李興強

隨著新課程改革的深入發(fā)展，“核心素養(yǎng)”成為教育熱詞.從發(fā)展學生的核心素養(yǎng)出發(fā)，我們要將學生培養(yǎng)為發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者.那么，對于初中科學學科而言，如何在教學中激發(fā)學生的探究欲望，提高學生的探究能力呢？下面結合“巧妙判斷導線首尾”的探究實驗談一些筆者的思考.

一、提出探究問題，供給探究器材

1.提出探究問題.

學校有一束電纜線，該電纜線內部一共存在同一種顏色的三根導線，導致從黑箱的外側無法判斷哪兩端是屬于同一根導線的.這一束電纜線相當長，一端在校門口，另外一端在實驗室.請大家根據(jù)平時課堂上所學，想一想有沒有方法將這三根導線的端點進行區(qū)分.寫出你的探究方案，然后我們一起來評價，看誰的方法巧妙.

設計意圖：培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)的最佳方法是引導學生將學到的科學知識用于探究與解決實際問題.該問題的設計，貼近學生的生活，又與學生的已有知識、經驗相聯(lián)系，在激發(fā)學生的探究欲望的同時，能使學生感受到科學學習的價值，促使學生養(yǎng)成用科學的思維去觀察生活、思考生活的習慣.

2.供給探究器材.

模擬那束電纜線的黑箱（在黑箱的內部設置三根導線，黑箱的外側各設置三個接線端），干電池（1節(jié)），小燈泡（2只），開關、導線若干.

設計意圖：通過實驗器材的給定，能將實際問題模型化.從提供的器材來看，都是學生熟悉的實驗器材，而且操作簡便又不失對實際問題的模擬.除了用實驗室器材外，還可以引導學生從生活出發(fā)，利用生活中的物品自制低成本實驗器具進行探究活動，進一步開發(fā)學生的動手、動腦能力.

二、定制探究目標，明確評價要點

沒有目標的探究勢必沒有太多的體驗度.在明確的探究目標下，向著目標有序推進，不僅能使學生體驗科學探究的過程，還能增進學生對科學探究的理解，并在探究中提高能力.對于具體的探究活動而言，探究目標應圍繞著提高學生的能力，讓學生經歷“提出科學問題→作出猜想和假設→設計實驗→探究實驗→收集數(shù)據(jù)→分析與論證”的探究過程.那么，如何評價學生完成探究目標的狀況呢？筆者結合探究內容設置評價要點，便于考核與評價學生的探究過程，使學生通過評價來了解自己的探究成效，并對自己的探究活動進行相應的調整.

例如，“巧妙判斷導線首尾”實驗，是一個應用簡單電路知識解決實際問題的探究性實驗.在解決這一問題的實驗探究過程中的評價要點，筆者從如下幾個方面進行設置.（1）制定計劃與設計實驗.能否形成一個正確的電路；能否做出正確的判斷；是否符合實際；是否最優(yōu)方案.（2）進行實驗與收集數(shù)據(jù).能否按電路圖連接成正確的電路；實驗操作是否規(guī)范，如開關是否先斷開；是否體現(xiàn)良好的實驗習慣（如是否檢查電路，實驗完畢是否整理器材等）；能否列表格記錄實驗結果.（3）表達交流與相互合作.能否在實驗報告中清楚地表達實驗的過程和結果；能否在討論方案時相互啟發(fā)；能否在實驗中相互協(xié)作；能否對實驗結果共同分析；能否在匯報交流時相互配合.

三、設計探究方案

這是一個黑箱模擬實驗.實驗設計思路，可以從黑箱到白箱再到黑箱.設計實驗方案可以從以下幾個角度考慮：①用導線把端點短接，可以同一側的兩個端點或三個端點；②用一只或兩只燈泡，如兩只燈泡，可以在同側或異側；③燈泡與電源可以直接連接和不直接連接，可以在同側和異側.

1.常見方案的設計.

方案1：如圖1，用導線連接1和2兩端，然后分別在4和5間、4和6間、5和6間串接電源和燈泡，燈泡亮時，3端必定與右側空端為同一導線的兩端.然后用導線把1和3端連接，用同樣的方法判斷出另一導線的兩端.

結果與分析：由表1中①②③可知，3和4兩端屬同一導線；由④⑤⑥可知，2和6兩端屬同一導線；由⑦⑧⑨可知，1和5兩端屬同一導線.只要實驗操作前6步，就能判斷出三根導線的首尾.

