构建科学主体探究教学模式实践与思考

构建科学主体探究教学模式实践与思考

【摘要】：科学课程标准提出的”自主”、”合作”、”探究”的学习方式，培养学生团结合作、严谨务实、好学向上的科学素养的全新理念，这是主体探究教学模式研究的理论基础，也是人们努力探讨并希望加以实际运用的一个课题。文章从探究式教学的特点、操作流程、应该遵循的原则和现实意义等方面对这种新的教学模式进行了分析与研究，力图使其在目前的实验与今后的普及应用中扬长避短，发挥优势，以促进科学教学的健康发展。

【关键词】：科学；主体探究；实践

一、主体探究教学的基本涵义

我们所说的主体探究教学是相对于传统的教学而言的。其含义是：在教学过程中建构具有教育性、创造性、实践性、操作性的学生主体活动为主要形式，以鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践为基本特征，以实现学生各方面能力综合发展为核心，促进学生整体素质的全面提高。

这里的”主体”是指在教学过程中要充分体现并强化学生的主体地位。教师要始终把学生的学放在教学的中心位置，学生要自觉主动地发挥自己的主体作用；这里的”探究”是指在教师的指导下，通过学生自主探索以及师生、生生之间的合作学习，让学生自觉、主动地提出问题、分析问题、解决问题，并通过自主地解决问题，发展思维能力，以促进整体素质的提高。

二、主体探究教学的特点

1. 以问题为切入点。让学生进入问题情境，造成认知矛盾和冲突，激发探究欲望，发挥自身的智慧和才能，主动探索和研究。

2. 以实践性为最根本特点。让学生自己动手实践，在实践中体验，学会学习和获得信息时代所需要的能力。实践性不仅指动手操作、社会调查、查阅资料等活动，而且主要指学生通过自己提出问题和研究问题，来体验知识的发生和发展过程，最后解决问题。

3. 以探究为基本的实施方式。探究教学不是先将结论答案直接告诉学生，而是让学生通过各式各样的探究活动亲自得出结论，使他们参与并体验知识的获得过程。

4. 开放性的学习环境。主体探究教学要求教学民主，多向合作交流，获取知识的方法、手段和方式灵活多样，使学生在无拘无束的环境下自主学习，使学生在丰富多彩的探究活动中感受科学的魅力，理解科学的本质。

三、初中科学中实施主体探究教学的研究意义

1. 转变教师的教学观念，落实学生的主体地位，真正实现教学重心由”教”向”学”的转移。

2. 引入探究式学习，能使学生改变原来的单纯接受式的学习方式，形成对知识主动探求，并注重对实际问题解决的科学素质，有助于培养学生的创新精神与实践能力。

3. 落实课改要求及合作学习。新的课程改革要求改变过去接受学习、机械训练的现状，倡导主动学习，乐于学习，勤于动手，培养学生搜集与处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题、解决问题的能力、交流与合作的能力。主体探究教学的基本涵义及特点决定了主体探究教学方式能更好地落实课改的要求与合作学习。

四、初中科学中实施主体探究教学的研究过程

（一）学习理论、转变观念，确立教学指导思想

在前期研究中我们组织教师学习有关课改精神，自主学习、自主发展的有关理论及经验材料等，认识到要提高学生的科学素养，教师必须变革教学思想、教学策略和教学方法，必须变革学生的学习方式。因此，确立下列教学指导思想：(1)让学生学得生动、主动。(2)让学生亲自体验、手脑并用。(3)让学生利用实验、上网、查资料等手段，获得新信息。(4)让学生参与教学、获得成功。

（二）构建初中科学中主体探究教学的操作模式

经过前期的主体探究教学实验，结合改进后的实验效果，我们总结出”初中科学中主体探究教学”的操作模式。具体流程图如下：

该教学模式有以下主要教学特点：

（1）围绕探究目标，创设情境

在分析教学目标的基础上，以有利于学生对所学知识的意义建构作为探究目标，围绕探究目标设计有利于学生建构意义的”情境”。”情境”是各种概念框架的有机组合，一般框架中的概念是为学习者建构对知识理解，进行某种”意义建构”所设计的问题情景。问题是概念呈现的基本方式，教师组织问题时，要考虑学生的学习动机，准备问题时必须注意问题难度以及学生已有的知识、能力水平，可以适当地组织具有挑战性、激励性的问题，通过增加问题的不一致性，激发并维持学生的探究动机。概念框架和组成概念的问题应按学生智力的”最邻近发展区”来建构，它们的呈现应促进学生掌握灵活的知识基础、发展高层次的思维技能和解决问题的能力，能不停顿地把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平，引导学生在概念框架中自主探究并完成”意义建构”。

