科學探究教學模式?摘要：本文詳細闡述了科學探究教學模式，包括其定義、重要性、基本要素、實施步驟以及在不同學科中的應用案例等內容。通過對科學探究教學模式的深入探討，旨在為教師提供一種有效的教學方法，培養(yǎng)學生的科學思維、探究能力和創(chuàng)新精神，提高學生的科學素養(yǎng)，使其更好地適應現(xiàn)代社會對人才的需求。

一、引言科學探究是人類認識世界、探索自然規(guī)律的重要方式。在教育領域，科學探究教學模式對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有至關重要的作用。它強調學生通過自主探究、合作交流等方式獲取知識、解決問題，改變了傳統(tǒng)教學中以教師講授為主的單一模式，激發(fā)了學生的學習興趣和主動性，使學生在實踐中逐步掌握科學研究的方法和技能，形成科學的思維方式和價值觀。

二、科學探究教學模式的定義科學探究教學模式是指在教學過程中，教師引導學生像科學家進行科學研究一樣，通過提出問題、作出假設、設計實驗、收集證據(jù)、分析論證、得出結論、表達交流等一系列環(huán)節(jié)，主動地獲取科學知識、領悟科學思想、學習科學方法，從而培養(yǎng)學生科學探究能力和科學素養(yǎng)的教學方式。

三、科學探究教學模式的重要性

（一）培養(yǎng)學生的科學思維科學探究過程需要學生運用邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。在提出問題階段，學生要觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)矛盾，從而提出有價值的問題，這鍛煉了他們的敏銳觀察力和邏輯思考能力；在設計實驗和分析論證過程中，學生要考慮各種因素，進行合理的假設和推理，不斷優(yōu)化實驗方案，這有助于培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)造性思維。通過長期的科學探究訓練，學生能夠逐漸形成科學的思維方式，學會從科學的角度思考問題、解決問題。

（二）提高學生的探究能力科學探究教學模式讓學生親身體驗科學研究的全過程，從問題的提出到結論的得出，每個環(huán)節(jié)都需要學生自主參與、動手實踐。在這個過程中，學生學會了如何設計實驗、選擇合適的研究方法、收集和處理數(shù)據(jù)、分析實驗結果等，從而提高了他們的實驗操作能力、信息收集與處理能力、科學論證能力等，為學生今后從事科學研究或其他領域的工作奠定了堅實的基礎。

（三）激發(fā)學生的學習興趣傳統(tǒng)的講授式教學往往使學生處于被動接受知識的狀態(tài)，容易讓學生感到枯燥乏味。而科學探究教學模式強調學生的自主探究和實踐體驗，學生在探究過程中會遇到各種有趣的現(xiàn)象和問題，通過自己的努力去尋找答案，這種成就感會極大地激發(fā)他們的學習興趣。當學生對科學探究產生興趣后，他們會更主動地去學習科學知識，探索未知世界，形成良性循環(huán)。

（四）培養(yǎng)學生的合作精神和交流能力在科學探究教學中，學生通常需要分組進行合作。在小組合作過程中，學生們要分工協(xié)作，共同完成探究任務。他們需要與小組成員交流想法、分享觀點、互相幫助，這有助于培養(yǎng)學生的合作精神和團隊意識。同時，在得出結論后，學生還需要向全班同學或其他小組表達交流自己的探究成果，這鍛煉了他們的表達能力和交流能力，使學生學會傾聽他人意見，尊重不同觀點，提高人際交往能力。

（五）促進學生對科學本質的理解科學探究教學模式讓學生親身經歷科學研究的過程，使他們能夠深入理解科學不僅僅是一堆知識，更是一種不斷探索、質疑、修正的過程。學生在探究中體會到科學知識的相對性和發(fā)展性，了解到科學研究是基于證據(jù)、遵循邏輯的，從而對科學的本質有更深刻的認識，樹立正確的科學觀。

