提高科学探究教学有效性的情境创设策略
林 瑜（浙江省台州市椒江二中 318000）
【摘要】：课堂是培养学生探究精神的主阵地。如何提高科学探究教学的有效性，创设好教学情境是关键，本文从问题情境、思文情境、分层教学情境、和谐情境等四方面，论述了提高科学探究教学有效性的情境创设策略。实践表明：创设问题情境，帮助学生形成强烈的问题意识； 创设思文情境，构建富有成效的认知结构； 创设分层教学情境，进行有针对性的教育； 创设和谐情境，形成民主、融洽的课堂氛围。
【关键词】：科学探究教学 教学情境 创设策略
《科学课程标准》中明确指出“科学的核心是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，科学课程应当体现这两者的结合，突出科学探究的学习方式。”、“增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力”。新课程标准十分强调科学探究在学习中的作用，并将科学探究作为科学教与学的重要方式。课堂教学是学生进行科学探究的主阵地。如何在课堂上创设良好的学习情境，激励学生参与科学探究，全面提高每一个学生的科学素养，这是实现科学有效探究的重要环节。创设教学情境的途径主要有：创设问题情境，创设思文情境，创设分层教学情境，创设和谐情境。
一、创设问题情境，帮助学生形成强烈的问题意识
著名教育家陶行知先生曾经说过：“发明千千万，起点是一问”。纵观科学发展史，几乎每一次质的飞跃都从问题开始。问题是思文的动因，是探究的起点，只有发现和提出问题，才会积极认真地思考，努力寻求解决问题的途径和方法。因此，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。同时，科学探究的过程是围绕着所探究的问题展开的，问题也是各个探究环节的核心。
(一)从生活现象中引发问题
生活中无处不存在科学知识，只要学生平时留心身边的事物，课堂上教师启发得当，用这种方式既可引导学生主动提出问题，又可养成仔细观察的习惯。如：气体流速和气压关系教学中，教师可介绍两则事例：一则是发生在1912年秋天的一件重大海难事故，当时世界上最大的远洋轮之一"奥林匹克"号与平行行驶的铁甲巡洋舰“豪克”号相撞；另一则是在铁轨旁玩耍的两个小孩，被一辆高速经过的列车吸了过去。引导学生思考：(1) 你认为出现两起惨祸的原因可能是什么？(2)由此你想到了什么问题？引出对“流体压强与流速关系”的讨论。
(二)在实验观察中发现问题
科学是一门实验性学科，许多问题的提出、验证都需要以实验为依据，充分利用这一学科特点，从观察实验现象引发问题不失为科学探究中的一种好方法。如在“探究凸透镜成像规律”一课中，教师让每个学生手持一个凸透镜，取一张白纸，将凸透镜在白纸和窗户之间移动，让学生观察实验现象，在纸上能看到窗外倒立缩小的像。再让学生用凸透镜直接观察书上的字，又可看见另一个现象。为什么同一个凸透镜有时成缩小的像，有时又成放大的像？一个疑团在学生心中形成，由此引出思考的问题：凸透镜成像的大小与物体所放的位置有什么关系？
(三)在查阅资料中提出问题
查阅资料是常用的研究和学习方法。让学生通过查找有关资料，阅读自己感兴趣的内容，通过积极思考，也有利于问题的提出。例如：在学习《大气压对人体的影响》教学内容后，展示阅读材料“宇航员为什么要穿上宇航服”，通过前一阶段的训练，大多数学生自然就想到问题：设计宇航服上要考虑哪些因素？
科学教材中可质疑和设问的内容很多，教师在教学中经常巧妙地将这些内容转化为新的问题学习情景，引导学生对学习材料质疑问难，帮助学生形成强烈的问题意识，频频撞击学生的创新思文意识阀，不断激发学生探究学习的兴趣，从而逐渐养成自主质疑的思文品质，有利于实现学习方式的转变。
二、创设思文情境，构建富有成效的认知结构
建构主义认为：学生学习知识的过程，是学生利用先前个人的经验，主动探究，重新组合的过程。任何完备的知识，不经过他们自身的内化是难以被掌握的。学习是认知结构的组织和再组织，学生有效学习的最终结果必然是在自己的头脑里构建富有成效的认知结构，这个结构具有稳定性、清晰性和可利用性。探究式教学所关注的是学生参与学习活动的质量 (深层次参与)而不是追求例习题的数量，创设思文情境就是为了引导学生深度参与、构建良好的认知结构。
