自主探究學習是指學生在教師的指導下，通過學生主動的、富有創造性的學習，實現學生自主發展的教學實踐活動。布魯納說：“知識的獲得是一個主動探究的過程，學習者不應是語言信息的被動接受者，而應該是知識獲得過程的積極參與者、探究者。”在科學教學中，新課程理念注重培養學生的創新精神、實踐能力和科學素養，倡導主動參與、樂于探究、交流與合作的學習方式，強調學生能主動地提出問題，積極思考，相互交流，合作探究，最終發現和掌握相應原理和規律。那么，在科學教學中如何培養學生的自主探究學習的能力呢？
在科學教學中，學生對科學現象及其規律的認知過程，應該是學生能力和個性自主發展和變化的過程。而學生的自主參與意識，需要教師通過引導，讓學生在眾多的科學現象中自主確定學習目標，自主參與學習和探究活動，實現自主學習的充分發展。例如，在《動能和勢能》一節的教學中通過導言，引導學生認識大自然創造了人類和生命，而人類又在利用大自然和改造大自然，去創造人類美好的生活。讓學生在風、水、光、電等自然現象中，列舉出這些現象對人類的作用，并指出人類是怎樣利用這些現象的，讓他們各抒己見，積極表達自己的看法，不論是宏觀的還是微觀的，是直接的還是間接的，是簡單的還是復雜的，只要學生能夠敢想、敢說、敢于反駁、敢于質疑，這些都表明學生有自主參與意識。又如，在《我們居住的地球》一節的教學中，經過小組討論后，讓學生踴躍發表自己知道的有關“外星人”的報道，不論學生的講述是否真實，老師都要讓學生說完，讓學生講出他們的體會、體驗和認識，進而引導學生首先要了解我們的地球的學習目標。學生通過學習目標的預設，明白學習內容需要達到的目標，進而通過積極的探究和學習，主動地參與科學學習的活動。課堂教學目標的確定，是在學生確定學習目標的基礎上，再進一步的整理，使之符合學生的認知目標和情感目標。
一個富有成效的學習，必須要對學習材料具有濃厚的學習興趣，這就要求科學教師在教學活動中要善于挖掘教材中的激勵因素，讓學生視學習是一種精神需求和發展需要，感到學習是一種愉快和有價值的體驗。讓學生有一種積極求索，樂觀向上的學習態度，從而形成自主參與科學學習的取向。例如，在《摩擦力》的教學中，在分析汽車啟動時，關于輪胎和地面所受靜摩擦力的方向，教師直接講授，學生總是覺得難以理解，印象不深。教師可采用玩具遙控汽車模擬實驗情境，請一位學生參與，首先將遙控車舉在空中，按下啟動按鈕，發現兩個后輪在轉動，讓學生明白這輛車提供動力的驅動輪是后輪。然后演示：將遙控車放在桌面上，在后輪下各放一張白紙，按下啟動按鈕，看到后輪轉動時，白紙被向后送出。這時學生頓悟：白紙相當于地面，車輛啟動時，白紙向后送出說明地面受到的摩擦力向后，車子向前運動，說明車輪受到的摩擦力向前，這符合相互作用的力方向相反的原理，再將車放在涂了菜油的光滑玻璃斜坡上，按下啟動按鈕，發現車輪打滑，汽車無法前進。這樣就把學生在實際生活和中積累的感性經驗，經過自主探究學習，由“知其然”發展為“知其所以然”，實現認知過程的飛躍，從而使教學過程更加富有知識性和趣味性。
課堂教學中，教師要努力創設科學現象的探究情景，給學生提供動腦、動手、動口、動筆的機會，讓學生主動地進行自主參與體驗的學習訓練。因此，創設教學情境要緊密聯系學生的生活實際，從學生的生活經驗和已有的知識出發，創設生動有趣的教學情境，引導學生開展觀察、操作、猜想、推理、交流等活動，使學生通過學習活動，掌握基本的知識與技能，初步學會觀察事物、思考問題。例如，在《氣候和影響氣候的因素》一節中的“季風”教學，問學生：我們南北朝向的教室，冬季風是從哪邊吹來的？夏季呢？學生根據生活經驗很快就能回答出來。接著引導學生：為什么是這個方向吹來的呢？并提示用空氣密度、風的形成等知識分析，大部分學生就能自主總結出“季風”的成因。
