董群雄

摘 要：初中科學(xué)教學(xué)注重通過科學(xué)探究活動來提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而有效的科學(xué)探究活動必須關(guān)注其落點?？茖W(xué)課堂探究活動的落點，應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生的認知特點，體現(xiàn)科學(xué)探究的基本思想和特征，適合學(xué)生的能力發(fā)展水平。

關(guān)鍵詞：科學(xué)；探究；對策

科學(xué)教學(xué)的一個鮮明學(xué)科特色就是注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和對科學(xué)探究的理解，通過引領(lǐng)學(xué)生進行觀察、實驗、分析和討論等探究活動來提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。然而我們冷靜思考，會發(fā)現(xiàn)當(dāng)下的許多課堂探究活動依然是“新瓶裝舊酒”，熱熱鬧鬧進行探究的背后，仍舊是知識的灌輸傳授。課堂學(xué)習(xí)是一種動態(tài)的過程，探究的落點也必須隨之調(diào)整。探究活動要做到真正有效，最關(guān)鍵的途徑必定是關(guān)注探究的落點。

一、科學(xué)課堂探究活動與落點

美國生物學(xué)家施瓦布首倡探究教學(xué)，強調(diào)以科學(xué)知識為基礎(chǔ)，在探究過程中掌握科學(xué)知識，通過探究活動學(xué)科學(xué)方法，把科學(xué)知識、科學(xué)方法與探究過程相結(jié)合?！读x務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》提出，“科學(xué)探究是科學(xué)的本質(zhì)特征”，是“讓學(xué)生通過觀察與思考提出問題，通過動手、動腦、合作交流等途徑解決問題”[1]。這些理念均指向教學(xué)中的探究活動應(yīng)該注重讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。

落點一詞，一般意義上指物體降落的位置。探究活動的落點，理解為探究活動的設(shè)計中應(yīng)該關(guān)注的立足點，它是引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程的橋梁。

科學(xué)課堂探究活動的落點，應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生的認知特點，體現(xiàn)科學(xué)探究的基本思想和特征，適合學(xué)生的能力發(fā)展水平[2]。即落點于學(xué)生現(xiàn)實認知、情感體驗、思維梯度等方面，有效的探究才能達成。

二、科學(xué)課堂探究活動中“缺席”的落點及應(yīng)對策略

在一些探究活動中，教師看似基于學(xué)情展開活動，實則首要關(guān)注的問題仍然是“我該怎樣順利完成或完美呈現(xiàn)探究活動”，學(xué)生的探究活動實則是一種“被需求”的活動，不符合學(xué)生的實際，恰似飛鳥過天空，不留一點痕跡，自然無高效可言。

（一）“缺席”的落點——現(xiàn)實認知

案例1：《電磁感應(yīng)》教學(xué)片段

活動一 初探電流

師：你能否借助桌上的實驗器材，連成電路，利用磁場尋找到電流？（4分鐘）

結(jié)果：學(xué)生沒有找到電流。

分析：可能電流太小，無法用電流表顯示。

活動二 再找電流

師：用靈敏電流計代替電流表（或小燈泡）連成電路，再尋找電流。（3分鐘）

結(jié)果：學(xué)生還是沒有找到電流。

分析：也許是電流實在太小了，小得連靈敏電流計也無法檢測到。（學(xué)生沉默）

師：如果電流再大一點就好了，用什么辦法可以讓電流增大些呢？

生：磁場強一點。

師：這個想法不錯，但根據(jù)我們現(xiàn)有的條件，磁場只能用蹄形磁鐵來提供。蹄形磁鐵磁性最強的區(qū)域在兩極間，我們盡可能地用磁性最強的區(qū)域來研究。除了讓磁場強一點之外，有沒有其他方法了呢？我們知道通電螺線管磁性可以用什么方法來增強？

生：增加線圈匝數(shù)。

師：增加線圈匝數(shù)也就是增加了螺線管的長度，那么我們是不是也可以用增加導(dǎo)線長度的方法來增大電流呢？同學(xué)們觀察一下，剛才在兩極間的導(dǎo)線比較短，我們?nèi)绾蝸碓黾觾蓸O間導(dǎo)線的長度呢？

生：繞成線圈。

（師演示，把直導(dǎo)線繞成線圈全部放入蹄形磁鐵的兩極間）

師：那我們的猜想到底可不可行？做一做實驗就知道了。

活動三 再尋電流

用線圈代替銅導(dǎo)線連成電路，尋找電流。（3分鐘）

結(jié)果：學(xué)生找到了電流。

【思考】現(xiàn)實認知“缺席”，探究脫離根基

在某些課堂探究活動中，活動設(shè)計沒有落點于學(xué)生已有的知識經(jīng)驗、技能與認知水平，使探究活動陷入“空中樓閣”的狀態(tài)，課堂僵化，失去其有效性。

