关注学生差异培养探究能力
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新课程改革已十年有余，科学探究活动已逐渐成为科学教学中的常态，培养学生的科学探究能力已成为大多数科学教师的共识.但我们也不可否认，目前初中科学教学中对学生探究能力的培养存在着严重的“一刀切”的现象：即在探究能力的目标定位、探究活动的具体实施以及探究学习的反馈评价中只注重学生的共性、注重在整体上探究任务的完成，而很少考虑学生的个性、关注学生的差异发展，以致不能最大限度地发挥每一个学生参与探究活动的积极性，不能切实提高每一个学生的探究能力.这与新课程标准所要求的“全面提高每一个学生的科学素养”这一目标是有一定差距的，它已经成为目前学生科学探究能力培养的瓶颈.显然，要突破此瓶颈，在科学探究活动的实施和科学探究能力的培养中必须关注学生差异，实施差异教学.本文以华师大版《科学》八年级(上)《阿基米德原理》一课为例进行具体阐述.
1制定差异探究目标，关注学生差异
“教学目标是课堂教学的核心和灵魂”，科学合理的教学目标能为教师设计、组织实施教学活动提供正确的方向.在差异教学过程中，教师应根据学生科学探究能力的差异，结合教学内容的具体特点，来制定差异化的探究目标.在具体的教学实践中，教师不仅要充分体会、了解每一个探究活动的设计意图和总体目标，而且要结合探究内容和学生实际，为不同层次的学生制定个体目标.
例如在《阿基米德原理》一节中，教材安排了“探究浮力的大小”的探究活动，试图让学生在探究浮力大小与排开水重的关系的基础上，了解阿基米德原理，同时培养学生科学探究的能力.考虑到学生的年龄特点，同时结合教学内容的特点，我们可以确定该探究活动的总体能力目标：重点培养学生的猜想能力和实验及设计能力，适当兼顾培养学生的检验与评价及表达与交流能力.同时，对于重点培养的实验设计能力和猜想能力，我们可以为不同层次的学生制定个体目标：对于第一层次(即科学探究能力较强)的学生，要求能通过独立思考、相互交流，提出“浮力大小等于物体排开的水重”的假设，并设计出至少一种验证假设的实验方案；对于第二层次(即科学探究能力较弱)的学生，要求能在教师或同学的帮助下提出“浮力大小与物体排开水的多少有关”的猜想，并设计出一种实验方案.
2设计差异探究活动，适应学生差异
差异性的探究活动，首先应根据差异探究目标，结合教学内容的具体特点和学生的心理特点精心设计；其次，教师应积极改革探究活动结构，实施分层分类的探究模式，以适应各个层次的学生，为他们创设不同的探究空间；再次，教师应为不同的学生呈现可供选择的探究内容，以基本满足每个学生的学习需要.
例如上述“探究浮力的大小”的活动，首先我们可以依据所制定的差异探究目标，结合教学内容的具体特点和学生的心理特点作如下设计(如图1)：
其次，为了适应各个层次的学生，为他们创设不同的探究空间，我们可改革探究活动结构，实施分层分类探究模式，具体如下：提出问题(合)；建立猜想与假设(分―合)；设计实验方案(分―合)；进行实验(分)；分析论证(分―合)；评价与反思(分―合)；归纳总结(合).这样通过面向全体的“合”的环节和兼顾差异的“分”的环节，可较好地解决各层次学生的动静支配的矛盾.值得一提的是，该模式的中心环节是分层次的探究学习.在探究学习时，我们可放手让第一层次的学生进行独立思考、自主探究，通过自主探究、相互交流，主动获取知识和技能，掌握规律；而对于第二层次的学生，则通过教师或其他同学的启发和帮助，让他们参与到探究活动中来.
