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在課外活動中培養學生的科學探究能力
摘 要： 本研究的目的是培養和發展學生的科學探究能力，掌握科學的思維方法。本課題以生物課外活動——“德化縣浐溪水資源調查”為內容，采用探究的教學模式開展活動，結果表明學生的科學探究能力得到了一定的提高。
關鍵詞： 探究教學 生物課外活動 科學探究能力
在現代科學技術的發展潮流面前，理科教學正在發生革命性的變化。縱觀二十世紀八十年代以來生物教學的改革，盡管提法不同，名稱各異，但其指導思想可以說就是“探究教學”。探究教學是指在教師的引導下，學生主動參與到發現問題、尋找答案的過程中，以培養學生解決問題能力為目的的教學活動。通過探究教學過程，教師應教會學生如何學習，如何獲得知識和信息，掌握科學的探究方法。而科學探究是尋求問題解釋，解決過程，其價值在于創新，通過豐富和發展理論對未知世界進行解釋或預測。生物課外活動注重科學性、實踐性和趣味性，是培養學生智力、能力的一種重要途徑。學生通過課外活動可以對所觀察到的現象進行探究，用已知的和發展的科學原理尋求解釋，使觀察具有意義，建立基礎的科學知識，培養初步的科學探究能力。本文以指導學生對本縣的“浐溪水質調查與綜合治理設想”課題探究為例，探索在生物課外活動中如何培養學生的科學探究能力。
1.根據課題目標，制訂探究計劃
1.1確定探究問題。
探究教學的主要目的是使學生通過經歷探究知識或問題的過程掌握科學的思維方法，培養解決問題的能力。在課外活動過程中，教師根據活動目標，尋找與活動內容密切相關的、可以激發學生興趣的課題，創設情境，明確告訴學生要調查研究的領域。浐溪是本縣的母親河，學生非常熟悉。通過鄉土地理的學習，學生都清楚浐溪的今昔變化，教師通過講述它目前的狀況：“水質受到污染，影響周邊生物的生存，影響溪邊公園的景致，政府對治理浐溪的決心。”學生立即表現出濃厚的興趣，并紛紛表示要為治理浐溪貢獻自己的力量，這樣學生的積極性就被很好地調動了起來。
1.2制訂探究計劃。
教師引導學生就探究的內容進行討論，讓學生發現并提出問題。問題是多種多樣的，教師應引導學生集中于一或兩個問題進行重點研究，并指導學生自己制定實施目標和內容，發揮學生在課題探究中的主體作用。圍繞治理浐溪這一課題，學生在分組討論提出許多建議：“大家行動起來義務到浐溪撿垃圾。”“對水質進行測定，制訂治理方案，恢復浐溪生態環境。”“英國人治理泰晤士河取得很大成功，我們可以學習他們先進的經驗。”這樣通過學生討論和教師總結，三項探究內容（探究不同水質對植物根生長影響，探究溪邊公園生態環境的保護，探究對浐溪污染的綜合治理）就產生了。教師再根據學生的實際能力狀況，將學生分成三組，確定探究內容。最后各組學生分別制訂各自的實施計劃。
2.選擇科學探究方法，培養勇于探索的精神
2.1選擇科學探究方法。
選擇科學的探究方法，是課題探究取得成功的基礎，科學探究不是讓學生“讀”“記”科學，而是動手“做”科學。大量安排實驗活動是為了誘導學生探究問題。如第一組學生進行水質測定時，教師告知學生分別采集同一河段漲潮時和退潮時的水樣，以保證水樣的代表性。探究內容可以是簡單的理化測定，也可以是對不同生物生長的探究實驗。學生在教師的指導下，各自準備實驗材料開展實驗，告訴學生實驗材料的選擇一定要有代表性和一定的數量，實驗結論才有普遍性。在實驗過程中，教師指導學生排除外界環境對調查對象的干擾，教給學生正確的觀察和測量方法，實驗后指導學生設計記錄表格，進行觀察和記錄。學生通過觀察獲得大量信息，在觀察中產生問題，用不同方式做記錄，以便保存與交流，在測量比較中學會一整套實驗操作的方法和技能，通過思考得出結論，并計劃下一步行動，在解答問題中增長知識和才干。通過以上探究常規方法的指導，學生初步掌握了科學探究的方法，也為今后的學習和工作打下了基礎。
