浅析实验教学中学生自主探究能力的培养

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  随着课程改革的深入推进,教师需要逐步明确角色的转变,从教学生知识、技能过渡到以教学生学习方法和引导学生自主探究为主,教学活动更要体现学科特色,使学生获得终生受益的知识和技能。科学学科,作为小学一门蕴含丰富实践操作内容的课程,需要教师敢于放手,让学生自己在实验中大胆猜想,根据教学内容自主设计实验去进行验证,借以培养学生的自主探究能力。但实际教学中,绝大部分教师是包办代替的,因为怕学生得出错误结论。这种教学方式,教师应该反省了。
  实验教学是科学学科的重要组成部分,是学生形成知识和技能的重要途径,学生只有通过亲身经历,才会印象深刻,甚至终生不忘。下面笔者结合教学的点滴思考,讨论如何让学生更好地在科学实验教学中发展自主探究能力。
  一、激发兴趣,实验教学重自主探究
  兴趣是学生最好的老师,根据学生的年龄特征,小学生对实验课都很感兴趣,教师应抓住学生这一特点,在适度引导下,放手让学生自主探究完成实验,这样也更符合科学课的学科特点。
  1.放手探究,重视过程
  教师要敢于放手,不要怕学生出错,让学生从自主探究中形成自己的知识、技能。教师作为科学实验教学的组织者和引导者,要抓住学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲,根据教学目标,提出本课的要求,介绍所要探究的内容,交给准备好的或要准备的实验器材,放手让学生自己猜想、设计,不作过多的指点和干预。如笔者在引导学生学习《萌发的种子》一课时,先向学生提出问题:“蚕豆种子的四个部分在萌发过程中,分别起到了什么作用或出现了什么现象?”提出问题后,教师没有提示学生如何寻找答案,而是把问题抛给学生,让他们自己进行蚕豆萌发实验,教师只提醒学生,要把蚕豆萌发过程详实地作好记录,重视每个细微的变化。学生通过对“种子的萌发”进行实地观察,把记录与猜测进行验证对比,找出哪些猜测正确,哪些不正确,如此便能体会到自主完成实验探究的成功的喜悦,并认识到为什么实验过程要重视探究。通过这样的实验过程,让学生自行获得结论,有效地验证猜想,既培养了学生的学习兴趣,还同时发展了学生自主实验的能力,不再简单地依靠教师来得出结论。
  2.抓住时机,大胆假设
  假设是实验教学的重要环节,在学生开始实验之前,教师要提示学生猜想,在实验后会出现什么结论或什么现象,然后再进行实验设计和验证的过程。如《义务教育课程标准实验教科书》五年级下册《马铃薯在液体中的沉浮》的教学,教师拿出两个大小差别明显的马铃薯,让学生猜想它们在水中会出现什么现象。大部分学生胸有成竹地说出猜想(或假设),认为“大的、重的”容易沉下去。这时教师把学生分小组进行猜想统计,汇报假设的结论。接下来,教师没有对学生的猜想进行评论,而是抓住时机,让学生大胆验证假设,让学生自己进行实验,当出现与自己的认知有矛盾的结果时,他们会自动积极地寻求答案,这样就自然地达成了科学学科的教学目标。
  3.激活兴趣。引发思考
  兴趣是最好的老师,在实验教学中,教师要培养学生对实验操作的兴趣。如《义务教育课程标准实验教科书》四年级下册《油菜花开了》的教学,因为正值春天,教师首先把学生带到油菜花地里,进行实地观察,让学生感受大片的油菜花开得有多美丽,学生观赏时赞声不断,兴趣高涨。这时教师对学生说:“你们只感受了油菜花表面的美,还没有了解油菜花的实质,我们应该做些什么来了解它呢?请自己思考,设计一个方案。”这时学生们开始纷纷讨论商量:“我们应该观察油菜花的根、茎、叶、花。”于是,教师让每个小组采摘一株,回到实验室完成探究。就这样,通过兴趣激发学生认真思考,设计了实验方案,完成了对油菜花内部结构的认识。
  二、遵循规律,实验教学重设计
  学生对实验教学的过程很感兴趣,但要按照规律有序地对实验进行设计,这是实验教学的难点。怎样引导学生对实验方案进行有序设计,这个环节比实验验证操作更重要,所以在教学中,教师要把训练学生的实验设计能力放在重要的地位。要培养学生自主设计能力,在实验教学中,教师不要把怎样设计实验直接告诉学生,也不能让学生依葫芦画瓢,而是要让学生先明确学习目标,然后介绍器材和注意事项,重点是安全,之后,就放手让学生自主设计。
  1.独立思考,优化设计