再次，为了尽可能满足每个学生的学习需要，我们可分别在“建立猜想与假设”、“设计实验方案”、“分组实验”、“评价与反思”等环节呈现可供选择的探究内容.比如在“建立猜想与假设”这一环节，我们可为学生提供多种实验器材，鼓励、引导不同的学生通过自己喜欢的方法提出不同但合理的猜想，建立假设：如有的学生通过回忆躺到浴缸的水中并逐渐下沉时自己的感觉(越来越轻)和观察到的现象(水面跟着上升)， 把两者
卷式的相机是利用化学反应来形成图像，而数码相机是靠电子传感器和数码编码器来形成图像的，这一简单的应用原理的解释可以达到以下三种理想的效果：(1)提升教学达成价值，让学生知道我们现在研究的胶卷式相机的工作原理其实是和数码相机的原理是一样的，可见我们的现在的学习是很有应用价值的；(2)提升学生的学习兴趣，因为相机在生活已经被广泛使用，科学的使用可以为我们留下更多美好的回忆，让生活变得更美丽，从而激发学生的兴趣;(3)提升后续学习动力，数码相机中所用到的电子传感器和数码编码器都是现在科学前沿的知识，数码相机的优越性导致它取代了原先的胶卷式相机，其科技知识本身所含的神奇性激发了学生后续学习的动力，让学生感受到科技的进步促使人类社会的巨大变革.这样的教学从根本上提升了学生对物理学习的深度兴趣.
由此可见，物理课堂中的真探究、真问题、真应用不仅能提升学生的学习能力，还能最大限度地提升学生后续学习的兴趣和动力，满足学生对生活和学习中的困惑，促使物理在学生生活和学习中的价值地位，从而促进学生的可持续发展.因此，教师要通过自己的真思维，促进学生的真发展.
联系起来提出 “浮力大小可能与物体排开水的多少有关，排开的水越多浮力越大”的猜想；有的学生将空矿泉水瓶慢慢压入水中，通过把手的感觉(越来越吃力)和观察到的现象(水面跟着上升)两者联系起来，也提出上述猜想；也有的学生在弹簧秤下挂一铝块，慢慢地把它浸入盛有水的长塑料杯中，通过反复实验、观察，比较弹簧秤示数的变化和其它量的改变，提出 “浮力大小可能等于物体排开的水受到的重力”的猜想；等等，不一而足.
3指导差异探究过程，尊重学生差异
3.1灵活采取教学策略，照顾学生差异
在差异探究教学中，教师应根据教学内容的具体特点，充分考虑不同学生的实际需要，灵活采取适当的教学策略，以推动探究活动的顺利进行，从而提高探究活动的有效性.
例如在上述活动中，“设计验证假设的实验方案”是非常有难度的一步，那么如何运用有效的教学策略，引导学生设计出合理的实验方案呢？实际教学中我们可根据学生的实际情况，采取下列不同的教学策略，以推动探究活动的顺利进行：第一，对于全体学生，可通过增加实践体验、如鼓励全体学生运用教师提供的器材进行尝试、设计实验，为他们提供探究支撑；第二，对于大部分学生，可通过设置探究阶梯，来降低探究难度，这里可把较难的实验设计分为两个步骤：(1)如何把被物体排开的那一部分水取出来？(2)如何测出这部分水的重力并与物体受到的浮力大小相比较；第三，对于部分实在有困难的学生，可通过适时启发点拨、引导学生进行探究，这里可引导学生通过反复实验观察、分析比较，使他们认识到“物体浸入水中后上升了的水就是物体排开的水，只要取出物体浸入水中后上升了的水就能方便地测出物体排开的水重”，从而使他们豁然开朗，顺理成章地想到解决问题的方法(如图2所示).
3.2努力倡导合作学习，利用学生差异
差异教学理论认为：学生的个体差异是教学活动的起点，更是一种取之不尽的教学资源.实践中，教师应努力创设条件，引导学生通过各种形式开展合作学习，促使学生相互协作，从而充分利用学生之间的差异，最终实现差异共享.
