件下能与氧气反应生成氧化铜。

结合学生的实际，提出可再探究的任务，这样可为学生提供更多的探究机会，使学生进行更有效的探究，以促成其探究能力的进一步提高。新生成的探究任务能较好地激发学生的学习兴趣，可较好地丰富、完善学生的知识系统。

科学探究是科学教学的基本形式之一，体验以探究为主的科学学习活动是学生学习科学的主要途径，有效的探究在科学教学中至关重要。教学中不是缺乏探究的教学资源，而是缺乏善于发现和有效利用教学资源进行探究的眼睛。所以只要我们科学教师善于发现和有效利用教学资源，努力创设条件，恰当运用适当的教学方法，一定能使学生更有效地进行探究活动，从而更好地培养学生的科学素养。