【對策】把握認知的現(xiàn)實性

《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中提出：“探究活動的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生的認知特點?！彼蕴骄炕顒拥脑O(shè)計，應(yīng)植根于學(xué)生已有的知識經(jīng)驗、技能與認知水平，并且對探究過程中可能出現(xiàn)的需求與問題有預(yù)估意識。

現(xiàn)實認知，是科學(xué)探究活動的切入點?，F(xiàn)實認知，簡言之，即學(xué)生課前積累的科學(xué)知識、經(jīng)驗技能等。學(xué)生的現(xiàn)實認知往往與教師的預(yù)設(shè)認知有一定差異。在探究活動中，必須要正視這種差異的存在，并從學(xué)生的現(xiàn)實認知出發(fā)，找到學(xué)生根據(jù)自己的現(xiàn)實認知不能解決的問題，這才是符合探究需要的實際問題。教師若能據(jù)此搭建有效的“橋梁”，使符合學(xué)生實際的真實問題通過探究活動被解決，探究才是真實而有效的。

上述案例中，學(xué)生現(xiàn)實的認知包括電流及其產(chǎn)生的條件、電流的磁效應(yīng)這些概念性的知識。關(guān)于磁場是否能產(chǎn)生電流，這是學(xué)生探究的需要，即本次探究活動的切入點。而在設(shè)計探究活動時，教師雖然考慮到這個探究需要，卻未基于八年級學(xué)生的年齡特點和認知水平，“磁場”“電流”這些科學(xué)概念，于學(xué)生而言，極其抽象。盡管教師不斷引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化實驗探究方案，細化探究過程，但始終沒有著眼于學(xué)生的現(xiàn)實認知。如此開放性的探究設(shè)計，加上兩次失敗的尋找，極有可能造成學(xué)生心理的挫敗感，以至于探究仍在進行中，學(xué)生的積極性卻不斷下降，課堂一度陷入僵化沉悶中。而且在第二次尋找電流的過程中，教師提出的理由似乎還有些牽強。這樣的活動，它滿足教師設(shè)計的需要，卻不能滿足學(xué)生探究的需要。盡管教師的構(gòu)思精巧，預(yù)設(shè)完美，但是學(xué)生的認知是不可能達到教師的預(yù)設(shè)的。

學(xué)生的知識儲備多是關(guān)于“是什么”，而“為什么”及“怎么樣”的問題，則缺乏儲備，未必有完整全面的認知。我們應(yīng)在探究活動前對學(xué)生已有的知識儲備進行分析，或從認識的不足之處引出探究，或在用具體情境檢驗已有認知中，達到“不憤不啟，不悱不發(fā)”的狀態(tài)。教師要明確在本次探究活動中，學(xué)生現(xiàn)實的認知水平，以及能夠達到的水平。如上述案例中，前兩次探究活動其初衷僅是為了優(yōu)化探究方案，實則全無必要?？紤]到八年級學(xué)生的現(xiàn)實認知水平以及本節(jié)課的教學(xué)重點“磁場能產(chǎn)生電流”，我們應(yīng)該摒棄那些“多余”的探究環(huán)節(jié)，通過師生的探討交流，對活動方案進行優(yōu)化，然后展開探究。這樣一來，既能夠達到使學(xué)生親歷探究方法的形成，又能讓學(xué)生在探究活動中檢驗認知，發(fā)展原有認知。正如美國學(xué)者布魯巴克所言：“精湛的教學(xué)藝術(shù)，就是讓學(xué)生自己認同活動觀點?！盵3]

（二）“缺席”的落點——情感體驗

案例2：《大氣壓強》教學(xué)中探究大氣壓的值

師：我們知道大氣壓是很大的，那么到底有多大呢？

活動一：用吸管插在袋裝飲料上，輕輕擠壓袋子。（演示）

現(xiàn)象：飲料沿管子上升，壓力越大，上升越高，甚至沖出吸管。

師：那么大氣壓作用在液面上，在液面上插上一根吸管，液體為什么沒有上升？

分析討論得出：因為吸管上方也有氣壓。

師：那么如何才能看到液體沿管子上升的現(xiàn)象呢？

學(xué)生討論得出：管子上方密封，管內(nèi)空氣抽掉。

活動二：用抽氣機抽某一底部開有一小孔的插在液面上的玻璃管。（演示）

現(xiàn)象：管內(nèi)液面上升。抽掉的空氣越多，管內(nèi)液面越高。

師：如果我不斷抽氣，液面會不斷升高。那么，你覺得液面什么時候不能再升高了呢？

生：管內(nèi)空氣抽完的時候。

師：為什么空氣抽完的時候液面不再升高了呢？

生：管內(nèi)液柱產(chǎn)生的壓強與外界的大氣壓強相等。

小結(jié)得出測量大氣壓的思路：可以利用液體壓強間接測量大氣壓。早在1643年意大利科學(xué)家托里拆利就用實驗的方法測出了大氣壓強的數(shù)值，這就是著名的托里拆利實驗。

