鄭麗冬

浙江省臨安區(qū)昌南初級中學(xué)

一、研究的背景

1.發(fā)展的需要。

隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，創(chuàng)新型人才的需求越來越高，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力是時(shí)代的要求，也是實(shí)施素質(zhì)教育的根本任務(wù)。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，教師必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式， 在初中科學(xué)教學(xué)中，教師要重視多元教學(xué)方法的運(yùn)用，開展探究活動，激活創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.農(nóng)村中學(xué)探究活動的現(xiàn)狀。

教師的功利性太強(qiáng)，重應(yīng)試輕素質(zhì)，教師講學(xué)生被動的聽，習(xí)題的反復(fù)強(qiáng)化練習(xí)，這就是傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)模式。在這種模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏主動的深層次的思維，沒有培養(yǎng)起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)生連基本的科學(xué)原理和概念理解都不透徹，為了應(yīng)試教師把大量時(shí)間花在強(qiáng)化練習(xí)上，而在探究活動上用的時(shí)間少得可憐，長此以往造成惡性循環(huán)，學(xué)生的創(chuàng)新思維沒有得到及時(shí)的培養(yǎng)。

二、初中科學(xué)開展探究活動的意義

1.落實(shí)知識，“強(qiáng)”根基。

科學(xué)探究活動學(xué)生從問題或任務(wù)出發(fā)，設(shè)計(jì)方案，積極主動地通過多種形式的探究活動，從實(shí)踐中獲取事實(shí)證據(jù)，解決問題或完成任務(wù)，以獲取知識和智能的發(fā)展、培養(yǎng)情感體驗(yàn)的學(xué)習(xí)方法。學(xué)生從傳統(tǒng)的被動接受，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃荧@取知識，有助于對科學(xué)基本知識與原理的理解，有助于基本知識的落實(shí)。

2.能力提升，“散”思維。

探究活動是在明確主題、精準(zhǔn)方向的前提下，通過動手操作、實(shí)踐探索，從而完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的一項(xiàng)教學(xué)活動。而探究活動集合了大腦、手等多種感官于一體，在動腦與動手相結(jié)合的過程中，不僅可以增加科學(xué)教學(xué)的趣味性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)感，而且還可以激活思維。思維是支配學(xué)生行動、操作的指南，在探究活動中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，激活思維是前提，同時(shí)，在探究活動開展的過程中，不僅有問題引領(lǐng)，還會涉及到分析推理、合作探究、交流溝通等，既是思維碰撞的階段，同時(shí)也是促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新思維的關(guān)鍵時(shí)期。

3.目標(biāo)達(dá)成，“落”素養(yǎng)。

初中科學(xué)新課標(biāo)中指出：在教學(xué)中，不僅要提高學(xué)生對科學(xué)文化知識的掌握，還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、科學(xué)學(xué)習(xí)方法以及科學(xué)技能、科學(xué)能力等素養(yǎng)。但是，在傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)中，教師都是以知識傳授為主，而忽視了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在被動接受學(xué)習(xí)的過程中，很難完成新課標(biāo)的育人要求，而探究活動教學(xué)法的運(yùn)用就不同了，是基于學(xué)生為學(xué)習(xí)主體展開的教學(xué)方式，旨在通過切實(shí)參與、動手操作、探究學(xué)習(xí)，在經(jīng)歷科學(xué)知識形成和發(fā)展的過程，認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，使其結(jié)合自己所學(xué)知識，對科學(xué)問題有新的認(rèn)識和看法，不僅可以培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)，還可以完成新課標(biāo)要求，提高初中科學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量。