  在科学课的实验教学中,教师要培养学生独立思考的能力,学会自主设计实验,达到自主探究的目的,满足学生对新鲜事物动手的心理需求。如《义务教育课程标准实验教科书》四年级下册《电路出故障了》这一课中,教师要求学生单个设计:“你准备怎么去完成电路故障排除?”按教师提出的要求,大部分学生的自主设计是“对可能出现问题的材料进行逐一检测”,少部分学生的自主设计是“从出现问题可能性大的人手”等。学生根据自己的设计,进行实验探究验证,通过对记录和验证结果进行对比,互相交流,找出最有效的设计,提高了学生独立优化设计的能力。
  2.联系生活,拓展思路
  培养学生知识和技能的目的是更好地生活,科学课实验教学要与学生的生活相联系,拓展学生的思路。仍以《电路出故障了》一课为例,教学时,要求学生与自己家中用电联系,把生活中的一些常识引入进来。教师提出一个问题:“你家的用电有没有出现过故障?”学生会积极回答。这就做到了知识与生活相联系,拓展了设计的思路,提升了学生自主学习的兴趣。与日常生活相联系,学生很自然地会先从感观经验人手,说出一些故障现象,如电池“腐烂”出水了、小灯泡灯丝发黑了、电线断痕明显等,这些都可能是电路故障的原因,使学生意识到“先检测明显问题,再检测隐性问题”的思路。这样就圆满地完成了本课的教学目标。
  教师要从学生的思维发展水平、知识起点、生活经验出发,引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然的资源,将学生的科学学习置于广阔的天地大课堂之中。让学生用这样的生活经验作依托,在设计实验时,从生活经历中提出鲜活的问题,并能够根据这些情况适当地调整、补充,不断优化设计方案。   三、引导合作,实验教学重反思
  反思是走向成功的动力之一,教师要鼓励学生把自己的实验方案汇报出来,与大家一起交流讨论,这样学生就能提出很多种想法,再通过反思比较,得出最佳方案。
  1.交流探讨,寻求真知
  教师要深入学生当中,与他们交流,让学生明白实践是寻求真知的最好办法。如《义务教育课程标准实验教科书》四年级下册《导体与绝缘体》这一课中,教师在巡视中发现两个小组对于铜片的结论是不一致的,针对这一现象,引导全班学生讨论:“为什么相同的物体,检测会出现不同的结果,可能是什么原因?”通过交流讨论,分组发言,学生的分析是:“可能是检测装置坏了,也可能是检测时没有连接好。”教师再提问:“这个现象提醒我们在实验中需要注意什么呢?”引导学生认真反思自己的实验过程,让学生自主完善实验的第二次设计思路。学生在反思中写道:“为了检测结果的准确性,操作要细心,每个物体的检测最好多几次。”学生的生活经验和认识有限,所设计的实验方法很难一下子详尽无误,教师不要急于把实验方案全盘托出,要给学生足够的时间,让他们在设计实验的过程中去琢磨、去反思、去验证。
  2.解决质疑,实践验证
  新课程标准下的科学课要求重视培养学生不墨守成规、勇于探索和创新的科学素质,使学生从小养成良好的质疑习惯。要让“实践是检验真理的唯一标准”这一观念从小就在学生的头脑中扎根。科学课不但要让学生知其然,还要知其所以然。如《义务教育课程标准实验教科书》四年级下册《简单电路》教学中,学生用导线、电池、灯座、小灯泡等器材组成简单电路时,先很快完成一个小灯泡发光的简单电路,此时有学生提出:“能不能让多个小灯泡同时发光?”教师借助学生的设想,让学生自己去想办法设计电路,验证自己的问题。一开始,很多学生感到有困难,通过小组合作等形式,最终在课堂上解决了质疑。所以,在组织学生进行创新实践时,要允许学生质疑,允许他们自主设计方案,自主实验探究,无论实验结果是否标准、正确,都要敢于放手让学生去经历探究的过程,用实践去验证自己的假设。
  3.引领反思,汇报展示
  学生完成自主实验后,无论结果是否正确,心里都是有很多想法的,这时教师要给他们提供反思和汇报展示交流的机会,形成真正自主与合作的学习。如《义务教育课程标准实验教科书》四年级下册《各种各样的花》一课,教师先组织学生对花进行了专题观察,然后再组织“花的观察”报告会,通过小组选出发言人,代表小组在全班进行交流,如该组是怎么观察的,观察到了花的哪些特点,以及可能还有什么观察不细致的地方。学生最后得出一个结论:完全花和不完全花的结构是不一样的。在此过程中,大家还了解到各种各样的花的特点。
  总之,科学课的实验教学给我们一个启示:教师应该引导学生热爱自然、热爱科学。当教师信任学生,把期待的目光投向每一个学生,把满意的微笑送给每一个学生,把自主的空间还给每一堂课的时候,教师的引导会让学生在探究的路上走得更稳健,教师的信任会让学生创新思维的火花更加绚丽。
  (责任编辑 郭向和)
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