例如上述活动中“实验方案的设计”具有一定的难度，但毫无疑问，它同时也具有一定的挑战性，能有效激发学生的创新思维、培养学生的实践能力，因而也是一个极富魅力的环节.那么，如何充分发挥小组合作学习的力量，在引导学生设计出合理的实验方案的同时，最大限度地提高教学效率呢？实践中我们可这么处理：首先，要求学生分组讨论，设计实验方案；在此基础上，再引导全班学生相互交流、评价，最终形成一个比较完善的实验方案.其中在第一个阶段(即分组讨论阶段)，在探究能力较强的学生设计出实验方案以后，我们要求他们教授探究能力较弱的学生，启发、帮助后者设计或理解实验方案；在第二个阶段(即全班交流阶段)，我们要求后者来展示他们的实验方案，同时由前者进行评价、补充.这样，通过“先进生教后进生”、“先进生帮后进生”、“后进生展示”、“先进生评价”等多种形式，教师给不同层次的学生布置了不同的任务，也给每一个学生提供了不同的适合他们特点的展示机会，从而使全体学生得到了共同提高.
3.3巧妙搭建挑战平台，发展学生差异
差异教学不仅要使“弱者变强”，同时也要使“强者更强”.实践中教师可通过巧妙搭建挑战平台，激发学生的学习潜能和创造能力，从而促进学生在原有基础上进一步提高.
例如上述活动中在全体学生通过实验归纳得出“浸在水里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的水受到的重力(即F浮=G排水)”之后，我们可进一步追问：本实验方案需要测出物体的重力、物体浸在水中时弹簧秤的读数、承接水的小烧杯的重力以及小烧杯和水的总重力，然后计算得到物体受到的浮力和排开的水的重力并进行比较，上述操作步骤比较繁琐，而且可能会导致实验误差较大而不能得到正确的结论，对此你有没有更好的方案？由于该问题是原有实验基础上的进一步探究，因而能大大激发学生的探究兴趣，促使他们进一步思考、探索，最终提出下列多种创意新颖、操作简便的方案：方案一，用量筒替换溢水杯，测出物体排开的水的体积，计算出物体排开的水的重力并与浮力相比较；方案二，用质量可忽略不计的塑料袋替换小烧杯，来承接物体排开的水，测出其重并与浮力相比较；方案三，用弹簧秤提着一塑料袋水浸没在水中，观察弹簧秤的读数是否为零.
4实施差异探究评价，促进差异发展
差异探究评价除了要求实施多元评价(即开放评价权限、评价内容和评价过程)外，还需要有更为契合的评价方式：比如反馈强项的自选化，即允许学生用自己擅长的方式表达探究结果、完成探究任务，以激发学生的探究兴趣；又如评价方式的自省化，即在探究活动告一段落后，鼓励学生通过反思的方式、评价探究结果以及自己在整个探究活动中的表现，从而促进每一个学生有最大程度的发展和提高.
例如在上述活动中，我们可鼓励学生通过独立思考、相互交流，设计出不同的实验方案，并通过相互评价，改进实验方案；在此基础上，鼓励学生选用自己最喜欢的方案进行实验，搜集事实证据.实验结束后，同样可鼓励学生用自己喜欢的方式表达探究结果：有的小组用文字表达实验结论；有的小组用数学公式表达实验结论；也有小组用图表表达他们的实验结论，在此基础上，再引导学生相互评价，得出一个比较完善的结论.通过这种方式，可充分激发学生的探究兴趣，发挥学生的合作精神和团队意识，从而收到良好的教学效果.
又如上述活动中，在师生共同归纳出“浸在水里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的水受到的重力(即F浮=G排水)”之后，我们可以追问：实验的结论是否具有广泛性呢？从而引导学生思考：如果浸入的液体不同，能否得出类似的结论？浸入的类型不同，能否得出类似的结论？被浸的物体不同，能否得出类似的结论？并鼓励学生用实验进行探究：换不同的液体重做实验，如把水换成酒精等，看能否得出类似的结论；改物体为部分浸入重做实验，看能否得出类似的结论；换不同材料或形状的物体重做实验，看能否得出类似的结论.通过教师的多角度提问，引导学生反思实验结论，并从各个不同角度进行反复研究、求证，不仅可促进学生对阿基米德原理的理解，更能培养学生严谨的科学态度和一丝不苟的工作作风.
当然，在初中科学探究活动中实施差异教学，首先应做好科学的前置工作，比如：编制初中生科学探究能力评价量表，对学生科学探究能力进行差异评估，实施动态分层等.限于篇幅，这里不再赘述.