三、初中科學(xué)開展探究活動的原則

1.啟發(fā)性原則。

在初中科學(xué)教學(xué)中開展的探究活動，是一項(xiàng)有計(jì)劃、目的、有結(jié)果的活動。為避免探究活動中形式大于實(shí)效的問題，在開展探究活動的時(shí)候，要遵從啟發(fā)引導(dǎo)的原則，重視有效問題的情景設(shè)置，在層層引導(dǎo)、發(fā)現(xiàn)、探索、分析、解決問題的過程中，激活課堂活力，激活創(chuàng)新思維，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索方法、科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)學(xué)習(xí)精神，讓學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)知識形成的過程中，促使創(chuàng)造思維得到最有效的開發(fā)和培養(yǎng)。

2.主體性原則。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教和學(xué)是兩個獨(dú)立存在的個體，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，教師是教學(xué)的主導(dǎo)者，新課標(biāo)理念下倡導(dǎo)師生雙邊活動，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。為此，在初中科學(xué)探究活動開展中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，需要建立新型的師生關(guān)系，樹立以學(xué)生為主體的原則，教師要做學(xué)生探究學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、合作者，在合作探究、平等對話、和諧交流的過程中，讓學(xué)生敢想、敢說、敢做，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維，使其真正成為學(xué)習(xí)的主人，為提高學(xué)生創(chuàng)新能力提供前提條件。

3.新穎性原則。

學(xué)生的科學(xué)知識掌握的較弱，所以農(nóng)村中學(xué)的科學(xué)探究活動內(nèi)容選擇要符合農(nóng)村中學(xué)的實(shí)情，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值；探究活動內(nèi)容所涉及的知識點(diǎn)難度要適宜，隨著活動開展的進(jìn)行，難度逐漸增加；內(nèi)容要新穎，從學(xué)生喜歡的活動出發(fā)，讓所有的學(xué)生都愿參與到探究活動中來，為每個學(xué)生都提供一個提高科學(xué)素養(yǎng)的機(jī)會。

四、有效開展探究活動，驅(qū)動創(chuàng)新思維提升

1.通過模型探究，激發(fā)興趣，打開創(chuàng)新思維的大門。

沒有對科學(xué)的興趣，何以談科學(xué)創(chuàng)新思維，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，首先培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣。模型探究就是學(xué)生對已學(xué)知識，在老師的啟發(fā)下，通過自己的理解和思考，動手實(shí)踐，用具體的實(shí)物制作模型的過程。如制作等高線模型、地球儀模型、植物細(xì)胞模型等，通過模型制作來培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣。

案例：植物細(xì)胞模型的制作：

(1)畫出細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在制作模型時(shí)有所依據(jù)。

(2)準(zhǔn)備好從家中帶回細(xì)胞結(jié)構(gòu)的各種物品，物品盡量是現(xiàn)成的，不需要另外購買，不加重學(xué)生的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也可培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

(3)學(xué)生制作和展示，在展示過程中，也可幫學(xué)生樹立信心。

上面就是其中幾位同學(xué)的作品，雖不夠精致，也不完美，但學(xué)生所用的材料很豐富，有橡皮泥、泡沫、透明塑料袋、綠豆、板栗等，這說明學(xué)生是經(jīng)過思考的，學(xué)生動手與動腦相結(jié)合，遠(yuǎn)比單一的、機(jī)械的記憶或反復(fù)的強(qiáng)化練習(xí)要有趣。既加深了對科學(xué)知識的理解，又讓學(xué)生體會到了科學(xué)探究活動的樂趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，打開創(chuàng)新思維的大門。

2．開展疑問探究活動，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的品質(zhì)，激活創(chuàng)新思維。

學(xué)起于思，思源于疑，任何一個偉大的創(chuàng)新都是從一個疑問開始的，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，需要培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的品質(zhì)。疑問探究就是在學(xué)習(xí)科學(xué)基本原理和概念時(shí)，學(xué)生會存在疑問，教師通過創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，并以此問題作為科學(xué)探究活動的問題而開展探究活動。

