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1、1怎样的科学探究才是真正有效的怎样的科学探究才是真正有效的对探究沙漠中蝎子行为和温度的关系的教学感悟案例背景：案例背景：1. 随着新一轮基础教育课程改革的逐步深入，课堂教学的组织形式也悄然发生变化，出现了能充分调动、发挥学生主体性的多样化的学习方式，其中，探究学习正为大多数人所认同。使学生经历基本科学探究过程，具有初步的探究能力，乐于参与和科学有关的活动，在实践中依靠自己的科学素养提高学习效率的意识，是科学课程的总目标。2. 探究沙漠中蝎子行为和温度的关系是浙教版科学七年级上册第二章观察生物第 7 节生物的适应性和多样性中的一个科学探究活动。本活动旨在让学生经历基本科学探究过程，探究沙漠中蝎子
2、的行为和温度的关系，了解蝎子的行为是为了适应沙漠中的环境。在探究过程中培养学生合作交流、自主学习、动手实践的能力。案例描述：案例描述：案例一案例一：教师出示一张沙漠中蝎子的图片，并提问：“沙漠中蝎子有什么独特的生活习性？”学生根据课前预习，解答：“蝎子白天藏在沙漠底下，晚上才出来活动。 ”教师追问：“沙漠中蝎子为什么会有这样的生活习性？这和什么因素有关系？”由此引导学生进行科学探究。教师首先明确了要探究的问题为什么沙漠中蝎子白天藏在数厘米的沙子下？然后，引导学生建立假设白天沙漠表面温度高，而沙子深处温度相对低一些。基于这种假设，教师引导学生动手实验：用白炽热灯代表太阳，用一杯沙子代表沙漠。先用
3、白炽热灯从上面照射装着沙子的杯子五分钟左右，然后用温度计测量沙子表面温度和深 2 厘米处温度并做好记录，然后进行比较，小组汇报实验结果。师生一起归纳，验证假设。案例二：案例二：问题的提出、假设的建立和片断一的教学处理基本一致，只是在设计实验方案和实验数据的得出有所不同。教师首先要求学生小组合作，依靠集体智慧设计实验方案。经过激烈讨论之后，一位学生站起来回答：“最直接方法，用2温度计去测量一下白天沙漠表面和深处的温度，然后进行比较。 ”教师遗憾地表示：“这是最直接的方法，但沙漠离我们太遥远了。 ”另一位学生补充道：“那我们可以模拟沙漠中的环境。用灯泡代表日照，用装着沙子的杯子代表沙漠。 ”马上另
4、一个小组学生根据课前预习质疑：“那书本上的实验设计为什么用两个烧杯呢？湿泥土又是模拟什么？”同学顿时热闹起来，一学生回答：“可能是模拟湿润地区的环境啊，比如象我们温州。用干沙子和湿泥土起着实验对照作用。我们组的实验方案是把两个分别装有干沙子和湿泥土烧杯放在同一个灯泡下照射相同的时间，然后用温度计分别测量照射前和照射后干沙子和湿泥土表面以及深处的温度。 ”另一小组同学马上补充：“为了更能证明假设，我们应该多测量几次，分别测量干沙子和湿泥土不同深度的地方，然后将数据进行比较分析。 ”由于该实验需要花费较长时间，教师没有在课堂上进行实验操作，而是呈现了一组课前所得的实验数据，要求学生从这组数据中得出
5、结论。由于学生读表能力相对比较薄弱，教师以小组合作方展开充分的讨论。一片激烈的讨论后，学生得出结论“光照之前沙子表面和内部温度是相差十分微小的，光照五分钟后，沙子表面温度比内部温度高，深度越深，温度越低。所以我们的结论是沙漠中的蝎子白天藏在数厘米沙子里，是为了躲避高温。 ”教师进一步引导：“那对于干沙子和湿泥土光照后，有什么不同的结果呢？”学生回答：“光照后湿泥土表面温度比干沙子表面温度低，温度变化不如干沙子显著。这就是湿润地区（如温州）的蝎子不会有沙漠中蝎子的独特生活习性的原因。 ”由此，学生学得出另一个结论：不同的环境同种生物行为也是不一样的。分析和反思：分析和反思：两个案例中，教师都引导
