别让落点“缺席”

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摘 要：初中科学教学注重通过科学探究活动来提高学生的科学素养，而有效的科学探究活动必须关注其落点。科学课堂探究活动的落点，应当符合学生的认知特点，体现科学探究的基本思想和特征，适合学生的能力发展水平。

关键词：科学；探究；对策

科学教学的一个鲜明学科特色就是注重培养学生的科学探究能力和对科学探究的理解，通过引领学生进行观察、实验、分析和讨论等探究活动来提高学生的科学素养。然而我们冷静思考，会发现当下的许多课堂探究活动依然是“新瓶装旧酒”，热热闹闹进行探究的背后，仍旧是知识的灌输传授。课堂学习是一种动态的过程，探究的落点也必须随之调整。探究活动要做到真正有效，最关键的途径必定是关注探究的落点。

一、科学课堂探究活动与落点

美国生物学家施瓦布首倡探究教学，强调以科学知识为基础，在探究过程中掌握科学知识，通过探究活动学科学方法，把科学知识、科学方法与探究过程相结合。《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》提出，“科学探究是科学的本质特征”，是“让学生通过观察与思考提出问题，通过动手、动脑、合作交流等途径解决问题”[1]。这些理念均指向教学中的探究活动应该注重让学生在学习知识的同时经历科学探究的过程。

落点一词，一般意义上指物体降落的位置。探究活动的落点，理解为探究活动的设计中应该关注的立足点，它是引导学生经历科学探究过程的桥梁。

科学课堂探究活动的落点，应当符合学生的认知特点，体现科学探究的基本思想和特征，适合学生的能力发展水平[2]。即落点于学生现实认知、情感体验、思维梯度等方面，有效的探究才能达成。

二、科学课堂探究活动中“缺席”的落点及应对策略

在一些探究活动中，教师看似基于学情展开活动，实则首要关注的问题仍然是“我该怎样顺利完成或完美呈现探究活动”，学生的探究活动实则是一种“被需求”的活动，不符合学生的实际，恰似飞鸟过天空，不留一点痕迹，自然无高效可言。

（一）“缺席”的落点――现实认知

案例1：《电磁感应》教学片段

活动一 初探电流

师：你能否借助桌上的实验器材，连成电路，利用磁场寻找到电流？（4分钟）

结果：学生没有找到电流。

分析：可能电流太小，无法用电流表显示。

活动二 再找电流

师：用灵敏电流计代替电流表（或小灯泡）连成电路，再寻找电流。（3分钟）

结果：学生还是没有找到电流。

分析：也许是电流实在太小了，小得连灵敏电流计也无法检测到。（学生沉默）

师：如果电流再大一点就好了，用什么办法可以让电流增大些呢？

生：磁场强一点。

师：这个想法不错，但根据我们现有的条件，磁场只能用蹄形磁铁来提供。蹄形磁铁磁性最强的区域在两极间，我们尽可能地用磁性最强的区域来研究。除了让磁场强一点之外，有没有其他方法了呢？我们知道通电螺线管磁性可以用什么方法来增强？

生：增加线圈匝数。

师：增加线圈匝数也就是增加了螺线管的长度，那么我们是不是也可以用增加导线长度的方法来增大电流呢？同学们观察一下，刚才在两极间的导线比较短，我们如何来增加两极间导线的长度呢？

生：绕成线圈。

（师演示，把直导线绕成线圈全部放入蹄形磁铁的两极间）

师：那我们的猜想到底可不可行？做一做实验就知道了。

活动三 再寻电流

用线圈代替铜导线连成电路，寻找电流。（3分钟）

结果：学生找到了电流。

【思考】现实认知“缺席”，探究脱离根基

在某些课堂探究活动中，活动设计没有落点于学生已有的知识经验、技能与认知水平，使探究活动陷入“空中楼阁”的状态，课堂僵化，失去其有效性。

【对策】把握认知的现实性

《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》中提出：“探究活动的设计应当符合学生的认知特点。”所以探究活动的设计，应植根于学生已有的知识经验、技能与认知水平，并且对探究过程中可能出现的需求与问题有预估意识。

现实认知，是科学探究活动的切入点。现实认知，简言之，即学生课前积累的科学知识、经验技能等。学生的现实认知往往与教师的预设认知有一定差异。在探究活动中，必须要正视这种差异的存在，并从学生的现实认知出发，找到学生根据自己的现实认知不能解决的问题，这才是符合探究需要的实际问题。教师若能据此搭建有效的“桥梁”，使符合学生实际的真实问题通过探究活动被解决，探究才是真实而有效的。

