科學教育要以“探究”為核心。科學探究,其寓意應是豐富而且深遠的,不僅是一種“教學方法”,一種“教學內容”,更是動態的“教學過程”。在這種“教學過程”中需要方法的引導,需要科學工具和儀器資源的支撐,但對于科學探究活動的設計而言,更需要智慧。
面對每一堂課,教師們必須更用心,更專心,更細心。讓學生從許許多多看似簡單卻很有價值的探究中,用他們細致和特有的領悟力,獲得科學的思維方法,使他們學會“會研究”、“能研究”,并在探究的過程中“重事實”、“重證據”、“重研究方法”,他們會變得更加聰明。
“我還想問一問?”
——智慧讓科學探究在動態中生成
在科學探究的過程中,主體是學生如何展開科學探究活動。但探究活動是開放的,是動態生成的。對于學生在探究活動中所體現出來的好奇心和興趣,教師要及時捕捉;對于探究過程中所形成的新的認知沖突,教師要把它作為新的課程資源,并為此進一步推進探究過程在具體情境中動態生成,將探究活動逐步引向深入。
案例1:《蠟燭熄滅了》教學片段
學生分組探究蠟燭在大、中、小三個瓶子中的燃燒時間,并進行交流。
生:我們組蠟燭在大瓶中燃燒的時間是17秒,在中等瓶子中燃燒的時間為10秒,在小瓶子中燃燒的時間是5秒。
生:我們組蠟燭在大瓶中燃燒的時間是27秒,在中等瓶子中燃燒的時間為19秒,在小瓶子中燃燒的時間是9秒。
生:我們組蠟燭在大瓶中燃燒的時間是22秒,在中等瓶子中燃燒的時間為19秒,在小瓶子中燃燒的時間是15秒。
生:我們組蠟燭在大瓶中燃燒的時間是20秒、在中等瓶子中燃燒的時間為10秒,在小瓶子中燃燒的時間是6秒。
師:從這些探究得出的數據中,你能得出什么結論呢?
生:蠟燭在大瓶子中燃燒的時間最長,在小瓶子中燃燒的時間最短。
生:當空氣多的時候,蠟燭燃燒時間就長,當空氣少的時候,蠟燭燃燒的時間就短。
師:是啊!再分析這些數據,你還有什么想法嗎?
生:老師,我還想問一問,為什么大家都用大瓶、中瓶、小瓶,可每一組得到的結果卻不相同呢?
生:我覺得每組的瓶子可能不同。
生:我看了周圍的幾個組,瓶子的大小是一樣的。所以瓶子大小不是原因。
師:這位同學觀察得很仔細,課前老師為同學們準備的瓶子是一樣的。那到底是什么原因呢?我們可以到其他組去進行觀察,去進一步地思考!
生:可能是與蠟燭的長短有關吧?
生:是不是和杯子與桌面之間的縫隙有關呢?
學生進一步進行猜想、設計實驗……
精彩可以預約,但沒有預約的精彩更能讓人眼前一亮,為之一振!“我還想問一問”,這一問就生成了新的更有意義的探究:是什么原因造成了做相同的實驗而得到了不同的數據?學生感受到的不僅僅是再一次探究,他們知道如何著眼于數據之間的聯系和關系,深入理解現象和現象發生的原因,發現他人沒有發現過的問題;能從大家的討論中學會如何從紛繁復雜的表面現象中發現最本質最核心的問題,進一步明白要善于從簡單、普通、司空見慣的現象中看出問題,從中揭示出事物重要的規律來。
“原來可以這樣簡單!”
——智慧讓科學探究在選擇中頓悟
探究是過程而非流程。科學探究的外在形式是由提出問題、制定計劃、開展觀察、實驗、測量、制作、收集證據、進行解釋、得出結論和表達、交流等過程構成。但這并不意味著,每個探究活動、每節課都經歷著這樣的過程。人們常說科學家的科學發現和科學發明來源于“靈感”,其實這種靈感并不是天生就具有的,而是科學家通過大量的觀察和積累形成的。同樣,面對同一個探究活動,要求同學們能運用已有的經驗多方面、多層次、多角度地思考;要求學生能從原有的觀念中進行提升,不墨守成規,比較快地從現象中發現問題,提出猜想,積極探究和解決問題。
案例2:《土壤里有什么》
學生猜想土壤里有水、空氣、砂子等,接下來進行證明土壤中有水的實驗。
生:用火燒,把水變成水蒸汽,再用杯子罩在上面,讓水蒸汽冷凝在杯子上。
生:我們組也討論過這種方法,但覺得燒比較麻煩,要不少的實驗材料,現在又沒有,有沒有其他辦法呢?