方案2：把燈泡接在1和2兩端，然后分別在4和5間、4和6間、5和6間串接電源和燈泡.當燈泡亮時，3端必定與右側空端為同一導線的兩端.然后把燈泡接在1和3兩端，用同樣的方法判斷出另一導線的兩端.

結果與分析： 由表2中①②③可知，3和4兩端屬同一導線；由④⑤⑥可知，2和6兩端屬同一導線；由⑦⑧⑨可知，1和5兩端屬同一導線.只要實驗操作前6步，就能判斷出三根導線的首尾.

方案3：將A、B兩只燈泡分別接在1和2端與2和3端之間，然后分別在4和5、4和6、5和6兩端間接電池.如果兩只燈光都亮，就說明燈泡是串聯(lián)的關系.通過分析判斷出2端必定與此時右側空端為同一導線的兩端.如果A燈亮，B燈不亮，就能判斷出另一導線的兩端.

結果與分析：由表3中①可知，2和6兩端屬同一導線；由②可知，1和5兩端屬同一導線；由③可知，3和4兩端屬同一導線.只要實驗操作前2步，就能判斷出三根導線的首尾.

從學生設計的探究方案來看，學生思維得以充分發(fā)散.雖然說可能還有其他的方法，但是學生在小組合作和交流的過程中已經有了嘗試的意識，而且有一種方案比選和優(yōu)化的實踐體驗.除了方案的比選外，我們還可以將問題進一步拓展和延伸.如，改變探究條件：如果實驗器材中有電壓表，但沒有燈泡， 其他實驗器材不變，此時如何運用電壓表判斷電纜線中的導線首尾？又如，改變探究情景： 如果三根導線中其中一根斷線，其他實驗器材仍不變，此時如何判斷電纜線中哪一根導線斷路？在問題的引領下，學生進一步探究與思考.

四、教學啟示與感悟

1.探究始于問題， 問題選擇要適合.

探究活動可以是教材中規(guī)定的實驗內容，也可以是一個具體的問題或困惑.問題是探究之始.那么，問題從何而來呢？可以源于習題.比如，“巧妙判斷導線首尾”探究活動的問題，筆者就是從常見的練習題、考題中選來的.這是一個貼近學生生活實際的好問題.問題的設置要具體、適度，既要給學生的思維帶來一定的挑戰(zhàn)性，又不能超出學生的能力之外，合理地控制好“度”.“度”在哪里？即為學生的最近發(fā)展區(qū).問題設置必須從學生的具體學情出發(fā).探究活動，既要結合學生的學情，又要聯(lián)系學生的生活.這樣的問題設置，能夠激發(fā)學生的探究欲望，并給學生留下更多的情感體驗.

2.探究活動要動手做，做中學.

探究的過程是實踐的過程，強調“動手做”，做（或選擇）實驗器材，設計實驗方案，自主記錄并處理實驗數(shù)據(jù)，這些無一不需要學生親自去實踐、去做.“做中學”是一種更久不變的教育思想，也是有效培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)的學習方式.“巧妙判斷導線首尾”科學探究活動，選擇的活動材料簡單，實驗操作相當方便，能夠激活每個學生的思維，促進其積極地動手、動腦，體現(xiàn)了“做中學”的教育思想.從物理新課標來看，教育理念上突出了“注重科學探究，提倡學習方式多樣化”.探究式學習方法不是假大空的理論，儼然成為學生學習科學的強有力的工具與方法.在探究過程中，為了解決問題，學生必然會應用學習到的科學知識，并嘗試著運用合理的實驗手段與方法對問題進行拆解.探究問題答案的過程，不僅是知識應用的過程，還是學生學會學習、提高學習能力的過程.學生從中獲得更多的體驗，形成積極的情感和態(tài)度.

3.拓展探究時空，開展課外探究.

從課改發(fā)展情況和中考對學生科學探究能力提出的要求來看，僅僅利用課內探究題材組織探究式教學還遠遠不夠，我們需要拓展探究時空，開展課外探究，引領學生在真實生活中探究.“巧妙判斷導線首尾”探究活動就是一個很好的課外探究案例.在重視課內探究的同時，不能放棄學生課外探究的引領和要求.課外探究是課內探究必不可少的補充.它不受探究時空限制，具有廣闊的探究題材.在生活中探究，情境更鮮活，過程更生動，結果更可貴.只要我們留心，生活中不乏有科學探究的案例.關鍵是，我們需要有一顆善于發(fā)現(xiàn)問題的心，不在習以為常的生活前喪失探究的樂趣.