略談小學科學探究活動優化設計的策略

● 張 俊

“你要我們做什么？你要我怎么做？”長期以來，我們的學生就是在這種被動、機械的模式下進行著學習，思想僵化、缺乏創新。反思我們的教學則不難發現：思想僵化是因為我們給了學生太多的“必須”，缺乏創新是因為我們留給學生太少的“可能”。

《小學科學課程標準》指出：“親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑?！笨茖W知識、科學方法、科學態度、科學價值觀，很大程度上要通過探究活動來形成，僅用傳統的講授式學習是難以培養學生的科學素質的，探究性的活動才是科學最本質的內涵。因此，只有引領孩子們親歷科學，讓學生在“真槍實彈”式的探索研究過程中經歷、感悟、體驗，才能培養學生的實踐能力、創新精神，使學生的科學素質得以提升。

本文結合小學科學課堂教學的實際，就如何優化設計科學探究活動，提升學生的科學素質方面作些思考與探索。

一、立足于做，突出科學探究活動的實踐性

“一切的真知都是從直接經驗發源的”。認知心理學告訴我們：思維產生于動作，智慧自動作始。因此，學習最根本的途徑就是學習者自身的活動。把這一原則應用于教學過程中，就應該放手讓學生動手動腦去探索。小學科學教育中的實踐活動作為一種基本的活動形式，應當努力通過“動手做”，突出科學探究活動的實踐性。

如我在《怎樣加快溶解》一課是這樣設計的：“同學們，今天我們先進行一次比賽，你們桌子上有同等量的堿塊和同等量的水，請你們動動腦筋，看看哪一組的堿塊溶解得最快！”一石激起千層浪，同學們個個摩拳擦掌，行動起來。一時間，教室成了“混亂”的海洋：乒乓的聲響、輕聲的商量、大聲的討論……一幅活生生的“亂”場面，可學生心靈深處“希望自己成為一個探索者、發現者”的愿望被激發了，沒過多久，學生便紛紛舉起手來。

再如教學《沉與浮》一課時，我讓學生把擰著蓋子的塑料瓶與馬鈴薯放入水中，學生看到了塑料瓶在水面上浮著，馬鈴薯沉到了水底。然后提出問題：“誰能想辦法把浮著的塑料瓶沉入水里？”學生邊動手操作，邊想辦法。有的學生把蓋子擰開，往瓶里灌水，水灌滿了把瓶子放到水中，瓶子沉到水下去了；有的把蓋子擰開，往瓶子里裝沙子，裝滿了放入水中，瓶子沉下去了……。實驗過程中，有的同學發現裝的沙子少，沉不下去，再擰開蓋子，往瓶子里多裝一點，裝到一定量，瓶子就沉到水里了，學生在研究中理解了“瓶中必須裝一定的重量，才會沉入水里”。而讓沉下去的馬鈴薯浮上來，有的把馬鈴薯挖空成小船形、有的用橡皮管綁住馬鈴薯、有的往水里放鹽……學生在無拘無束的探索研究活動中，想出了許多辦法解決了“把浮著的物體沉到水里和把水里的物體浮出水面”。這是書本上沒有提到的新發現，更是同學們在自己親身的實踐活動中放開手腳所得到的成果。

二、著重于思，注重科學探究活動的啟發性

“學起于思”。學習的關鍵在于學生運用自己的智慧和能力去思考問題。由于科學實踐活動是以充分調動學生的各種感受功能為前提的一個綜合學習的過程，因而必須通過有效的激“憤”促“悱”，強化實踐活動的啟發性，努力使探究活動中出現的現象或研究的結果能夠激發學生進行深入的思考。但并非每一項科學探究活動都具有很強的啟發性，尤其是占有較大比例的測量性、驗證性實驗更是如此。由于學生都不同程度地存在著思維的惰性，一些學生在實驗中懶于思考，或思考缺乏應有的深度和廣度，容易淺嘗輒止。為防止和克服學生在實驗中這種有“手”無“心”，或不求甚解而滿足于簡單機械操作的傾向，教師就需在增強科學探究活動的啟發性上多下功夫、多動腦筋。