眾學生們表示贊同并撥弄著自己面前的土塊冥思苦想。有一個同學大聲地叫了起來:“我發現了!我發現了!看看我們擺土塊的那張紙,上面有水留下的痕跡。”
同學們急忙看自己擺土塊的紙。
生:是啊!我的紙變軟了,紙上面還有了褶皺。
生:我的桌子上已經摸到水了!這肯定是土壤里面的。
生:我也發現了,我帶泥用的方便袋上也有水。
師:同學們真會想辦法,這次實驗給你留下了什么印象?
生:原來可以這樣簡單,只要我們善于觀察,一定會有所發現的。
精彩的并不一定是復雜的。簡單也是一種精彩,而且是一種脫俗的精彩。探究繼續進行著,學生思維的靈活性和敏捷性充分地體現了出來:豐富多彩的答案,靈光一閃的點子是學生擺脫舊的思維序列的束縛影響,機動靈活地從一種思維過程轉向另一種思維過程;是學生根據探究過程的發展與變化,及時調整自己的思路,改變已有的思維過程,尋找新的解決問題的方法;而進一步發現帶的方便袋上也有水是思維過程在他人的啟發下做出的積極思考,正確地做出判斷并迅速做出選擇的結果。
“可以這樣來試試!”
——智慧讓科學探究在創造中張揚
開放的科學探究活動,給學生提供了廣闊的時間和空間。學生們在探究活動過程中,要能根據實際情況進行創造性思維,提出不同于其他同學的新穎的、獨特的猜想和假設;能獨立地組裝實驗并進行操作,善于發現新穎的、獨特的、有效的操作技巧和方法。遇到困難,能獨立思考,尋找解決方案,對問題有自己的創造性見解。
案例3《晝夜變化》
在學生明白了是地球自轉引起晝夜變化之后,學生要解釋“為什么我們看到的是太陽的東升西落”?下面是學生的回答:
生:可以想想坐汽車的感覺。汽車往前行,坐在車里的人卻感覺到車外的樹木在往后退。就如在旋轉的地球上的人一樣,感覺到太陽在東升西落,實際上是地球在自西向東進行著自轉。
生:我想生活中大家有這樣的經驗,坐轉椅,當轉椅轉得比較快時,覺得旁邊的景物在動,而不覺得是自己在轉動。這個道理是一樣的。
生:如果我們能在地球儀上裝只眼睛就好了,看看這只眼睛都看到了什么。
師:這個主意倒挺獨特,大家幫著想想辦法?
生:把頭湊在地球儀上轉動地球儀,看看燈泡,看是什么感覺。
生:可以這樣來試試!把數碼像機固定在地球儀上,在旁邊弄一個紅色的圓,讓數碼相機隨地球儀的轉動而轉動,看相機中紅色的圓是怎樣移動的。
……
多么富有獨立性和創造性的想法呀!“在地球儀上裝只眼睛”,“用數碼相機來代替這只眼睛”,“可以想想坐汽車的感覺”……學生的個性在科學探究中得以張揚,形成了積極的思維方式。這是在科學探究過程中創造性地使用教材和借助形象思維參與的結果;是教學中充分調動同學們的各種直觀經驗,使學生獲取多方面感性認識,加強對探究過程的理解和獨立性、創造性思維發展的必然結果。這是多么美妙而和諧的科學探究啊!“讓教學充滿智慧,用智慧演繹精彩。”科學原本叫人求真、求美,科學教育更應是教給人智慧的教育,我們期待著越來越多的智慧在科學探究的舞臺上奏出更強、更和諧的音符。
(作者單位:江蘇省如皋市安定小學)