在九年级科学《电热器》中，电流热效应，焦耳定律的内容、公式及应用，电热器的原理及构造为主要知识目标，教学内容应是以上三个概念框架的有机组合，焦耳定律是本节教学的重点和难点，因此《电热器》概念框架的设计是本节教学设计的关键。在该概念框架中主要设计以下问题情景促进学生的意义建构：①电流通过任何导体都会发热吗？②电流发热的多少跟什么因素有关？③电风扇是不是电热器？

（2）自主探究，自主意义建构

这是模式的核心部分。在学生进入一定的问题情景后，让学生独立自主的展开探究活动，发展”自主学习”的能力，完成有个性特点的”意义建构”。教师的主要任务是引导、帮助学生进行”意义建构”，有针对性地指导学生围绕目标进行观察、阅读、思考、尝试、练习等自主探究活动，使学生在探索研究中自主创新学习。

教师在指导探究时应注意以下特点：帮助学生排除在探究过程中的困难，在学生自主探究时，当好学生学习空间和心理空间的网络管理员，对学生的自主学习进行实时监控；教师组织感知活动时不能限制学生感知发现的自由，要让学生选择适合自已的思路去感知材料，在学生忙于探究时，教师应多看、多听、多感受而少说话，要及时鼓励那些”与众不同”、”标新立异”的行为；要鼓励学生自主提炼，自由准确地表达自己在学习中的经历和感受，提出问题，解决问题；要留给学生充分的时间独立、自由地思考，使学生在亲自体验和创新过程中自主探究。

在《电热器》概念框架的学习中，通过”提出问题-建立假设-设计实验-检验假设-得出结论”科学方法的学习，学生凭借原有知识以假设的形式进行大胆的探究，提出创新见解，在获得知识的同时培养了创新能力。在分析”电流产生的热量跟什么因素有关”这个问题，请各组讨论后提出的各自猜测和假设，并提出研究的方法。假设电流的发热跟电压、电流、电阻、时间、电热器的构造等因素有关，根据所学知识猜测可能的因素，并用实验探究你的猜测结果。在此探究的过程中，加深了对控制变量法理解，并为实验的可操作性提供了理论支持；在分析”电流产生的热量可能跟电流、电阻、通电时间等因素”有关基础上，进一步分小组进行实验设计，这样，学生既温习了控制变量法的知识，又进行了实验设计的创新，强化了学生的主体参与意识，充分张扬了学生的创新意识，培养了学生的科学素养。

（3）合作学习，优化意义建构

合作学习可以是小组合作学习，也可以是班级集体的合作学习，在合作学习的过程中，学生是”演员”，教师是”导演”。 在学生自主意义建构的基础上，教师的主要任务是引导讨论，促进会话，组织好师生间、生生间的多边共同研讨的协作学习，通过对学生获得知识过程的思维暴露、思维碰撞，对探究的结论进行归纳、总结和提高，将零碎的知识系统化，由部分向整体深化，最终达到使每个学习者的思维成果为整个学习集体所共享，让学生在获得知识的过程中，探索知

识和方法的形成过程，实现知识的有序内化和意义建构的优化。

在《电热器》概念框架的合作学习中，首先让学生展示各种实验设计，然后教师有选择地从学生自主意义建构的方案中组织以下典型实验设计进一步供学生讨论、交流，最后以最优秀的实验设计进行实验，通过实验成功地进行对焦耳定律的意义建构。

（4）在实践中培养发展性实验能力

教师要组织学生将探索归纳出的新知识、新方法用于实践，解决实际问题。此环节是举一反三、触类旁通的知识迁移、发展性试验能力提高的过程。它的关键是教师要设计好课外延伸实践活动，使之具有层次性、综合性、启发性、典型性和创造性。