案例：影響液體壓強(qiáng)大小的因素

教師演示往同一玻璃管中注入不同深度的水，觀察到橡皮膜的凸出程度隨深度增加而增加。問：在這個過程中水的哪些物理量發(fā)生變化？學(xué)生很容易就觀察到水的深度、重力都在變化。再問：水的深度越大，水的壓強(qiáng)越大你這對結(jié)論有疑問嗎？學(xué)生就會提出問題：為什么不是水的重力越大水的壓強(qiáng)越大？這時(shí)教師直接告訴學(xué)生重力對液體壓強(qiáng)沒影響，不僅不能解決學(xué)生心中的疑問，而且會扼殺學(xué)生心中萌發(fā)質(zhì)疑的種子。請學(xué)生設(shè)計(jì)方案來探究水的重力與壓強(qiáng)大小有什么關(guān)系，反而可以把學(xué)生的思維推向更深層次，學(xué)生設(shè)計(jì)出如圖方案，在粗細(xì)不同的玻璃管中加入相同深度質(zhì)量不同的水，觀察橡皮膜的情況。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)橡皮膜凸出程度相同，證明水的重力與液體壓強(qiáng)大小確實(shí)無關(guān)，請同學(xué)們再把書本上的實(shí)驗(yàn)方案修改，使其與結(jié)論更符合。學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)中把等質(zhì)量的水加入粗細(xì)不同的玻璃管，觀察到細(xì)玻璃管的橡皮膜更凸出，就得出水對容器底的壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，確實(shí)與水的重力無關(guān)。通過探究解決了心中的疑問，還完善了書本的方案，培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑書本、質(zhì)疑權(quán)威的能力，使學(xué)生敢于提出探究的問題，能用控制變量法對實(shí)驗(yàn)活動進(jìn)行探究，加深對科學(xué)知識和原理的理解，完成課標(biāo)的任務(wù)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識、質(zhì)疑能力，激活了創(chuàng)新思維。

3．通過探究方案的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的主要表現(xiàn)形式，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，就要培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。探究活動中，選擇一些有多種方法或常規(guī)方法不可以解決的問題作為探究的內(nèi)容，讓學(xué)生完成方案的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方案的過程中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。書本的分組實(shí)驗(yàn)有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，學(xué)生往往會按照書本去做，缺乏自己的思考，限制了學(xué)生的發(fā)散思維。如把實(shí)驗(yàn)對象或?qū)嶒?yàn)器材變更一下，創(chuàng)設(shè)情景再讓學(xué)生重新設(shè)計(jì)探究方案，既可以完成分組實(shí)驗(yàn)的基本任務(wù)，又可培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。如沒有電流表怎樣用電壓表測電阻？怎樣用天平測一捆細(xì)鐵絲的長度？七年級密度分組實(shí)驗(yàn)中的石塊改成雞蛋，使學(xué)生更有新鮮感，更能激發(fā)學(xué)生的興趣，雞蛋容易破，會讓學(xué)生的操作更細(xì)致，雞蛋的體積不能直接用量筒排水法測，創(chuàng)設(shè)情景培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

案例：測雞蛋的密度的設(shè)計(jì)

要求：從天平、量筒、大小燒杯、細(xì)線、水等器材中選出儀器較精確的測出雞蛋的密度，完成方案設(shè)計(jì)。

討論：雞蛋的體積怎樣測量?

量筒和大燒杯在測量體積時(shí)會遇到什么樣的問題?

怎樣選擇合適的儀器讓雞蛋既能放進(jìn)去，又能教精確測出雞蛋的體積？

方案甲：

(1)用天平稱出雞蛋的質(zhì)量為m。

(2)在燒杯中加入適量的水，把雞蛋放入大燒杯中并在燒杯上做上液面位置記號，把雞蛋用手取出。(學(xué)生先用細(xì)線綁住雞蛋，發(fā)現(xiàn)不容易綁住，放棄用細(xì)線取出雞蛋)。