2007年4月本人受学校指派，前往上海建平中学见习，期间听了廖宝民老师的《杠杆》第一课时。这节课要求学生理解杠杆及杠杆的五要素，其中力臂概念的引出是教学的一个难点。廖老师利用三个探究活动层层递进，化解难点。探究一：这么做杠杆能静止吗？他准备了一支标尺作为甲杠杆（如右图），在距离支点30厘米处挂了四个钩码，毕业论文http://www.youerw.com/ 问学生在另一端的什么位置挂几个钩码，才能使杠杆静止？反应快的学生说距支点对称的地方挂四个钩码，有的学生想了想认为距离支点40厘米处挂三个也能静止。廖老师一一加以验证，学生的猜测都是对的，得出杠杆的静止与力的三要素有关。探究二：他该如何陪孩子玩跷跷板？此探究用多媒体动画演示，生动逼真，学生根据生活经验判断大人应坐在离孩子近一点的地方。师生一起得出杠杆的静止与支点到力的作用点的距离有关。（实际上这是廖老师的一着妙棋，他有意把学生引入误区，引起学生对下面知识点的有意注意）。进一步研究：支点到力的作用点的距离是否真的影响杠杆的静止？他拿出一端水平，一端向下倾斜的乙杠杆，水平固定住，在与原来同距离的两个地方分别挂上四个和三个钩码，学生惊奇地发现杠杆不在水平位置静止了，廖老师不失时机地问：与甲杠杆对比，乙杠杆的支点变了吗？（没有）；作用力的大小变了吗？（没有）；支点到作用点的距离变了吗？（没有）。怎样调节使乙杠杆又恢复水平状态？（这一连串的问题引发了学生更强烈的探究热情）。有些学生迫不及待地要冲到讲台上，廖老师示意其中一位来完成这个实验，这个学生在原来位置附近来回移动了一下，杠杆又恢复水平了。此时，廖老师把甲、乙两支杠杆移动到同一个支点上，让学生观察、比较。这时，学生都看到了一个现象：支点到力的作用点的距离不相等，而支点到力的作用线的垂直距离相等。真正影响杠杆静止的是支点到力的作用线的垂直距离而不是支点到力的作用点的距离。此时引出力臂的概念已是水到渠成的事情。廖老师的教学，使听课老师无不赞叹，听这样的课是一种艺术享受。
教师要重视教材处理，科学教材中适于探究的内容很多，除了显性材料，教材中已安排的探究内容外，应充分挖掘隐性的探究材料（教材中没有安排的），例如一些规律性的教学内容，如：平面镜成像特点、欧姆定律、电阻大小与什么因素有关等等。还有一些概念性的、抽象的内容，如力臂的概念、力的概念，书上一句话带过，但学生理解起来有困难的也适合科学探究活动。教师善于用联系、运动的观点去研究各知识点之间的转化，寻找合理的探究材料，以期展示给学生一个动态的知识“生长”过程，促进学生良好认知结构的形成和发展。
三、创设分层教学情境，进行有针对性的教育
探究式教学一般可分为三个层次：⑴基础层次。给出问题比较简单,对探究的主要步骤和思路给予比较明显的提示。例如教材中已安排的一些显性探究内容，如：“是什么将蝴蝶吸引到花上去的？”，“影响物质溶解快慢的因素有哪些？”⑵中等层次。给出的问题具有一定的综合性和新颖性，探究步骤和思路给予简要的启示，给学生指明探究的方向。例如探究“怎样比较物体运动的快慢”，先让学生思考可用哪几种方法比较两辆小车运动的快慢？在此基础上，让学生进一步思考：为了定量地反映物体运动的快慢，在实验中应当测量哪些数据？用什么测量工具？最后师生一起得出“速度”的概念。⑶较高层次。创设情境让学生自己发现问题并对提出的问题进行可行性的实验方案设计。大气压强这一节教学的难点，就是大气压的存在学生理解有困难。以往总是由教师讲解，学生被动接受，难以掌握。原因是这个知识点的获得没有经过学生自身的理解与体验，完全是一种被动的接受。如何让学生通过探究，主动地体验知识发生的过程，从而有效建构这一概念呢？教学中从学生最熟悉的现象入手：先向一根两端开口的玻璃管内注水，水从上面注入，从下面流出。接着请两位学生上台，一位用大拇指堵住两口玻璃管的下端，一位从上面注水，结果水注不进去。水为什么注不进去？注不进去怎么办？有同学建议先吸一下玻璃管，老师和同学采纳他的建议并让他上台实验，结果水真的注进去。水注进去后，老师用大拇指堵住玻璃管的上端，示意按住玻璃管下端的同学放手，结果水未流，此时同学个个张大眼睛，满脸的惊疑，向各个方向不断的倾斜玻璃管，水还是没有流出来。这时教室里学生热情高涨，讨论激烈，思文活跃，最后由学生讨论得出：空气中存在大气压，大气向各个方向对处于其中的物体产生压强。1898