自然科学开展探究教学的必要性、可行性
当今时代，不再以拥有知识量的多少作为衡量一个人素质高低的唯一尺度，关健是创新能力的高低，因此在学校教育中，培养学生的创新精神和实践能力就成为素质教育的重要价值取向，传统的“一言堂”式教学过程，验证性实验教学是将所有的知识精细讲解之后，硬灌输给学生，让学生去应试，这势必会抑制学生的主动积极思维、探究问题的能力。实践证明课题探究教学更有利培养学生思考的习惯，激发学生的创新意识、开发学生学习的创新潜力，全面提高学生的科学文化素养，拓宽学生获取信息的渠道。
初中自然科学涉及物理、化学、生物、环境、地理等知识领域，是一门以实验为基础的实践性与理论性很强的学科。对其运用探究教学具有较强的可操作性。自然科学的课本中有许多实验、许多新课知识可作为探究的课题去开展探究教学，只要教师据教材目标，以探究性的视角去挖掘教材中的探究因素，通过整合增减、换序、新编的方法确定探究课题，设置情境问题，诱导学生主动学习、观察、探究、交流、寻找问题的答案，对问题作出完满的解释，让他们在课堂、课外直接参与并体验知识的获得过程，让他们感到成功的快乐，这样不仅提高了他们学习这门课的学习兴趣，而且还培养了科学探究的能力，所以开展自然科学的探究性教学活动成为初中自然教学的必然趋势。
注重以实验为手段的科学探究教学
实验是自然科学的基础，也是学习自然科学的基础，在自然教学中采用实验探究教学是培养学生研究性学习的重要手段。
（1）挖掘实验探究点，优化实验设计。
在现行的自然科学教材中，有关物理、化学、生物的实验大都是验证性实验，实践证明、验证性的实验不利于培养学生的创新能力。而实施探究实验教学不仅培养了学生对实验的兴趣，又提高了学生的实验能力和创新精神。实施实验探究教学，教师必须有创新精神，努力挖掘可供探究的实验素材，据教学目标与学生的认识水平，对现行的实验内容“动动手术”，做些调整。教师可以将一些验证性实验改成探索实验来上，将一些演示实验改作学生实验，也可适当改变教材中实验设计的某些环节，使之呈现为一种“变式”，以便激发学生的实验兴趣，激活学生的思路，以完善学生的实验能力。例如：“用电流表测电流”的实验就可改为“研究串并联电路中各部分电流之关系”；第二册物质的特性中的“密度”一节，可将“密度的测定”这一验证性的演示实验变为探究实验教学。下面是我对“密度”一节的教学思路：
上课时，教师首先给学生设置情景问题：“两个相同的烧杯分别装入相同体积的水和酒精比较，哪一杯质量大？”再让同学把它们同时放入已调节好的天平上，让学生观察天平是否平衡？结果天平向盛水的一边倾斜，为什么？然后让学生共同讨论，提出各种猜想。比如相同体积的不同物质，其质量是否相等？相同体积的同种物质，其质量是否相等？……接下来，把学生分成4个大组，若干小组，第一组测若干杯体积不同的水的质量与体积，第二、三、四组分别测若干个体积不同的铁块、铜块、铝块的质量与体积，要求各小组先设计实验方案、设计表格，然后选取实验材料做实验，收集证据，整理后填在表格中，分别计算出水、铁、铜、铝四种物质的质量与体积之比值；再通过同学之间的交流与合作，讨论并归纳出：不同物质的质量与体积的比值是不相等的，相同物质的质量与体积之比值是相近的或相等的。最后教师总结指出：物质的质量与体积之间的比值是恒定的，它反映了物质的一种特性。从而顺势提出“密度”的概念。这样，整节课在教师的指导下，通过学生自己去摸索、寻求，让事实说话，不仅帮助学生理解密度概念本质，更重要的是培养了他们的探究思维方法。
“变式”的方法可以有多种，其灵活度可由教师把握，如初一“植物细胞的吸水，失水实验”，教师可早一天布置学生在实验室利用课余时间，据老师提供的实验要求（分几个小组，容器、材料各组不一）让他们自己设计实验并完成分组实验，第二天，在课堂上，教师引导学生展开讨论，通过比较、分析，让学生领略到“课本实验方法不是探究的唯一途径”的实际意义，从而开拓学生的思维，树立创新意识。此外初中自然课可供探究的实验素材还很多，如化学方面的“盐的性质”“化学反应中的质量守恒”等等。
（2）设计综合、开放性实验、培养学生的发散思维。
初中自然科学是物理、化学、生物等多种学科的合科教材，所以在实验探究教学中，引导学生综合学科知识，设计综合实验，开放性实验，有利于培养学生的综合分析能力，培养学生的发散思维及探究、创新能力。例如：让学生据所学的化学知识与植物知识，设计一个“研究植物呼吸作用”的实验，于是，有些同学用黑色塑料袋、绳子、吸管、试管、澄清的石灰水来设计实验；有些同学则用烧杯、燃烧的蜡烛代替澄清的石灰水和试管。
口瓶中一株植物，瓶口紧塞并通过导管与盛有澄清石灰水的试管相通，把装置放在暗处。此实验要求学生把初中植物学知识与化学知识综合起来，用化学原理：
CO?＋Ca（OH）?＝CaCO?↓＋H?O
分析得出植物呼吸作用产生CO?的结果。教师也可以设计一些实验课题，让学生寻找多种解决方法以尝试。如“辨别食盐水和纯净水的”实验作为探究课题，要求学生据所学的知识，寻找多种实验途径辨认，结果学生设计出五花八门的实验：
