以学生为中心的探究实验教学
【】科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标，科学的核心是探究，科学是一门以实验为基础的学科。探究实验教学是一种让学生理解科学知识的重要学习方式，在本文中简述了该教学形式中如何贯彻学生的中心地位。
【】探究实验教学 问题 设计 参与 开放
科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标，而发展学生的科学素养离不开科学的学习过程。科学的核心是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，科学课程应当体现这两者的结合，突出科学探究的学习方式。这就要求广大科学教师在教学过程中应给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。同时科学是一门以实验为基础的学科，在新课程理念下如何以更新的形式来组织教学，才能使教师在实验教学的过程中起组织者、引导者、合作者和促进者的作用，利用情景、实验、协作、交流等学习环境，充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神，最终达到使学生掌握科学的探究问题方法，培养技能，提高能力的目的。探究实验教学就是一种让学生理解与学习科学知识的重要方式，其教学流程如下：
在探究实验教学中如何真正贯彻以“学生为中心”，我做了以下的尝试：
一、创设情境，激发学生的问题意识
探究以问题的提出为起点，诺贝尔奖获得者-海森堡深有体会地说“首先是问题的提出，其次才是问题的解答”。问题是学生思维活动的重要体现，促使学生提问，不是教师多问几个“为什么”就能办到的。教师应该在提供有助于学生发现问题的感性材料多下工夫；应该在营造学生提问的氛围下多下工夫；应该在如何回答学生提问才能促进学生思维多下工夫。在这种情境创造中值得借鉴的是罗杰斯的“非指导性教学观”：教师必须摒弃传统决定者的角色，而成为学生思想情感的反应者，学习活动的咨询者和合作者，教师的任务在于建立一个积极的接纳学生思想情感的、没有威胁的学习环境，促进学生的自我指导。
我在“北京的时间和‘北京时间’”的教学时先给学生讲了一个故事：早晨7点，小刚在上海家中接到妈妈从东京打来的电话，她将于今天上午9点从东京起飞，两小时后可到达上海浦东国际机场。小刚于当天上午11点到达机场，可是没有接到其妈妈。他从机场问询自得知东京9点起飞的航班已在10点种到达上海，机上的旅客都已离开机场。于是小刚打电话到家，妈妈刚踏进家门，并在电话中说：“小刚，你犯了一个常识性的错误!”请问小刚错在哪？学习小组在我所创设的故事情境中很快地将问题集中到了东京9点和北京9点的不同，然后通过地球仪和电灯进行“地方时”探究实验活动，最终学生不难得出：地方时是因经度而不同的时刻。
心理学研究表明：发现问题是思维活动中最重要的环节。没有问题的思维是肤浅的，被动的，当个体感到需要问个“为什么”，“是什么”，“怎么办”时，思维才算真正的发动。那么在探究实验教学中，学生可能会产生很多的问题，当学生在提出问题时，由于紧张或考虑不充分而语无伦次、词不达意或结结巴巴时，教师要认真地倾听，支持并鼓励学生不平凡的想法；当学生提出的问题比较幼稚，受到其他同学的嘲笑时，教师给予制止、引导，要保护学生提问的积极性，不断鼓励学生。教师要在教学中时刻观察学生的反应，当学生感到困惑时，我们就要给学生时间，让学生把问题提出来。
二、探究实验教学设计要从学生熟悉的环境入手
建构主义认为，学习是建构内在心理表征的过程。学习者并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以已有的经验为基础通过与外界的相互作用来获取、建构新知识的过程。因而正确的探究实验教学组织应当从学生感兴趣或熟悉的知识和现象开始。从熟悉的知识空间、知识领域进行引导，能够架设好通向未知领域的桥梁，以顺利地向未知的领域过渡。
