在新課程背景下，讓學生經歷一個個探究活動，在活動中磨煉學生，促進學生科學素養的形成，是科學教育的主要任務之一。充分地展開探究活動，實實在在地把探究深入下去，從而追求“一英里”的深度，是科學教育努力追尋的目標。在以學生自主探究為主的科學教學中，教師應是學生科學學習活動的組織者、引領者和親密的伙伴。教師應與學生平等參與學習科學的活動，引導和組織學生發現、探究、研討，并隨時進行調控。教師“對學生在科學學習活動中的表現應給予充分的理解和尊重，并以自己的教學行為對學生產生積極的影響”。
以《馬鈴薯沉浮的秘密》為例。
師：嗯，用火來加熱是個好辦法。能用桌上提供的材料來做實驗嗎？（桌上提供了酒精燈、火柴、不銹鋼湯勺、滴管等）
（學生先獨立思考后小組里議論）
師：想好怎么做了嗎？（指導如何使用滴管、酒精燈）下面就請你們用自己所說的方法來驗證一下。注意水樣取少一點，觀察到現象后要及時熄滅酒精燈。
（學生取兩種水樣，分組用不銹鋼湯匙在酒精燈火焰上加熱）
（學生實驗，教師巡回指導，參與一組實驗）
（實驗對比效果非常明顯，鹽水中析出了大量的鹽結晶，學生非常興奮）
師：你們看到了什么？
生：在一號的燒杯中所取的液體中有很多鹽。
師：是的，一號燒杯中的液體加熱后產生了很多的晶體，但我有些不信，這些晶體一定是鹽嗎，還有可能是糖或其他的可溶解的物體，怎樣才能進一步確認那只燒杯內是否是鹽水呢？
生：（愕然）先獨立思考后小組討論，但仍是一頭霧水。師：及時送上錦囊妙計。（從桌肚中取出小紙條：不妨用那二號杯的清水制成一杯鹽水，讓馬鈴薯重新浮起來，然后……但是需要哪些材料呢？）
……
課堂上教師的'指導要有梯度，先易后難，符合學生的認知規律，使學生“跳一跳”就能摘到果子。教學中的難點是學生學習中覺得困難、不易理解的問題，解決不好，往往會成為學生今后學習的障礙。因此，難點的突破是教學成功的關鍵。課堂教學是一個動態發展的過程，學生個性無一雷同，因此課堂設計必須設計出一套符合客觀實際且有一定梯度的教學模式，以此來有效提升學生主動學習的能力。
一、起步走——自主需要變革
在科學課堂上，科學知識將由三方面組成：教科書提供的知識、師生個人的知識、師生在探究的過程中互動產生的新知識。我們應該改變教科書一統課堂的局面，教師不只是傳授知識，教師個人的知識也將被激活，師生互動產生的新知識的比重大大增加。這種學習方式的改變，必然導致師生關系的改變，從以往“獨奏者”的角色過渡到“伴奏者”的角色，從此不再只是傳授知識，而是幫助學生去發現、組織管理知識；是引導他們而非塑造他們。在以上教例的整個探究過程中，我始終扮演著一個很“傻”的角色，學生每成功一步，我總是表示不相信，鼓勵學生繼續用實驗證明給老師看，這種看似師生的“較勁”，其實是學生科學探究無形的推動力，所謂教學無痕。因此，我們只有放下老師的架子，學生才敢親近你，才敢暢所欲言，“膽大妄為”，這樣老師似乎“傻”了一點，但這種“傻”可以換來學生更多的聰明，何樂而不為呢！
二、分步走——自主需要梯度
在以上這一節課的教學中，全班學生都能投入緊張有序的探究活動，教師提出了較有質量的問題，制訂了有效的研究計劃，不僅使學生在實驗驗證中時而不知所措，時而豁然開朗，時而歡呼雀躍，而且飽嘗了科學探究的酸甜苦辣。課雖然結束了，但很多的反思和感悟卻讓我久久不能釋懷，縱觀整堂課的過程，學生在幾次小組研討時，教師都反復強調先獨立思考然后小組研討交流是有重要意義的，因為沒有充滿個性的研討是很蒼白的，只有讓學生先進行深入的思考才能有討論時的各抒己見，從而達到集思廣益的境界，進而培養學生個體的思維能力，提高小組合作的效率。否則，小組討論只是人云亦云，毫無深度可言。因此，在學生科學探究的研討中，教師的指導相當重要。學生的知識經驗畢竟比較有限，如在如何設計實驗證明“哪些烤出來的晶體一定是鹽”時，學生的思維產生了障礙，這時，教師在環節設計上做到了雪中送炭，拋出了一個個不是很完整的“錦囊妙計”，讓學生能跳一跳摘到蘋果，不僅使他們獲得了成功的體驗，同時也激發了他們的探究熱情。因此，教師在學生科學探究中不失時機地給予帶有思考的實驗提示卡，是一種極其討巧的設計，既有利于學生情感體驗的豐富和科學探究的深入，又利于課堂教學的順利實施。
三、放手走——自主需要發現
引導學生自己提出研究的問題是形成科學素養的重要環節，教師應盡可能不直接提出。問題是學生學習的起點，培養學生的問題意識是有效進行探究式學習的前提。而通過對學生問題的了解，特別是對基于學生經驗的真實問題的了解，可以使教師把握正確的探究方向。從學生產生的問題出發組織教學活動，可使教學活動成為學生的需要。這樣，學生自主學習的愿望強烈，就會全身心地投入到探究過程之中去，較輕松地完成知識的建構過程。如在《馬鈴薯在水中的沉浮》一課中，在學生很想知道馬鈴薯在其他液體中的沉浮現象時，教師卻淺嘗輒止，讓學生很不過癮，這樣就會激勵學生一定要去動手試試，結果在學生自己實驗的過程中，一個一個新的生成性的問題在學生口中提出來了……因此，我們必須重視，因為問題是學生學習的起點，培養學生的問題意識是有效地進行自主探究學習的前提。而通過對學生問題的了解，特別是對基于學生經驗的真實問題和意見的傾聽，可以使教師把握正確的探究方向。其實在每一次的教學中，我們在教材的挖掘方面還可以更深入一些，如這一課中的“怎樣使很重的金屬浮起來、用放大鏡去觀察比較兩次實驗的結晶體”等，更能體現“一英寸寬，一英里深”的科學教育新理念。
總之，教師要引導學生像科學家那樣自己去探究大自然的秘密，像科學家那樣去做科學，在做科學的過程中理解科學的本質；在科學探究的過程中，教師要保持和發展學生與生俱來的好奇心和探究欲，讓他們體驗科學探究的苦與樂，養成尊重事實、實事求是、不盲目迷信權威的科學態度，從而培養他們敢想、敢說、敢做的創新精神和實踐能力。
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