①有从物理测“P”法；
②据浮沉条件，设计鸡蛋的浮沉来判别；
③用化学方法，加入AgNO?溶液产生AgCl↓辨认食盐水；
④用蔬菜、萝卜的细胞吸水、失水实验等等，还有几种办法。然后教师归纳，比较每种方法的优缺点，寻找最佳方案。
象这样通过多学科的知识联系，多种实验方案的设计，能让学生的创新思维的多向性得到充分发挥，综合能力不断提高。
可见，通过探究性实验教学，让学生自己去摸索，寻求，让事实说话，进行认识的自我调节，可以把学生对事物的好奇、兴趣、操作及了解外界事物奥必的欲求转化为掌握知识技能的一种内驱力，并可培养具有创新精神和动手实验能力的高素质学生。但是初中的实讲教学在整个教学计划中只占一定比例，学生还要学习自然科学的系统知识，所以探究教学不应局限于实验教学。
注重以逻辑推理为主体的探究教学
现代的课堂教学应以学生的探究性学习为主，教师必须在课堂上摆正老师与学生的正确关系，以免出现“一言堂”教学。现行教材虽然比较传统，但只要教师肯钻研教材，教材中的许多内容都可改为探究材料。只要教师备课时，据教学目标，精心设计问题，组织教学材料，设计教学策略，让一堂课变成学生的一个发现——探究——推理——判断的过程。即让学生自己去体验知识获得的过程。就是一种探究式教学。
例如；在第二册“血液”一节的新课中，老师先把本课的教学目标以学生熟悉的生活现象导入问题：“平时割破手会流血，人心就有点紧张，如果大量失血，就会危及生命，为什么血液如此重要？”这一设问不仅引起学生对“血液”的探究欲望，而且明白了本节课要讲的是关于“血液”的知识，其重点是血液的功能，让学生有目的地寻求答案。接着出示2支装着血液的试管（1支是加入抗凝剂未分层的血液，另1支是加入抗凝剂已分层的血液），让学生观察判别，鉴于学生对血液的理解，学生只能识出1支是血液，然后教师道明2支都是，为什么都是血液会不同？这说明了什么？学生马上被一连串的问题所吸引，强烈希望追寻答案，这样教师便顺理成章地引入“血液的组成”这部分内容，通过学生对2支量筒中血液的比较和对分层血液的观察，知道血液的成分不都是红色的，而是分出了三层不同颜色的成分：淡黄色半透明的血浆、白色的是白细胞和血小板、红色的是红细胞。……
当讲到“血红蛋白的特性，动脉血和静脉血的区别”时，教师让学生观察一块凝固的血块，问学生：“血块里面的颜色与表面的颜色是否相同？为什么？”学生的答案五花八门。随之，将血块切开，演示血块里面的颜色（呈暗红色）和表面的颜色（呈鲜红色），再引导：“血块里面和外面所处的环境有什么不同？”学生从事实中受到启发就可把氧和血液的颜色联系起来，再讨论其成因，推论出这是由血红蛋白的特性所决定的，并理解了动脉血和静脉血的概念及区别。这样整堂课中，随着知识点的转移，通过教师的层层设问，引导学生发现问题，通过阅读、观察、分析，推理再解决问题。学生的思维在教师的引导下始终处于兴奋、积极的状态，结果重点变得深刻，难点变得易懂，教学效果比原来的大有提高。
然而，在知识更新速度加快的今天，使学生学会学习已成为教育的一个目标。“授人以鱼，不如授人以渔”，所以教师在自然教学中要注意从具体的事实出发，引导学生去认识学科的基本事实、基本概念、基本原理，培养学生归纳、综合知识的能力。在教学中教师还要注意以自然科学知识为载体，精心组织材料，使学生熟练掌握如何查阅资料，综合运用图表等信息进行归纳、比较，抓住关键，通过逻辑、推理、自主地得出正确结论，为培养发展性的人才打下良好的基础。
注重课堂探究与课外活动紧密结合
科学教学应当是开放的，培养学生的科学素养仅仅靠课堂教学是不够的，课外活动是课堂教学的延伸，开展课外活动不仅拓宽了学生的知识面，活化知识，使学生掌握了研究问题的科学方法，同时也提高了学生思维能力与实践能力。因此，教师要根据教学、学生、校内外的实际情况开展各类课外活动，将课堂教学与课外活动紧密结合起来，使探究教学更加完善。例：据所学知识在教师的指导下，学生回家做一些生活小实验：
（1）用pH试剂测定家庭中的食盐水、肥皂水、茶水、食醋的pH值，测定土壤的pH值。
（2）让学生回家指导家长合理施肥、浇花、移栽植物等。
（3）除去热水瓶的水垢。
（4）熟悉家庭电路，换接保险丝等。也可以组织部分对自然特别感兴趣的学生结合日常生活和社会实际选择研究性课题进行研究性学习的实践。这样学生在完成家庭小实验、研究课题的过程中，可以体会到失败与成功，领略了获得成功的喜悦。同时可将学生的课堂知识与实际生活联系应用，提高了他们对生活奥秘的探究兴趣，为培养将来进行科学研究的创新人才打下基础。
总之，探究是一种多侧面，多形式的活动。初中自然的探究教学可以通过各种形式，不断地启发学生思考，调动学生的学习热情，充分发挥其主体性，通过自己的努力去解决一个个问题，翻越一个个知识高峰，达到真正理解和掌握知识的目的，使教学质量有效地得以提高。同时探究教学使学生的思维得以拓展，为培养具有高素质的创新人才打下坚实的基础。
