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例談在沒有實驗的科學課中徜徉科學探究的情境創(chuàng)設(shè)
例談在沒有實驗的科學課中徜徉科學探究的情境創(chuàng)設(shè)
蔣 瑛
�。ㄕ憬〗B興市柯橋區(qū)安昌鎮(zhèn)中學）
摘 要：在沒有實驗的科學課堂中，如何創(chuàng)設(shè)合理情境，讓學生通過討論、交流在思維上去實現(xiàn)科學探究，營造科學課堂探究情境，從而激發(fā)學生學習科學的熱情，并逐步使學生在日常生活和觀察自然現(xiàn)象養(yǎng)成探究的習慣，進而發(fā)展學生終身學習的能力。
關(guān)鍵詞：實驗；科學課；思想探究
由于受時空跨度、實驗條件等因素的制約，許多科學知識無法通過課堂實驗探究來獲得。而科學知識的產(chǎn)生和發(fā)展，就是探究的歷程，脫離探究的科學教學是枯燥乏味的教學。讓學生徜徉在探究中，是激勵學生學習科學的甜蜜“糖衣”。奧地利著名科學家、哲學家恩斯特·馬赫認為：“除有形實驗外，還有在較高理智水平上使用的其他實驗，即思想實驗�！彼枷雽嶒瀸嶋H上是沒有傳統(tǒng)狹義上的實驗載體的“實驗”，在科學教學中是一種無實驗載體的思想探究。以自己多年的科學教學實踐為例，談?wù)勗跊]有實驗的科學課中創(chuàng)設(shè)科學探究的情境，激發(fā)學生參與課堂探究。
一、創(chuàng)設(shè)有指向性的問題情境，讓學生主動去猜想
在沒有實驗的科學課堂中，通過教師創(chuàng)設(shè)富有想象且具有明確指向性的問題情境，讓學生去大膽猜想、討論與交流，會產(chǎn)生意想不到的教學資源，更能激發(fā)學生探究的熱情。
例如，在七年級上冊第一章第六節(jié)物種多樣性的第一課時教學中，教師先展示原始生命形成之初的地球的圖片，并進行交流與討論：
師：在原始生命剛形成之初不久，衣藻這種單細胞植物就開始生活在這原始海洋之中，請根據(jù)學過的知識，猜想衣藻細胞應該有哪些結(jié)構(gòu)？
生：有細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核。
師：還有呢？
生：還有細胞壁、液泡、葉綠體。
師：為什么？
生：因為衣藻是植物，要進行光合作用制造營養(yǎng)物質(zhì)。
師：不錯！當時天是灰蒙蒙的，有些地方連續(xù)幾天沒有陽光，根據(jù)這樣的環(huán)境，衣藻除了上述植物細胞結(jié)構(gòu)外，還應該有哪些特別結(jié)構(gòu)？
生：有眼睛！
師：真聰明，有能感光的眼點。
生：具有能運動的足。
師：不錯，有能游動的鞭毛。
師：在大家的共同努力下，我們知道了衣藻的結(jié)構(gòu)，根據(jù)這些信息，你能把你想象中的衣藻畫出來嗎？看哪位學生的衣藻結(jié)構(gòu)更準確。
在教師富有想象且具有明確指向性的問題情境引導下，充分發(fā)揮了學生的想象，積極主動表達自己的觀點，雖然許多天馬行空的想法引起了哄笑，但在教師的激勵下，一次次調(diào)動了學生的想象積極性，并逐步認識了衣藻的結(jié)構(gòu)，同時把自己認為的衣藻結(jié)構(gòu)畫在紙上，展示與其他同學交流。最后，在充分發(fā)揮學生的主觀能動性后，教師出示衣藻的模型，并結(jié)合圖片進行總結(jié)歸納，使他們在這樣一種思維的實踐過程中獲得了成功的體驗，極大地提高了課堂的有效性。
二、創(chuàng)設(shè)已知研究成果情境，逼學生自主去體驗
隨著科學技術(shù)迅猛發(fā)展，許多科學知識或原理在學習之前學生已通過電視或網(wǎng)絡(luò)有所了解，這些都是科學教學中很好的教學資源。教師在課堂教學中，通過創(chuàng)設(shè)這些已知探究成果的情境，讓學生主動去體驗科學家或前人艱辛、曲折的探究歷程，從而讓課堂洋溢探究的熱情。
例如，在七年級上冊第三章第一節(jié)地球的形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的教學時，不要先提出古人對地球的認識，而是直接開展如下師生討論與交流：
師：你知道地球是什么形狀嗎？
生：圓形。
生：不對，是球形。
師：你是怎么知道地球是呈球形的？
生：電視中看到的。
師：好。同學們都在電視或網(wǎng)絡(luò)中看到過地球的衛(wèi)星照片，都知道了地球的形狀是個球體。而古代的人們在沒有衛(wèi)星照片的情況下，一開始他們不知道地球是個球體，而是從通過逐步探究才認識到地球是個球體，他們是如何知道的？如果你們生活在古代，你們能找到哪些證據(jù)，證明地球是個球體呢？