在《电热器》概念框架的实践环节中，为强化学生对实验的科学素养意义建构，又设计了以”实验误差”为中心的概念框架：我们一节课就能把这个定律探究出来，而焦耳要用好多年才能研究出来，这是什么原因？学生就会从产生误差的原因和减少误差的方法入手分析。学生归纳出原因有：①可能试验过程有热量的损失，应在试管外面包隔热材料。②可能是电阻丝的电阻值不准确（电阻值随温度的升高而增大）。③试管中的煤油体积测量带来误差。④两支温度计读数不同时，温度计本身有误差。本实践环节不仅能培养学生的科学探究努力和实验技能，更能使学生真正体验到科学发现的曲折与乐趣，为学生将来的可持续发展奠定基础。

五、初中科学中实施主体探究教学的实验效果

（一）教师教学理念的转变

1. 重视思想道德教育，以教师的人格魅力来影响学生。

2. 重视创造力与能力发展培养。20世纪教育较多倾向继承、生存，对能力发展、创造能力培养不够，21世纪要加强创造、能力发展的培养。

3. 重视学生的学，以学生为主体，发挥学生的主动性。这实质上也是素质教育的要求。

4. 重视现代教育技术应用，现代教育技术的应用不只是作为一种现代教育手段，而且会给教学模式带来很大的变革。

5. 充分重视现代心理学、现代系统论等科学研究的新成果，使教学模式体现这些新成果。

（二）学生学习科学方法的转变

1. 基本上从刚开始的被动接受知识变为主动探究获取知识。

2. 学生自己发现提出问题越来越多，且答疑时常能一点就通。

3. 课堂上动手、动脑、参与讨论，积极举手发言的人越多越多，应该说是学生学习能力在逐步提高的一种表现。

例如：九年科学”金属活动性顺序”、”电热器”两节课，通过听课老师对教学过程的统计列表加以说明：（见表一）

在两堂课中，学生活动的面可以100％，其中有十位同学在课上得到充分的表达机会，学生的表达能紧扣问题，结论正确。绝大部分学生能顺利达到预定的教学目标。并经过讨论构建了课堂教学评价方案。

（三）学生学习成绩变化显著

在九年级经过一个学期的主体探究教学实验后，实验班与对照班学生成绩出现了显著差异（见表二）

经Z检验：实验前Z＝0.20 Z >Z0.05学习成绩有显著差异，说明在九年级科学教学中主体探究教学提高学生学习成绩优于传统教学。

六、结论

1. 探究式学习变革了学生的学习方式，但其着力点却是变革了教师的教学思想、教学策略和教学方法，重建了新型的师生关系。

主体探究教学是建立在对学生信任基础上的一个新的教学模式。在实施过程中，教师尊重学生的人格，实行教学民主，调动学生的自主意识、参与意识、独立意识，以发挥学生的主体性为前提，为学生提供自由探索和发展的机会，引导他们去揭示知识发生的过程，自己去发现问题，探究问题的结论，使学生拥有自主发展的主动权。

2. 主体探究教学的实施，有助于培养学生的科学素养。

主体探究教学的实施，使学生体验到知识获得的过程中能有效地培养自己的质疑批判能力、求异思维、发散思维和创新精神。在探究知识的实践中，能提炼和掌握自学和探究的方法。在探究问题结论的过程中，能使自己知难而进、勇于探索、实事求是、坚持真理、团结协作的科学态度和科学精神必然得到全面的弘扬。

七、几点体会

1. 主体探究教学模式在教学过程中，应根据教学内容、课题灵活运用，并

不是固定的模式。

2. 在整个科学教学过程中，要把”双基”的学习镶嵌在探究解决问题之中。教师要把传统的教学方式同主体探究教学方式做到有机结合。学生的学习方式并不是只要探究式不要接受式，两种学习方式在科学教学中都是必要的，二者是相互促进、相辅相成的。

参考文献

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[2] 邵瑞珍主编. 《学与教的心理学》, 上海：华东师范大学出版社.

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[4] 唐子畏. 《行为科学概论》, 长沙：湖南大学出版社.

[5] 瞿葆奎主编. 《教育评价》, 北京：人民教育出版社.

[6] 卢家楣. 《情感教学心理学》, 上海：上海教育出版社.

[7] 宋伏秋, 刘国英, 李金柱. 《普通教育评价实用方案研究》, 北京：教育科学出版社.

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