活動三：托里拆利實驗（演示）

分析：如何計算大氣壓的值呢？水銀的密度可以通過查詢密度表得到，水銀柱的高度可以用刻度尺進行測量，然后根據(jù)P水銀=ρ水銀gh就可以計算出P水銀，也就計算出了當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭姷闹怠?/p>

【思考】情感體驗缺席，探究缺失原味

促進學(xué)生主動探究的核心之一是激發(fā)學(xué)生的探究興趣。《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中提出：“適當(dāng)?shù)貏?chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境，使所有學(xué)生都有機會參與科學(xué)探究?！薄白⒁鈴膶W(xué)生熟悉的和感興趣的事物出發(fā)，聯(lián)系生活實際，充分利用各種器具和材料開展活動?！边@些理念都指向：在探究活動中要充分地關(guān)注學(xué)生的興趣。所以在日常教學(xué)中，很多教師會有意識地設(shè)計學(xué)生熟悉的、感興趣的、容易獲得成功的探究活動，卻忽視了體驗的多元化特征，使得探究活動缺失原味。

【對策】抓住體驗的情感性

新課程的核心理念是“以人為本”。新課程理念下的科學(xué)課堂探究活動，十分重視學(xué)生的體驗，但體驗的含義常常被單一地理解為興趣驅(qū)使下的探究活動。上述案例中，探究活動的設(shè)計看似運用學(xué)生熟悉的、簡單的生活事物鋪墊探究，邏輯也較嚴密，能使學(xué)生比較容易地獲得成功體驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。但細思之下，我們會發(fā)現(xiàn)這樣的探究活動并沒有充分落點于情感的體驗，使探究活動缺失了原味。探究活動的原味內(nèi)涵是豐富而深刻的，它可以包括成功、挫折、自信、感動、反思、欽佩等。課堂探究活動，旨在幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)，做好認知建構(gòu)。布魯納、皮亞杰等提出的認知建構(gòu)理論認為認知過程需經(jīng)歷四個階段：感知、理解、內(nèi)化、應(yīng)用。在知識內(nèi)化階段，學(xué)生的情感體驗決定其是否能自覺自愿地完成認知建構(gòu)。

托里拆利實驗結(jié)論是這么輕易得出的嗎？學(xué)生并沒有對此有深入的體會，只是被老師用了一種看似探究的形式，“貼標(biāo)簽”式地給予。那么設(shè)計活動時，我們是否應(yīng)該考慮引導(dǎo)學(xué)生思考：托里拆利當(dāng)時做實驗時是直接就考慮選用水銀嗎？1643年時，水銀是這么容易得到的嗎？他使管內(nèi)實現(xiàn)真空狀態(tài)的方法與常人的思維一致嗎？在探究大氣壓值時，他的操作流程與我們預(yù)設(shè)的一致嗎？通過對這些問題的思考，學(xué)生才能充分意識到托里拆利實驗歷程的艱辛，引起情感的共鳴，從而自覺自愿地完成認知建構(gòu)。

《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中提出：“無論何種形式，均須體現(xiàn)科學(xué)探究的基本思想和特征。在科學(xué)探究的教學(xué)和活動中，除了親身參與收集證據(jù)、得出結(jié)論這種形式之外，還可以采取分析已有的科學(xué)探究案例，從中學(xué)習(xí)與領(lǐng)會前人的成功經(jīng)驗、失敗教訓(xùn)和創(chuàng)新過程?！薄靶纬煽茖W(xué)態(tài)度、情感與價值觀。”因此，教師要關(guān)注的不僅僅是達成預(yù)設(shè)目標(biāo)，還應(yīng)該仔細體察觸動學(xué)生情感的因素，形成情感的“磁場”，實現(xiàn)探究活動“情感化”，這樣的科學(xué)課堂探究性活動才能煥發(fā)出活力。

（三）“缺席”的落點——思維梯度

案例3：《機械運動》教學(xué)中運動快慢的比較

活動：比一比哪一組的玩具車跑得最快？

1.想一想

師：根據(jù)你的生活經(jīng)驗，想一想：比較玩具車快慢的方法有哪幾種？

（生討論得出常用的比較運動快慢的方法：相同時間比路程，相同路程比時間）

師：你還能說出生活中應(yīng)用這兩種方法比較快慢的例子嗎？

生：跑步時、游泳時快慢的比較……

2.議一議

師：如果時間、路程都不相同，議一議：我們還能比較出玩具車的快慢嗎？

生：可以，比速度。

師：對，在物理學(xué)中，采用“相同時間比較路程的長短”的方法。只要將路程與時間相除，算出各自在單位時間內(nèi)通過的路程，就可以比較它們運動的快慢了。得出速度的定義、公式、單位。