(3)量筒中量取100mL水，把量筒中的水倒入大燒杯直到記號處，讀出量筒所剩水的體積為V。

(4)用密度公式算出密度。

雞蛋的密度( )56 48 52 52 1.08雞蛋甲的質(zhì)量(g)量筒中所剩水的體積(cm3)倒入燒杯中水的體積(cm3)雞蛋的體積(cm3)

討論：

方案中用手取出雞蛋時(shí)會把燒杯中的一部分水帶出，會造成倒入的水的體積有什么樣的誤差？引起密度有什么樣的誤差？能不能把測雞蛋的體積變“加進(jìn)去”為“流出來”減小體積的誤差。

方案乙：

(1)用天平稱出雞蛋的質(zhì)量為m。

(2)把大燒杯底部一部分墊高，往大燒杯中加滿水。(發(fā)現(xiàn)水從燒杯四周溢出，才想到把杯底墊高，讓水只從燒杯尖嘴一個地方流出)。

(3)把雞蛋慢慢放入大燒杯，水慢慢從大燒杯的尖嘴流入小燒杯。

(4)把小燒杯中水倒入量筒測出體積為V。

(5)用密度公式算出密度。

雞蛋的質(zhì)量(g)雞蛋的體積(cm3) 雞蛋的密度( )56 51 1.1

討論：燒杯中的水倒入量筒有殘余液體留在燒杯，會造成雞蛋的體積有什么樣的誤差?小燒杯中的水的體積還可以怎樣測，才能減小上面方案中的誤差。

方案丙：

(1)用天平稱出雞蛋的質(zhì)量為m1。

(2)用天平稱出空小燒杯的質(zhì)量為m2。

(3)把大燒杯底部一部分墊高，往大燒杯中加滿水。

(4)把雞蛋慢慢放入大燒杯，水慢慢流入小燒杯。

(5)用天平稱出小燒杯和水的總質(zhì)量m3，算出水的體積。

(6)算出雞蛋的密度。

雞蛋的質(zhì)量(g)空小燒杯的質(zhì)量(g)小燒杯和水的質(zhì) 量(g)水 的質(zhì) 量(g)水 的體 積(cm3)雞蛋的密度()56 23.3 74.6 51.3 51.3 1.09

在這個探究過程中，學(xué)生經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)自己方案的不足之處，能從問題出發(fā)用不同的方法調(diào)整自己的方案，使自己的方案更加完善，在這個過程中掌握了科學(xué)探究的方法，發(fā)展了科學(xué)探究的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維。

4．生活探究學(xué)以致用，創(chuàng)新思維的得以提升。

初中科學(xué)新課標(biāo)指出：教學(xué)的最終目標(biāo)是學(xué)以致用，讓學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)的眼光、科學(xué)的思維、科學(xué)知識和科學(xué)方法探索生活、認(rèn)識生活和解決生活實(shí)際問題。生活探究就是把科學(xué)探究用于解決實(shí)際問題的一種探究活動。學(xué)校要舉行年級紙飛機(jī)直線距離比賽，為參加區(qū)的比賽選出人選，所以把紙飛機(jī)直線飛行距離作為探究活動的一次內(nèi)容。

案例：紙飛機(jī)模型飛行直線距離與飛機(jī)的長度、機(jī)翼寬度的關(guān)系。

要求：A4紙一張，不能把紙裁掉，折法不限。

制作：學(xué)生按照自己的想法把A4紙，折成紙飛機(jī)。

試飛：由一同學(xué)統(tǒng)一試飛(便于試飛過程中速度、高度、角度的控制)

討論：觀察飛的較遠(yuǎn)的紙飛機(jī)與自己的紙飛機(jī)外形上有什么差異？紙飛機(jī)直 線距離與什么因素有關(guān)？

猜測：(1)可能跟機(jī)翼的寬度有關(guān)。(2)可能跟飛機(jī)的長度有關(guān)。

設(shè)計(jì)方案1：紙飛機(jī)直線距離與機(jī)翼寬度的關(guān)系。

同一種折法控制長度相同，機(jī)翼寬度不同折成不同的飛機(jī)，試飛比較飛行距離。(從窄到寬編上1-5的數(shù)字，同一人，要求飛出的瞬間各種要素基本控制成相同)