上述案例中，学生现实的认知包括电流及其产生的条件、电流的磁效应这些概念性的知识。关于磁场是否能产生电流，这是学生探究的需要，即本次探究活动的切入点。而在设计探究活动时，教师虽然考虑到这个探究需要，却未基于八年级学生的年龄特点和认知水平，“磁场”“电流”这些科学概念，于学生而言，极其抽象。尽管教师不断引导学生优化实验探究方案，细化探究过程，但始终没有着眼于学生的现实认知。如此开放性的探究设计，加上两次失败的寻找，极有可能造成学生心理的挫败感，以至于探究仍在进行中，学生的积极性却不断下降，课堂一度陷入僵化沉闷中。而且在第二次寻找电流的过程中，教师提出的理由似乎还有些牵强。这样的活动，它满足教师设计的需要，却不能满足学生探究的需要。尽管教师的构思精巧，预设完美，但是学生的认知是不可能达到教师的预设的。

学生的知识储备多是关于“是什么”，而“为什么”及“怎么样”的问题，则缺乏储备，未必有完整全面的认知。我们应在探究活动前对学生已有的知识储备进行分析，或从认识的不足之处引出探究，或在用具体情境检验已有认知中，达到“不愤不启，不悱不发”的状态。教师要明确在本次探究活动中，学生现实的认知水平，以及能够达到的水平。如上述案例中，前两次探究活动其初衷仅是为了优化探究方案，实则全无必要。考虑到八年级学生的现实认知水平以及本节课的教学重点“磁场能产生电流”，我们应该摒弃那些“多余”的探究环节，通过师生的探讨交流，对活动方案进行优化，然后展开探究。这样一来，既能够达到使学生亲历探究方法的形成，又能让学生在探究活动中检验认知，发展原有认知。正如美国学者布鲁巴克所言：“精湛的教学艺术，就是让学生自己认同活动观点。”[3]

（二）“缺席”的落点――情感体验

案例2：《大气压强》教学中探究大气压的值

师：我们知道大气压是很大的，那么到底有多大呢？

活动一：用吸管插在袋装饮料上，轻轻挤压袋子。（演示）

现象：饮料沿管子上升，压力越大，上升越高，甚至冲出吸管。

师：那么大气压作用在液面上，在液面上插上一根吸管，液体为什么没有上升？

分析讨论得出：因为吸管上方也有气压。

师：那么如何才能看到液体沿管子上升的现象呢？

学生讨论得出：管子上方密封，管内空气抽掉。

活动二：用抽气机抽某一底部开有一小孔的插在液面上的玻璃管。（演示）

现象：管内液面上升。抽掉的空气越多，管内液面越高。

师：如果我不断抽气，液面会不断升高。那么，你觉得液面什么时候不能再升高了呢？

生：管内空气抽完的时候。

师：为什么空气抽完的时候液面不再升高了呢？

生：管内液柱产生的压强与外界的大气压强相等。

小结得出测量大气压的思路：可以利用液体压强间接测量大气压。早在1643年意大利科学家托里拆利就用实验的方法测出了大气压强的数值，这就是著名的托里拆利实验。

活动三：托里拆利实验（演示）

分析：如何计算大气压的值呢？水银的密度可以通过查询密度表得到，水银柱的高度可以用刻度尺进行测量，然后根据P水银=ρ水银gh就可以计算出P水银，也就计算出了当地的大气压强的值。

【思考】情感体验缺席，探究缺失原味

促进学生主动探究的核心之一是激发学生的探究兴趣。《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》中提出：“适当地创设教学环境，使所有学生都有机会参与科学探究。”“注意从学生熟悉的和感兴趣的事物出发，联系生活实际，充分利用各种器具和材料开展活动。”这些理念都指向：在探究活动中要充分地关注学生的兴趣。所以在日常教学中，很多教师会有意识地设计学生熟悉的、感兴趣的、容易获得成功的探究活动，却忽视了体验的多元化特征，使得探究活动缺失原味。

【对策】抓住体验的情感性

新课程的核心理念是“以人为本”。新课程理念下的科学课堂探究活动，十分重视学生的体验，但体验的含义常常被单一地理解为兴趣驱使下的探究活动。上述案例中，探究活动的设计看似运用学生熟悉的、简单的生活事物铺垫探究，逻辑也较严密，能使学生比较容易地获得成功体验，激发学习兴趣。但细思之下，我们会发现这样的探究活动并没有充分落点于情感的体验，使探究活动缺失了原味。探究活动的原味内涵是丰富而深刻的，它可以包括成功、挫折、自信、感动、反思、钦佩等。课堂探究活动，旨在帮助学生掌握学习，做好认知建构。布鲁纳、皮亚杰等提出的认知建构理论认为认知过程需经历四个阶段：感知、理解、内化、应用。在知识内化阶段，学生的情感体验决定其是否能自觉自愿地完成认知建构。

托里拆利实验结论是这么轻易得出的吗？学生并没有对此有深入的体会，只是被老师用了一种看似探究的形式，“贴标签”式地给予。那么设计活动时，我们是否应该考虑引导学生思考：托里拆利当时做实验时是直接就考虑选用水银吗？1643年时，水银是这么容易得到的吗？他使管内实现真空状态的方法与常人的思维一致吗？在探究大气压值时，他的操作流程与我们预设的一致吗？通过对这些问题的思考，学生才能充分意识到托里拆利实验历程的艰辛，引起情感的共鸣，从而自觉自愿地完成认知建构。