3.測一測

利用秒表、刻度尺、玩具車進行分組實驗。應(yīng)用速度公式求出玩具車的速度。匯報結(jié)果。

【思考】思維梯度“缺席”，探究停止生長

在科學(xué)探究活動中，幾乎都要求學(xué)生進行觀察或猜想、實驗或調(diào)查等，在了解和研究客觀事實的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)規(guī)律、得出結(jié)論等。但科學(xué)探究的目的，不應(yīng)是成果、規(guī)律、結(jié)論的呈現(xiàn)，而應(yīng)是學(xué)生思維與運用能力的升級[4]。有些探究活動，過于注重探究結(jié)果，并未落點于思維能力的發(fā)展過程。

【對策】關(guān)注問題的梯度性

上述案例中，教師雖然設(shè)計了一個探究活動讓學(xué)生參與其中，但實際目的僅僅是為了快速達成“理解速度的概念”這一教學(xué)目標(biāo)。我們可以看出，學(xué)生仍然是處于一種“被接受”的狀態(tài)，對為什么“單位時間里通過的路程可以比較運動的快慢”這一方法是不明就里的，從而導(dǎo)致對速度概念的理解是模糊的。究其原因是教師在設(shè)計活動問題時，忽視了學(xué)生的思維發(fā)展是一個循序漸進的過程，從“定性比較快慢”到“定量比較快慢”的轉(zhuǎn)化過程對學(xué)生的思維提出了較高的要求。而片段中，學(xué)生明顯缺少體驗感悟，學(xué)到的也是“死知識”，運用知識解決問題的能力得不到提高，更別提思維能力的發(fā)展。再者，定量比較快慢的方法有兩種：一是單位時間里通過的路程；二是通過單位路程需要的時間。而該片段中的設(shè)計從邏輯上來說也不夠嚴密。

古希臘學(xué)者普羅塔戈說：“頭腦不是一個要被填滿的容器，而是一束需要被點燃的火把?！盵5]在科學(xué)探究活動中，火把應(yīng)該是思維的火把。科學(xué)探究活動應(yīng)該通過問題的創(chuàng)設(shè)來點燃這思維的火把。建構(gòu)主義認為應(yīng)“基于問題解決來建構(gòu)知識”，探究活動的有效深度很大程度上取決于問題。把握好探究活動中問題的梯度設(shè)計，才是真正關(guān)注了思維能力的發(fā)展梯度，才是真正有效的科學(xué)探究。

若據(jù)此理念改進上述教學(xué)片段，我們是否可以這樣做：在學(xué)生得出“速度”一詞時，教師不急于解釋概念，傳授知識?？梢猿尸F(xiàn)通過實驗測得的兩組數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已知的兩種比較快慢的方法，通過對數(shù)據(jù)的分析轉(zhuǎn)化，把路程和時間均不相同的兩組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為“路程相同比時間”或“時間相同比路程”，從而激活學(xué)生思維，去發(fā)現(xiàn)更簡潔的比較快慢的兩種方法。這個過程第一問是用實驗提供數(shù)據(jù)進行猜想，第二問是用數(shù)據(jù)解釋原理探討方法，第三問是通過比較發(fā)現(xiàn)進行求證，這恰是一個科學(xué)探索過程的縮影。在探究活動中，問題的梯度性符合思維的梯度性，才能讓學(xué)生沿著一條清晰的邏輯思維路線，不斷地調(diào)整，積極地思考，主動尋求解決問題的方法，從中獲得能力的發(fā)展，探究活動才能實現(xiàn)真正意義上的由學(xué)知識走向會探究。

學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程，實質(zhì)應(yīng)該是科學(xué)知識與經(jīng)驗再生長的過程，是科學(xué)應(yīng)用能力增長與發(fā)展的過程。在科學(xué)課堂探究活動中，如果我們能讓現(xiàn)實認知、情感體驗、思維梯度這些落點不“缺席”，用具體行動來貼近學(xué)生的學(xué)情，讓學(xué)生離運用知識解決問題近一點，離提高發(fā)展再近一點，教師不再急于講完、練盡，相信我們的科學(xué)課堂定會達到教“科”有效，學(xué)“科”有效的靈動豐盈之境。

參考文獻：

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[3]布魯巴克.西方教育史經(jīng)典名著譯叢：教育問題史[M].單中慧，王強，譯.濟南：山東教育出版社，2012：305.

[4]石中英.知識轉(zhuǎn)型與教育改革[M].北京：教育科學(xué)出版社，2003：126.

[5]珍妮特·沃斯.學(xué)習(xí)的革命[M].顧瑞榮，陳標(biāo)，許靜，譯.上海：上海三聯(lián)書店，1998：113.