6、学生对沙漠中蝎子的行为和温度的关系进行了科学探究。但是，由于该实验需要占用比较多的教学时间，而且现场实验的效果不显著，有时候会因为光照不足，导致实验数据相差无几。因此，两位教师对此均进行了适当调整。其中最大的不同就是案例一简化了课本实验，没有干沙子（干燥环境）和湿泥土（湿润环境）的对比。就结论来将，绝大部分的小组都得出相同的结论。为了体现全体学生参与，教师花费了大量的精力准备实验仪器和实验工具，再花大量的时间组织学生探究。对于这个浅显易懂的结论，3初一学生基于自己生活经验就能得出，再加上教师没有引导学生进行实验方案的设计，实验过程中等待的时间又很长，因此，绝大数学生在实验过程中漫不经心，无所事
7、事，或随意闲聊。案例二则完全省略了实验操作，把重点放在引导学生设计实验方案和对教师给出的数据分析上，通过小组合作讨论方式得出多个结论。虽然教师没有让学生做实验，所有的数据都是教师直接给出。但是通过干沙子和湿泥土横向和纵向的对比，不仅可以得出沙漠中蝎子行为和温度的关系，还得出不同的环境对同种生物不同的影响。从中了解生物实验一个重要的思想对比法，在数据分析过程中体会变量控制法。对于今后学生能实验方案的设计和读表分析数据的能力都有所培养。尤其值得一提的是，学生参与的热情、广度和讨论、探究的深度都明显好于案例一，只有学生真正参与、积极思考的科学探究才是真正有效的探究学习。由此，我不禁要追问：怎样的科学
8、探究才能真正激发学生的探究欲望，才能真正引导学生积极参与、积极思考、激烈讨论，才能真正有效？在科学课堂中，有的教师总是认为实验是最好的科学探究，充分体现了科学学科实践性、参与性的特点。但我始终很怀疑那种表面热热闹闹的实验操作是否真正激发了学生的探究欲望、培养了学生的实践能力。根据探究学习的相关理论分析，在课堂教学中进行科学探究必须具备四个条件：要有探究的欲望；探究要有问题空间。不是任何问题都需要探究的，对于初中生来说 1+1=2 这样的问题是无需探究的；要有适当的学习时间，尤其要确保小组讨论、探究的充分展开，不能急急收场走形式，但也不能过于充裕；要有多维互动的交流空间。就上述案例而言，基于教学
9、实际（缺乏实验器材、学生学习基础差）把重点放在引导学生设计实验方案和对教师给出的数据分析上而放弃了实验操作，无疑是智慧的。新课程强调：参与是课程实施的核心。上述两个案例都体现这种意识，积极鼓励、引导学生参与。但我们还是要区别分析：案例一中的实验操作，学生的参与从表面上看是积极的、活跃的，但却是低效的，没有激发学生积极的思考；而案例二中小组合作设计实验方案和小组合作分析实验数据，虽然没有实验操作有趣，却都真正思考了，参与了。真正的参与应该是积极参与与有效参与的和谐统一。如何才能激发学生真正参与呢？从案例二来看：问题设计基4于学生实际的生活体验和知识水平，问题的难易程度恰当，正处在维果茨基所说的“最近发展区” ；参与的时间既保证了探究的充分展开，又不显得拖沓；小组合作形成一个平等民主、多维互动的交流氛围，相互帮助，相互质疑，良好的同伴关系激发了学生的参与热情。一言以蔽之，科学探究要真正有效要基于教学实际，合理安排，要引导学生有效参与，不能拘泥于教材设计，不能忽视学生参与走过场。真正有效的科学探究应该是有效参与、多维互动、真正解决问题的学习过程。