這一教學情境符合學生已有的生活經驗和認知水平，包含豐富的學科知識，而且是對本地、本校、本班課程資源的開發和利用，學生感興趣，能感悟自主參與學習的樂趣；又如，在《氧氣和氧化》一節的“燃燒”、“滅火與火災自救”中的教學，可引用“2010年11月15日的上海一棟高層公寓起火，造成58人遇難，40余人失蹤的慘劇，官方調查起因是因為無證電焊工違規操作，引起住宅腳手架起火”的重大時政要聞為教學情境，層層引入教學，使學生能進入美國教育家布朗提出的“情境性學習”，引起學生強烈的學習欲望和自主探究心理。因此，合理創設教學情境，培養學生對簡單的科學現象進行系統分析、理解和深化，收集與研究對象相關的各種資料和信息，從而獲取與科學現象相關的知識及其他信息來源，增強體驗和感悟程度，為學會科學知識奠定基礎。
科學教學的目的，應該注重科學學科的特點和學生的認知規律，把著眼點放在學生的能力提高和思維創新的培養上。在教學中，我們要注意學生探究學習方法的指導。
通過演示實驗、學生探究實驗或興趣實驗，可以引導學生通過動手動腦操作，觀察、分析和比較科學現象，獲得生動的感性認識，建立表象，為進一步更好地理解和掌握科學概念和規律奠定基礎。因此，在科學教學中，要注重科學實驗的直觀性，即使是一個簡單的實驗，也要認真地去做，認真地觀察，指導學生初步學會抽象概括的思維方法。培養學生實事求是的科學態度，并把這種態度遷移到對科學和生活的認識上。
在學生自主參與學習和實驗中，要注重啟發學生對科學現象的認真思考，以逐步培養和發展學生的思維能力，指導學生用通俗的生活語言，有條理地表述科學現象，過渡到科學術語規范的表述和解決科學問題的方法，進而培養學生用簡練的語言來評析科學現象，提高概括科學問題的能力。
在學生自主參與科學學習過程中，由于學生個體具有差異性，學習成效的效度也具有差異性，這就要求教師注意采取不同的學習方法加以指導。例如，在練習實用顯微鏡的實驗教學中，有些學生正確對光后，在“鏡筒上升過程中找像”這一步驟中反復做幾次都找不到像（出現這一問題的原因是載玻片沒有放正），或者找到了塵埃等異物以為是像，學生內心焦急而有些失落，這時就要指導學生：在看清晰這些異物時，你已經調焦到位了！為什么還找不到像呢？讓學生自主探究，學生很快就明白：這時就該停止調焦，輕微各向移動載玻片就能找到像了。這一操作細節課本是不會提及的，而學生據此獲得了成功的喜悅，領會到了改變方法的重要性。因此，要注意學生的分析問題和解決問題的能力培養，逐步訓練學生學習的技能和技巧，抓住本質，尋找規律，激活思維，掌握靈活運用的方法。
在教學過程中，學生主體作用的充分發揮是培養學生創造思維的前提，要鼓勵學生大膽想象，愛護、尊重、理解每一位學生。要鼓勵學生進行獨特的觀察和思考，說出自己獨到的見解，形成有利于創造性思維的發展空間和思維方式。
學法指導不僅要讓學生掌握具體的學習方法，更重要的是讓學生選擇適合自身條件的學習方法，調控自己的學習過程，從而提高自主參與學習的實效性。
“表達和交流”也是科學探究過程中不可忽視的環節，對于同一個實驗現象的分析和表達，不同的學生也會有很大的差別。因此，要重視探究活動總結報告的撰寫和交流，培養學生通過文字描述、示意圖、曲線圖等方式完成報告，并組織各種形式的活動，讓學生交流探索過程和結果。例如：課堂討論交流、作品比賽、墻報、展覽等。在交流過程中，教師要列出每位學生的優點，給予合理的評價和鼓勵。這樣不僅鍛煉了學生的邏輯思維能力、分析歸納能力、語言表達能力，還在交流的同時使學生體驗到自主參與探究的樂趣和與同學分享成功的感覺。
簡言之，教學中充分發揮科學課程的特性和學生好動的特點，讓學生在探究學習的過程中，不斷實踐，不斷發現問題、解決問題，同時在這個過程中掌握了知識，提高了技能，使他們真正成了課堂學習的主人。作為科學課程教學一線的我們，不僅要把知識傳授給學生，還要讓學生學會學習，學會創新，這樣才能把真正意義上的素質教育落到實處。
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