四、科學探究教學模式的基本要素

（一）提出問題問題是科學探究的起點。教師要引導學生觀察生活、自然現(xiàn)象或已有的科學知識，發(fā)現(xiàn)其中存在的矛盾或疑問，從而提出有價值的問題。提出的問題應該具有科學性、趣味性和探究性，能夠激發(fā)學生的探究欲望。例如，在物理課上，教師可以展示一個有趣的物理現(xiàn)象：將一個裝滿水的杯子倒置，水卻不會流出來。學生觀察后可能會提出"為什么水不會流出來"的問題，這個問題就具有探究價值，能夠引導學生進一步深入探究。

（二）作出假設假設是對問題的一種嘗試性回答，是基于已有的知識和經驗對問題的可能答案進行猜測。學生在作出假設時，需要運用邏輯推理和想象力，對問題進行分析和思考。例如，對于上述"為什么水不會流出來"的問題，學生可能會假設"是因為杯子口被某種東西封住了，阻止了空氣進入，所以水不會流出來"。作出假設后，學生要明確假設的依據(jù)，為后續(xù)的實驗設計和驗證提供方向。

（三）設計實驗實驗是科學探究的重要手段，用于驗證假設是否正確。在設計實驗時，學生要根據(jù)假設確定實驗變量、控制變量和實驗步驟。實驗變量是指在實驗中會發(fā)生變化的因素，控制變量是指在實驗中保持不變的因素，以確保實驗結果的準確性。例如，對于"是因為杯子口被某種東西封住了，阻止了空氣進入，所以水不會流出來"的假設，學生可以設計一個對照實驗，一個杯子用紙片封住杯口倒置，另一個杯子不封紙片倒置，觀察兩個杯子中水的流出情況，從而驗證假設。在設計實驗過程中，學生還需要考慮實驗器材的選擇、實驗的安全性等問題。

（四）收集證據(jù)學生按照設計好的實驗方案進行實驗操作，收集相關的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象作為證據(jù)。在收集證據(jù)過程中，學生要認真觀察、如實記錄，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。例如，在上述實驗中，學生要記錄兩個杯子中水流出的時間、是否有氣泡進入杯子等現(xiàn)象。收集到的證據(jù)是后續(xù)分析論證的基礎。

（五）分析論證學生對收集到的證據(jù)進行分析，判斷假設是否成立。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、圖表的繪制、現(xiàn)象的比較等方法，找出證據(jù)與假設之間的關系。如果證據(jù)支持假設，則可以得出結論；如果證據(jù)不支持假設，則需要重新審視問題、作出新的假設并設計實驗進行驗證。例如，在上述實驗中，如果發(fā)現(xiàn)封有紙片的杯子水沒有流出，而未封紙片的杯子水很快流出，且有氣泡進入杯子，那么就可以證明假設成立，即空氣進入會導致水流出。分析論證過程培養(yǎng)了學生的邏輯思維和科學論證能力。

（六）得出結論根據(jù)分析論證的結果，學生得出關于問題的結論。結論應該簡潔明了、準確客觀，回答了最初提出的問題。例如，上述實驗的結論可以是"當杯子口被封住阻止空氣進入時，水不會從倒置的杯子中流出，是因為大氣壓力的作用"。得出結論后，學生要對結論進行反思，思考結論的適用范圍和局限性。

（七）表達交流學生將自己的探究過程和結論以口頭報告、書面報告、制作展板等形式向全班同學或其他小組進行表達交流。在表達交流過程中，學生要清晰地闡述自己的探究思路、實驗過程、分析方法和結論，同時傾聽他人的意見和建議，接受他人的質疑和評價。通過表達交流，學生不僅可以分享自己的探究成果，還可以從他人那里獲得新的啟發(fā)和思考，進一步完善自己的探究過程。

