在新课程背景下，让学生经历一个个探究活动，在活动中磨炼学生，促进学生科学素养的形成，是科学教育的主要任务之一。充分地展开探究活动，实实在在地把探究深入下去，从而追求“一英里”的深度，是科学教育努力追寻的目标。在以学生自主探究为主的科学教学中，教师应是学生科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴。教师应与学生平等参与学习科学的活动，引导和组织学生发现、探究、研讨，并随时进行调控。教师“对学生在科学学习活动中的表现应给予充分的理解和尊重，并以自己的教学行为对学生产生积极的影响”。
以《马铃薯沉浮的秘密》为例。
师：嗯，用火来加热是个好办法。能用桌上提供的材料来做实验吗？（桌上提供了酒精灯、火柴、不锈钢汤勺、滴管等）
（学生先独立思考后小组里议论）
师：想好怎么做了吗？（指导如何使用滴管、酒精灯）下面就请你们用自己所说的方法来验证一下。注意水样取少一点，观察到现象后要及时熄灭酒精灯。
（学生取两种水样，分组用不锈钢汤匙在酒精灯火焰上加热）
（学生实验，教师巡回指导，参与一组实验）
（实验对比效果非常明显，盐水中析出了大量的盐结晶，学生非常兴奋）
师：你们看到了什么？
生：在一号的烧杯中所取的液体中有很多盐。
师：是的，一号烧杯中的液体加热后产生了很多的晶体，但我有些不信，这些晶体一定是盐吗，还有可能是糖或其他的可溶解的物体，怎样才能进一步确认那只烧杯内是否是盐水呢？
生：（愕然）先独立思考后小组讨论，但仍是一头雾水。师：及时送上锦囊妙计。（从桌肚中取出小纸条：不妨用那二号杯的清水制成一杯盐水，让马铃薯重新浮起来，然后……但是需要哪些材料呢？）
……
课堂上教师的指导要有梯度，先易后难，符合学生的认知规律，使学生“跳一跳”就能摘到果子。教学中的难点是学生学习中觉得困难、不易理解的问题，解决不好，往往会成为学生今后学习的障碍。因此，难点的突破是教学成功的关键。课堂教学是一个动态发展的过程，学生个性无一雷同，因此课堂设计必须设计出一套符合客观实际且有一定梯度的教学模式，以此来有效提升学生主动学习的能力。
一、起步走——自主需要变革
在科学课堂上，科学知识将由三方面组成：教科书提供的知识、师生个人的知识、师生在探究的过程中互动产生的新知识。我们应该改变教科书一统课堂的局面，教师不只是传授知识，教师个人的知识也将被激活，师生互动产生的新知识的比重大大增加。这种学习方式的改变，必然导致师生关系的改变，从以往“独奏者”的角色过渡到“伴奏者”的角色，从此不再只是传授知识，而是帮助学生去发现、组织管理知识；是引导他们而非塑造他们。在以上教例的整个探究过程中，我始终扮演着一个很“傻”的角色，学生每成功一步，我总是表示不相信，鼓励学生继续用实验证明给老师看，这种看似师生的`“较劲”，其实是学生科学探究无形的推动力，所谓教学无痕。因此，我们只有放下老师的架子，学生才敢亲近你，才敢畅所欲言，“胆大妄为”，这样老师似乎“傻”了一点，但这种“傻”可以换来学生更多的聪明，何乐而不为呢！
二、分步走——自主需要梯度
在以上这一节课的教学中，全班学生都能投入紧张有序的探究活动，教师提出了较有质量的问题，制订了有效的研究计划，不仅使学生在实验验证中时而不知所措，时而豁然开朗，时而欢呼雀跃，而且饱尝了科学探究的酸甜苦辣。课虽然结束了，但很多的反思和感悟却让我久久不能释怀，纵观整堂课的过程，学生在几次小组研讨时，教师都反复强调先独立思考然后小组研讨交流是有重要意义的，因为没有充满个性的研讨是很苍白的，只有让学生先进行深入的思考才能有讨论时的各抒己见，从而达到集思广益的境界，进而培养学生个体的思维能力，提高小组合作的效率。否则，小组讨论只是人云亦云，毫无深度可言。因此，在学生科学探究的研讨中，教师的指导相当重要。学生的知识经验毕竟比较有限，如在如何设计实验证明“哪些烤出来的晶体一定是盐”时，学生的思维产生了障碍，这时，教师在环节设计上做到了雪中送炭，抛出了一个个不是很完整的“锦囊妙计”，让学生能跳一跳摘到苹果，不仅使他们获得了成功的体验，同时也激发了他们的探究热情。因此，教师在学生科学探究中不失时机地给予带有思考的实验提示卡，是一种极其讨巧的设计，既有利于学生情感体验的丰富和科学探究的深入，又利于课堂教学的顺利实施。
三、放手走——自主需要发现
引导学生自己提出研究的问题是形成科学素养的重要环节，教师应尽可能不直接提出。问题是学生学习的起点，培养学生的问题意识是有效进行探究式学习的前提。而通过对学生问题的了解，特别是对基于学生经验的真实问题的了解，可以使教师把握正确的探究方向。从学生产生的问题出发组织教学活动，可使教学活动成为学生的需要。这样，学生自主学习的愿望强烈，就会全身心地投入到探究过程之中去，较轻松地完成知识的建构过程。如在《马铃薯在水中的沉浮》一课中，在学生很想知道马铃薯在其他液体中的沉浮现象时，教师却浅尝辄止，让学生很不过瘾，这样就会激励学生一定要去动手试试，结果在学生自己实验的过程中，一个一个新的生成性的问题在学生口中提出来了……因此，我们必须重视，因为问题是学生学习的起点，培养学生的问题意识是有效地进行自主探究学习的前提。而通过对学生问题的了解，特别是对基于学生经验的真实问题和意见的倾听，可以使教师把握正确的探究方向。其实在每一次的教学中，我们在教材的挖掘方面还可以更深入一些，如这一课中的“怎样使很重的金属浮起来、用放大镜去观察比较两次实验的结晶体”等，更能体现“一英寸宽，一英里深”的科学教育新理念。
总之，教师要引导学生像科学家那样自己去探究大自然的秘密，像科学家那样去做科学，在做科学的过程中理解科学的本质；在科学探究的过程中，教师要保持和发展学生与生俱来的好奇心和探究欲，让他们体验科学探究的苦与乐，养成尊重事实、实事求是、不盲目迷信权威的科学态度，从而培养他们敢想、敢说、敢做的创新精神和实践能力。
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