2.2不怕挫折，勇于探索。
鼓勵學生進行探究性實驗，一項實驗往往要經過多次失敗，不斷總結經驗和教訓后方能取得成功，如第一組學生在做不同水質條件對植物根生長的影響時，發現原來的實驗材料——蠶豆和小麥根的生長較易受非調查因素的影響，實驗現象不夠明顯。于是他們調整選擇了其他種類的材料進行了反復實驗，最后通過對比和篩選，發現鱗莖類植物生根現象顯著，這樣通過課題的探究，培養了學生不怕挫折、勇于探索的精神。
3.督促學生按計劃進行，及時研究挫折和新發現
3.1按計劃探究。
在研究內容和方法確定后，教師應督促學生按計劃進行課題探究。如實驗的學生分工，定期檢查學生的調查結果，及時解決學生在探究過程中發現的問題，召開課題探究交流會等。在教師的引導下，學生的主觀能動性被調動起來，興奮點被觸發，好奇心得到鼓勵。他們不僅獨立地操作、思考，而且集體分析討論。他們不僅按計劃實施研究調查，而且走訪了環保局、污水處理廠等單位，向有關專家請教，有的還去圖書館查閱了許多有關的專業書籍。
3.2不斷修改實施內容。
對于課題探究中出現的困難和新發現，教師應及時引導學生不斷修改探究計劃和實施內容，如針對第三組學生的調查結果“目前河岸邊各種污染源密布，市民的環保意識還普遍不高”，及時修正了實施內容，經過詳細調查，提出了對浐溪進行綜合治理的設想。“指出浐溪不僅是建立污水處理廠的問題，更重要的是需要加強各職能部門，各位市民的環保意識”。學生還設計了一些在目前條件下切實可行的方案，其中“將計算機應用到污水處理程序”受到有關專家的好評。
4.引導學生對課題的實施過程進行自我評價
4.1得出結論。
引導學生對調查結果進行整理、歸納，通過對浐溪水質的測定和動、植物生長實驗，教師引導學生運用簡單的生物統計方法，統計調查記錄，分析整理數據，綜合歸納概括出有關規律性的結論。
4.2指導寫論文。
指導學生進行論文撰寫，論文成形后對文章中的錯誤數據、觀點、語句等，及時給予指正，保證論文的科學性，體現探究的目標、方法、步驟和結論。
4.3評價研究結果。
組織學生進行論文答辯和交流，要求學生對課題研究的各方面有深刻的了解，要有較強的口頭表達能力和臨場應變能力，為了在論文答辯中取得好成績，學生準備了大量圖表模型，設想了許多可能遇到的提問。最后教師對研究成果進行評價總結。
通過課外活動鍛煉，學生認識到：第一，科學知識不只是觀察到的事物的簡單報告，科學知識還是由原始材料緩慢地、試驗性地積累而成的知識體系。第二，收集到的原始資料產生于有計劃的觀察和實驗。第三，實驗和觀察的計劃是根據問題而制訂的，問題又產生于我們對先前的知識的總結所得來的概念。第四，總結性概念要受到問題解決的效果的檢驗，并通過檢驗不斷地得到修正和更新。
總之，探究教學的目的是培養學生探究未知世界的積極態度，認識到學習不再是為取得好分數而受到父母或老師的表揚，應來源于對學習本身的興趣。探究過程有獨立的操作、思考，也有集體的分析討論，這樣既給予學生獨立思考、自我鉆研、自我決策、自我負責的機會，又在討論中形成對旁人觀點的容忍態度，樹立尊重科學事實的態度，以及依事實批判地思考的態度。這種既尊重個性發展，又重視集體合作的探究活動對學生的身心健康及日后工作都有極其重要的意義。
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