五、科學探究教學模式的實施步驟

（一）創(chuàng)設情境，提出問題1.教師根據(jù)教學內容和學生的實際情況，創(chuàng)設一個生動有趣、富有啟發(fā)性的教學情境。情境可以是一個生活中的實際問題、一個科學實驗現(xiàn)象、一段科普視頻等。2.在情境中引導學生觀察、思考，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并鼓勵學生提出自己的疑問。教師要對學生提出的問題進行篩選和整理，選擇具有代表性和探究價值的問題作為本節(jié)課的探究主題。

（二）引導學生作出假設1.組織學生對提出的問題進行討論，引導學生回顧已有的知識和經驗，鼓勵學生大膽猜測問題的答案，作出假設。2.要求學生說明假設的依據(jù)，讓學生明白假設不是毫無根據(jù)的猜測，而是基于一定的知識和思考得出的。

（三）設計實驗方案1.學生分組，根據(jù)假設設計實驗方案。每個小組要明確實驗目的、實驗變量、控制變量、實驗步驟和實驗器材等。2.教師巡視各小組的討論情況，給予適當?shù)闹笇Ш徒ㄗh，幫助學生完善實驗方案。提醒學生注意實驗的可行性、安全性和科學性。

（四）進行實驗，收集證據(jù)1.學生按照設計好的實驗方案進行實驗操作，認真觀察實驗現(xiàn)象，如實記錄實驗數(shù)據(jù)。2.在實驗過程中，教師要關注學生的操作是否規(guī)范、安全，及時解決學生遇到的問題，確保實驗順利進行。

（五）分析數(shù)據(jù)，得出結論1.實驗結束后，學生對收集到的數(shù)據(jù)進行整理和分析?？梢酝ㄟ^繪制圖表、計算平均值等方法，找出數(shù)據(jù)之間的規(guī)律和關系。2.根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果，判斷假設是否成立，得出關于問題的結論。如果結論與假設不一致，要引導學生重新審視實驗過程，分析原因，必要時重新設計實驗進行驗證。

（六）表達交流與評價反思1.各小組推選代表向全班同學匯報自己小組的探究過程和結論。匯報內容要包括問題的提出、假設的作出、實驗方案的設計、實驗過程、數(shù)據(jù)收集與分析、結論的得出等方面。2.其他小組的同學進行提問、質疑和評價，匯報小組的同學進行答辯和解釋。通過交流討論，學生可以互相學習、互相啟發(fā)，進一步完善自己的探究成果。3.教師對學生的探究過程和成果進行總結評價，肯定學生的優(yōu)點和進步，指出存在的問題和不足之處，并提出改進的建議。同時，引導學生對整個探究過程進行反思，思考科學探究的方法和技巧，以及在探究過程中所獲得的收獲和體會。

六、科學探究教學模式在不同學科中的應用案例

（一）物理學科探究影響滑動摩擦力大小的因素1.提出問題教師在講臺上推動不同的物體，讓學生觀察物體運動的難易程度，從而提出"滑動摩擦力的大小與哪些因素有關"的問題。2.作出假設學生分組討論后，提出各種假設，如"與物體的重量有關""與接觸面的粗糙程度有關""與物體運動的速度有關"等。3.設計實驗各小組根據(jù)假設設計實驗方案。例如，對于"與物體的重量有關"的假設，設計如下實驗：用彈簧測力計水平拉動放在水平木板上的木塊，測量不同重量木塊的滑動摩擦力大小。保持接觸面粗糙程度和木塊運動速度不變，分別在木塊上加不同質量的砝碼，記錄彈簧測力計的示數(shù)。4.收集證據(jù)學生按照實驗方案進行實驗操作，記錄每次實驗中彈簧測力計的示數(shù)，即滑動摩擦力的大小。5.分析論證學生對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)當接觸面粗糙程度和木塊運動速度相同時，木塊重量越大，彈簧測力計示數(shù)越大，即滑動摩擦力越大。從而得出滑動摩擦力大小與物體重量有關的結論。對于其他假設，也通過類似的分析論證得出相應結論。6.得出結論綜合分析各小組的實驗結果，得出滑動摩擦力大小與物體重量、接觸面粗糙程度有關，與物體運動速度無關的結論。7.表達交流各小組代表向全班匯報自己小組的探究過程和結論，其他小組同學進行提問和評價。教師對學生的探究活動進行總結和評價，強調控制變量法在實驗中的應用。