第1次 第2次 第3次 平均值1號模型 7.41m 7.25 m 7.32 7.32m 2號模型 8.53m 8.34m 8.23m 8.37m 3號模型 6.18m 6.01m 6.27m 6.15m 4號模型 6.40m 6.22m 6.18m 6.27m 5號模型 3.50m 3.42m 3.70m 3.54m

得出飛行距離與寬度的關(guān)系：2號模型的寬度飛得最遠(yuǎn)，寬度要適宜。

設(shè)計(jì)方案2：紙飛機(jī)直線距離與飛機(jī)長度的關(guān)系：

控制機(jī)翼寬度相同(選擇方案一中2號紙飛機(jī)的寬度)，折成不同長度的飛機(jī)，試飛比較飛行距離。(從長到短編上1-5的數(shù)字，同一人，要求飛出的瞬間各種要素基本控制成相同，5號飛機(jī)，多次試飛，飛出去，都會往回偏轉(zhuǎn)，基本落在起點(diǎn)，所以取了4組有效數(shù)據(jù))

飛機(jī)模型 第1次 第2次 第3次 平均值1號 7.09m 7.04m 7.35m 7.16m 2號 7.70m 7.32m 7.65m 7.56m 3號 4.10m 4.5m 4.32m 4.31m

4號 4.7 5 m 4.8 4 m 5.0 2 m 4.5 4 m

得出飛行距離與長度的關(guān)系：2號模型最遠(yuǎn)，長度要適宜。

這次探究活動雖然只探究了一種折法，但學(xué)生能把探究方法應(yīng)用到實(shí)際練習(xí)中，能折出各種各樣的飛機(jī)，用控制變量法找出自己的飛機(jī)合適的長度和機(jī)翼的寬度，和飛出時(shí)適宜角度、速度等，在不斷練習(xí)中找出飛得最遠(yuǎn)的折法、飛出的角度、速度等。在這次活動中大多數(shù)同學(xué)的紙飛機(jī)的直線距離有很多進(jìn)步，兩個班中有19人獲得學(xué)校的獎項(xiàng)，圖片1中的男生表現(xiàn)尤為突出，文化課成績在年級中倒數(shù)，在年級紙飛機(jī)直線距離比賽中竟然獲得第二名的好成績。在這次探究活動中，用科學(xué)的知識和方法解決了實(shí)際問題，學(xué)生有很大的成就感，發(fā)展了學(xué)生的探究能力，學(xué)生的創(chuàng)新思維也有很大的提升。

五、成果與反思

通過問卷調(diào)查，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為科學(xué)探究活動能加深科學(xué)知識的理解，能用所學(xué)的知識解決生活中的實(shí)際問題，還可以體會到科學(xué)的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。

問題(任教的兩個班48人) 是 否不 確定是的人數(shù)科學(xué)探究活動對你的科學(xué)是否有幫助？ 46 1 1 46在科學(xué)探究過程中是否提高了學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣？ 47 1 0 47在科學(xué)探究過程中是否加深了對該知識點(diǎn)的理解？ 45 3 0 45在科學(xué)探究過程中是否鍛煉了動手能力？ 46 1 1 46在科學(xué)探究過程中有疑問是否會提出來？ 39 9 0 39是否能通過科學(xué)探究活動解決生活實(shí)際問題？ 40 8 40是否愿意繼續(xù)采用科學(xué)探究活動這種教學(xué)方式？ 47 1 0 47

在實(shí)踐過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如紙飛機(jī)的直線距離的探究活動時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們原計(jì)劃的時(shí)間，怎樣處理好時(shí)間與效果的關(guān)系，將是今后科學(xué)探究要深思的一個問題。讓科學(xué)探究活動在科學(xué)教學(xué)中發(fā)揮更好的作用，能更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。