《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》中提出：“无论何种形式，均须体现科学探究的基本思想和特征。在科学探究的教学和活动中，除了亲身参与收集证据、得出结论这种形式之外，还可以采取分析已有的科学探究案例，从中学习与领会前人的成功经验、失败教训和创新过程。”“形成科学态度、情感与价值观。”因此，教师要关注的不仅仅是达成预设目标，还应该仔细体察触动学生情感的因素，形成情感的“磁场”，实现探究活动“情感化”，这样的科学课堂探究性活动才能焕发出活力。

（三）“缺席”的落点――思维梯度

案例3：《机械运动》教学中运动快慢的比较

活动：比一比哪一组的玩具车跑得最快？

1.想一想

师：根据你的生活经验，想一想：比较玩具车快慢的方法有哪几种？

（生讨论得出常用的比较运动快慢的方法：相同时间比路程，相同路程比时间）

师：你还能说出生活中应用这两种方法比较快慢的例子吗？

生：跑步时、游泳时快慢的比较……

2.议一议

师：如果时间、路程都不相同，议一议：我们还能比较出玩具车的快慢吗？

生：可以，比速度。

师：对，在物理学中，采用“相同时间比较路程的长短”的方法。只要将路程与时间相除，算出各自在单位时间内通过的路程，就可以比较它们运动的快慢了。得出速度的定义、公式、单位。

3.测一测

利用秒表、刻度尺、玩具车进行分组实验。应用速度公式求出玩具车的速度。汇报结果。

【思考】思维梯度“缺席”，探究停止生长

在科学探究活动中，几乎都要求学生进行观察或猜想、实验或调查等，在了解和研究客观事实的基础上，发现规律、得出结论等。但科学探究的目的，不应是成果、规律、结论的呈现，而应是学生思维与运用能力的升级[4]。有些探究活动，过于注重探究结果，并未落点于思维能力的发展过程。

【对策】关注问题的梯度性

上述案例中，教师虽然设计了一个探究活动让学生参与其中，但实际目的仅仅是为了快速达成“理解速度的概念”这一教学目标。我们可以看出，学生仍然是处于一种“被接受”的状态，对为什么“单位时间里通过的路程可以比较运动的快慢”这一方法是不明就里的，从而导致对速度概念的理解是模糊的。究其原因是教师在设计活动问题时，忽视了学生的思维发展是一个循序渐进的过程，从“定性比较快慢”到“定量比较快慢”的转化过程对学生的思维提出了较高的要求。而片段中，学生明显缺少体验感悟，学到的也是“死知识”，运用知识解决问题的能力得不到提高，更别提思维能力的发展。再者，定量比较快慢的方法有两种：一是单位时间里通过的路程；二是通过单位路程需要的时间。而该片段中的设计从逻辑上来说也不够严密。

古希腊学者普罗塔戈说：“头脑不是一个要被填满的容器，而是一束需要被点燃的火把。”[5]在科学探究活动中，火把应该是思维的火把。科学探究活动应该通过问题的创设来点燃这思维的火把。建构主义认为应“基于问题解决来建构知识”，探究活动的有效深度很大程度上取决于问题。把握好探究活动中问题的梯度设计，才是真正关注了思维能力的发展梯度，才是真正有效的科学探究。

若据此理念改进上述教学片段，我们是否可以这样做：在学生得出“速度”一词时，教师不急于解释概念，传授知识。可以呈现通过实验测得的两组数据，引导学生结合已知的两种比较快慢的方法，通过对数据的分析转化，把路程和时间均不相同的两组数据转化为“路程相同比时间”或“时间相同比路程”，从而激活学生思维，去发现更简洁的比较快慢的两种方法。这个过程第一问是用实验提供数据进行猜想，第二问是用数据解释原理探讨方法，第三问是通过比较发现进行求证，这恰是一个科学探索过程的缩影。在探究活动中，问题的梯度性符合思维的梯度性，才能让学生沿着一条清晰的逻辑思维路线，不断地调整，积极地思考，主动寻求解决问题的方法，从中获得能力的发展，探究活动才能实现真正意义上的由学知识走向会探究。

学生学习科学的过程，实质应该是科学知识与经验再生长的过程，是科学应用能力增长与发展的过程。在科学课堂探究活动中，如果我们能让现实认知、情感体验、思维梯度这些落点不“缺席”，用具体行动来贴近学生的学情，让学生离运用知识解决问题近一点，离提高发展再近一点，教师不再急于讲完、练尽，相信我们的科学课堂定会达到教“科”有效，学“科”有效的灵动丰盈之境。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2011：6，53-54.

[2]韦钰.探究式科学教育教学指导[M].北京：教育科学出版社，2005：37.

[3]布鲁巴克.西方教育史经典名著译丛：教育问题史[M].单中慧，王强，译.济南：山东教育出版社，2012：305.

[4]石中英.知识转型与教育改革[M].北京：教育科学出版社，2003：126.

[5]珍妮特・沃斯.学习的革命[M].顾瑞荣，陈标，许静，译.上海：上海三联书店，1998：113.