（二）化學學科探究金屬活動性順序1.提出問題教師展示一些金屬制品，如鐵釘、銅絲、鋁箔等，讓學生思考為什么不同的金屬在生活中的應用不同，從而引出"金屬的活動性順序是怎樣的"問題。2.作出假設學生根據(jù)已有的化學知識和生活經驗，作出假設，如"鐵比銅活潑""鋁比鐵活潑"等。3.設計實驗學生分組設計實驗方案，選擇不同的金屬與酸溶液或金屬鹽溶液反應來探究金屬活動性順序。例如，設計鐵、銅分別與稀鹽酸反應的實驗，觀察現(xiàn)象；設計鋁與硫酸銅溶液、銅與硫酸鋁溶液反應的實驗，觀察現(xiàn)象。4.收集證據(jù)學生進行實驗操作，記錄實驗現(xiàn)象。如鐵與稀鹽酸反應有氣泡產生，銅與稀鹽酸不反應；鋁能置換出硫酸銅溶液中的銅，銅不能置換出硫酸鋁溶液中的鋁等。5.分析論證學生對實驗現(xiàn)象進行分析，根據(jù)金屬與酸反應的劇烈程度以及金屬之間的置換反應情況，判斷金屬的活動性順序。得出鋁比鐵活潑，鐵比銅活潑的結論。6.得出結論綜合分析各小組的實驗結果，得出常見金屬的活動性順序，如鋁>鐵>銅等。7.表達交流各小組匯報探究過程和結論，其他小組進行評價和補充。教師引導學生總結實驗中觀察到的現(xiàn)象與金屬活動性順序之間的關系，強調實驗設計的思路和方法。

（三）生物學科探究種子萌發(fā)的條件1.提出問題教師展示一些在不同環(huán)境條件下放置的種子，有的萌發(fā)了，有的未萌發(fā)，引導學生觀察并提出"種子萌發(fā)需要哪些條件"的問題。2.作出假設學生分組討論后，作出假設，如"種子萌發(fā)需要適宜的溫度""種子萌發(fā)需要充足的水分""種子萌發(fā)需要充足的空氣"等。3.設計實驗各小組根據(jù)假設設計實驗方案。例如，對于"種子萌發(fā)需要適宜的溫度"的假設，設計如下實驗：取三個相同的培養(yǎng)皿，分別標記為A、B、C，在每個培養(yǎng)皿中鋪上濕潤的濾紙，各放入10粒相同的種子。將A培養(yǎng)皿放在常溫環(huán)境下，B培養(yǎng)皿放在低溫環(huán)境下（如冰箱冷藏室），C培養(yǎng)皿放在高溫環(huán)境下（如恒溫箱40℃），觀察種子的萌發(fā)情況。4.收集證據(jù)學生定期觀察并記錄各培養(yǎng)皿中種子萌發(fā)的數(shù)量和時間等情況。5.分析論證學生對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)A培養(yǎng)皿中的種子萌發(fā)較多，B培養(yǎng)皿和C培養(yǎng)皿中的種子萌發(fā)較少或不萌發(fā)。從而得出種子萌發(fā)需要適宜溫度的結論。對于其他假設，也通過類似的分析論證得出相應結論。6.得出結論綜合各小組的實驗結果，得出種子萌發(fā)需要適宜的溫度、充足的水分和充足的空氣等條件。7.表達交流各小組代表匯報探究過程和結論，其他小組進行提問和評價。教師引導學生思考種子萌發(fā)條件在農業(yè)生產中的應用，培養(yǎng)學生的學以致用能力。

七、結論科學探究教學模式是一種符合現(xiàn)代教育理