例如：在学习“日历上的科学”内容时我设置了一个“扑克的学问”的探究实验——每个小组一幅扑克，设计如下问题，供小组讨论：1)扑克牌共54张，除大小王两张牌外，余52张共计多少点？（J计11点，Q计12点，K计13点）（364点）。如果加小王（计1点）共为多少点（365点），若再加上大王（计1点），又共为多少点？（366点）与一年的天数有何关系？2)扑克牌除大小王外，余52张，与一年的什么数相同？（52周，大小王分别代表日、月）3)四种花色分别代表一年的什么？（四季）黑、红两种颜色代表什么（昼夜）4)每一种花色共有多少点？（91点）大约与什么时间长短相同？（约等于季长）。在此探究性实验中学生认识到了只要注意观察，就会发现科学就在我们身边，然后进一步观察每人手上的日历所包含的信息，通过对信息的收集与处理，认识农历是阴阳历，意义建构日历中的各种历法成分。
三、把探究实验的主动权教给学生，引导学生积极参与
现代教学理念认为学生是学习的主人，是学习的主体，学生对周围世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲，学习科学应该是他们主动参与的过程。教育学研究也表明：主动的学习是最持久的，也是最深入的，假如学生不能激发学习动机，就不可能学到真正有价值的东西。因此教师在探究性实验教学中要把学习的主动权真正交还给学生，把课堂学习的时间交给学生。学生应该知道学科学究竟为什么，怎样学，通过哪些方法去感悟，体会，接受这些知识。而且这种主动权要贯穿于整个探究的全过程。
例如在“影响蔗糖在水中溶解快慢的因素”的教学中，我先创设了这样一个情景：小明在配制不同溶质质量分数的蔗糖溶液，发现蔗糖固体溶于水时，不同情况下完全溶解所用的时间不同。从小明的发现中，我们可以研究什么问题？每个小组在探究实验报告单中书写要探究的问题，全班讨论后，选定探究蔗糖在水中溶解快慢的影响因素。然后学生对问题进行猜想，一一列在黑板上。学生总共列出九个因素：搅拌、温度、水的质量、蔗糖的质量、蔗糖质量与水质量的比值、蔗糖的颗粒大小、先放糖还是先放水的操作顺序、杂质、溶液的酸碱性。学生每4人一组，选择一个猜想，作出假设，再设计出实验进行验证。学生在探究过程中都要填写探究实验报告单，实验结束后，借助报告单，各小组进行交流讨论。最后学生和教师一起对各小组实验进行评价。
学习的自主性是探究实验教学的生命所在，学生在探究过程中自始至终都应该是自觉主动的行动者、探究者，而不是教师的追随者。
四、探究实验课堂的组织形式要有开放性
探究实验课堂的开放性主要体现在实验内容、方法、设计等方面。首先实验课的设计要根据教材的内容，结合本地的实际情况，在内容上和方法上实施开放性教学，同时也可开发校本课程，使学生在灵活多样的组织形式下主动的获取知识。比如在教学“月相”时，我就要求学生在学期初期就对月相进行观察与记录，收集相关信息，在其后的教学过程中对累计资料进行分析、比较，找出规律，探究月相的成因。在教学内容上也要有开放性，在《观察蜗牛》的教学中，教材中设置了蜗牛有视觉吗、有触觉吗、会嗅、会尝吗、会听吗、质量有多大这么五个探究实验，实验结束后，我提出了一个问题，对于蜗牛，你还想了解些什么？这样将学生把探究验课堂延伸到课外，广泛猎取，以全面提高学生的能力。在实验设计上，也要有开放性，不必拘泥于课本上的实验材料，鼓励学生放飞思维，充分利用身边的一些的材料，设计与课本不同的实验方案，只要具有科学性，教师都应给予鼓励和肯定。如通过实验区别一杯水和一杯食盐溶液的方法有几种，学生从不同的角度对实验进行设计，得到了近10种方法。
探究实验教学的开放性，对于理论联系实际，培养学生的探究能力、提高实验能力、综合素质和学生学习科学的兴趣都是十分有效的。
在科学课程中，学生可以通过科学探究等方式理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法，初步理解科学本质，形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。诚然以学生为中心的探究实验教学是一种让学生理解科学知识的重要学习方式，但不是惟一的方式。教学中要求运用各种教学方式与策略，让学生把从探究中获得的知识与从其他方式获得的知识联系起来，奠定可广泛迁移的科学知识基础，全面提高学生的科学素养。
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1、《科学（7-9年级）课程标准》北京师范大学出版社，2018
2、励兰英《新课标初中科学探究性教学案例》宁波出版社，2018
3、钟启泉 袁运开 蔡铁权《科学课程与教学论》浙江教育出版社，2018