對于這個富有挑戰(zhàn)且已知結(jié)果的問題，喚醒了學生生活中許多的感性認識，同時也激發(fā)了對前人探究歷程揭秘的熱情，紛紛討論起來。通過這樣的討論和交流，不時迸發(fā)出思維的火花，而且還增進了相互間的經(jīng)驗與認識，“月食”“登高望遠”“天涯海角”“遠處的帆船”等現(xiàn)象都從學生討論中自然而然提出，并像科學家紛紛討論起如何從這些現(xiàn)象中來證明地球是個球體的依據(jù)，參與課堂的熱情完全被激發(fā)，通過這樣的討論與交流，不但豐富了對地球的認識，更體驗到前人認識自然的艱辛。
三、創(chuàng)設(shè)階段性發(fā)現(xiàn)的情境，激發(fā)學生主動去思考
課程標準指出：“科學知識的形成是一個不斷修正、不斷深入，以逐步逼近客觀存在的過程。科學探究是創(chuàng)造性思維活動、實驗活動和邏輯推理交互作用的過程，往往需要經(jīng)過多次循環(huán)，不斷有新的發(fā)現(xiàn)和問題，在解決這些問題的過程中推動科學的發(fā)展。”科學教材中有許多這樣的發(fā)現(xiàn)，但無法在課堂中用實驗去證實，教師在課堂中可創(chuàng)設(shè)這些情境，誘發(fā)學生像科學家一樣去思考，從而主動去建構(gòu)知識。
例如，在八年級下冊第二章第三節(jié)原子結(jié)構(gòu)的模型的教學時，可通過教師逐步拋出科學發(fā)現(xiàn)過程中的一些情境，讓學生主動去建構(gòu)原子的結(jié)構(gòu)模型。
師：自從道爾頓提出原子論學說，人們一直認為原子是不可分割的實心球體，而在1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)有帶負電的電子，而原子是不帶電，基于這一發(fā)現(xiàn)，你認為當時湯姆生會建立什么樣原子模型呢？請你們根據(jù)自己的設(shè)想，把湯姆生的模型畫在紙上。
根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，學生紛紛聯(lián)系自己的生活經(jīng)驗，有的把原子設(shè)想成桃子狀，有些想象成蘋果狀，也有的則畫成西瓜狀等，趁機教師把湯姆生的模型與他們建立的模型進行比較，并繼續(xù)提出1911年物理學家盧瑟福用帶正電的α粒子轟擊金箔時的“新發(fā)現(xiàn)”，讓學生在此發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上再去思索原子的模型：
生：大多數(shù)粒子能不改方向地通過，說明原子是空心的。
生：有些粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)部也有帶電荷的微粒，因為同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
生：也有些回來了，說明兩點：（1）碰到了質(zhì)量比α粒子質(zhì)量更多的粒子；（2）這個質(zhì)量比α粒子大的粒子體積很小。
教師趁機要求學生根據(jù)討論與交流畫出他們心目中的原子模型，這樣思想探究活動既調(diào)動了學生參與的積極性，也充分發(fā)揮了學生的想象力，同時也讓學生認為這種模型是他們自己發(fā)現(xiàn)的、建構(gòu)的，并非是教師教的。這對學生科學后續(xù)學習很有幫助。
四、增設(shè)設(shè)計性實驗的情境，使學生主動去探究
科學知識是全人類，特別是科學家探究活動的結(jié)果，它是人類智慧和勞動的結(jié)晶。在課堂中無法開展實驗探究的情況下，也可通過創(chuàng)設(shè)一定的實驗情境，讓學生主動去探究，如提供科學家的實驗數(shù)據(jù)讓學生去分析，再如提出探究情境，讓學生去設(shè)計實驗方案。
例，在植物光合作用的教學中，無法在課堂中用實驗探究光合作用的產(chǎn)物、原料和條件，可創(chuàng)設(shè)這些問題情境，讓學生在課堂中通過討論、交流，設(shè)計出探究方案，再運用交流與評價，完善實驗方案，再展示科學家的探究方案，使學生在課堂中感受到成功的樂趣。
無實驗課堂探究形式多樣，不拘一格，在培養(yǎng)學生多種能力上能發(fā)揮實驗探究所難以達到的獨特作用。初中科學教材不僅提供了大量的以實驗為載體的科學教學內(nèi)容，也配發(fā)了大量的無實驗載體的科學探究的教學內(nèi)容。這些教學內(nèi)容呈現(xiàn)形式多樣，有的作為教材必學內(nèi)容，有的作為閱讀材料；有的在活動、探究等欄目中為學生開展科學探究提供素材，有的以研究性學習課題形式供學生選擇。這就為我們科學教師提供了許多值得挖掘的教學資源，通過一定的合理情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)了學生在沒有實驗的科學課堂中去思索、去探究。
編輯 魯翠紅
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