如學過《摩擦起電》之后，我們可以問學生：這里有一些混有鋸末的大頭針。用什么方法能把它們分開？有的同學提出：摩擦塑料尺，可吸走鋸末。又有的說：可用磁鐵吸出大頭針。我表揚他們的想法，鼓勵他們繼續思考。又有同學說：把它們放在水里，浮在上面的是鋸末，沉在下面的是大頭針。還有的同學說：可用簸箕將鋸末簸出來，可以用篩子篩出鋸末，可以用火燒，用扇子扇；可以用吸塵器吸走鋸末，可以把大頭針一根一根挑出來……同學們爭先恐后地提出解決問題方法，通過腦力激蕩，使學生思維越來越活躍，這正是創造性思維具有的特征。

再如《葉的蒸騰作用》一課，討論“樹木比較多的地方，空氣為什么比較濕潤？”有的同學認為樹葉擋住了太陽光，土壤比較濕潤，土壤中的水蒸發使周圍的空氣比較濕潤；有的同學則認為植物體內有水，植物體內的水也會蒸發，變成水蒸氣飛散到樹林周圍；有的同學認為兩者兼而有之。對這樣的回答，誰對誰錯，我不表態，而是問“他講得有道理嗎？你同意他的觀點嗎？有沒有補充？為什么他設計的方法最好？”……經過這樣長期的訓練，不僅使學生養成良好的聽課習慣，而且培養了學生思維的積極性，營造了良好的探索研究氛圍。學生的創新能力、科學素質也就在長期的“思、辯、論”中得到了有效的培養。

三、著眼于疑，強化科學探究活動的探索性

“思源于疑”。疑是汲取知識的動力，有疑惑才有探究，才有積極主動的思維活動。正如人們所說，教學過程就是教無疑者有疑，教有疑者無疑的過程。在科學教育的實踐活動中，教師通過不失時機地設疑激惑，營造強烈問題情境，引導學生通過實驗進行積極的探索，這對促進其手腦結合和創新能力的培養無疑是大有裨益的。

我們要努力為學生創設一種民主、平等、寬松的質疑問難的環境。凡是學生能自己發現的問題教師不要去提示，我們要多一點“你還想知道什么？還有哪些問題不懂？”，少一點“為什么……”如教學《蟋蟀》，開始教師可指著蟋蟀問：“你們想知道它的一些什么？”，接著解決學生提出的問題：哪里能捉到蟋蟀？蟋蟀喜歡吃什么？蟋蟀的身體結構是怎樣的？”……總結時問：“你們還有哪些不懂的問題？”鼓勵學生質疑。

例如教學《物體的熱脹冷縮（二）》時，在提出為什么用熱水可以使癟了的乒乓球鼓起來的問題后，學生自然聯想到上節課固體的熱脹冷縮的內容，認知水平較好的學生還會聯想到球里是空的，內有空氣。于是學生假設：1、認為是乒乓球的外皮受熱膨脹的結果；2、認為是乓乓球里面的空氣受熱膨脹后把癟的地方頂起來的，3、認為……誰的假設正確呢？這一問題又一次激發了學生進一步去探究提出的假設是否正確的欲望。當然，預測和猜想既可能是正確的，也可能是錯誤的，當學生通過實踐研究發現自己的預測或猜想是錯誤的時候，也就為其下一步進行成功的預測或猜想創造了條件，這就是人們常說的“失敗是成功之母”的道理。實際上，“嘗試錯誤”做為一條重要的學習原則，在探究性實踐活動中恰當地加以運用，對提升學生科學素質有著積極的意義。

四、著力于放，擴大科學探究活動的開放性

著名美籍華人物理學家楊振寧先生曾對中美教育作過比較，結論是：中國教育按部就班，嚴謹認真，而美國的教育是滲透性的；中國教育著重演繹，美國教育則強調歸納；中國教育著重理論的抽象思維，美國教育強調動手能力的培養；中國教育傳統要求謙虛謹慎，美國教育則鼓勵學生向權威挑戰。楊先生認為，中美雙方教育的傳統是互補的，若能將兩者和諧結合起來，在教育上將是一個有意義的突破。其實如果我們認真反思一下我國教育的“短處”，就不難發現，似乎它們都與我們的教育管得太多、放得不夠，以及學生學習過程中缺少應有的開放性有關，而科學探究活動在彌補這方面的缺陷上應當是可以有所作為的。

例如我們曾就“水域的污染”問題組織了一次科學考察活動。先是讓學生進行策劃，明確要研究的問題：本鎮的河流污染程度怎樣？河流污染對人有什么危害？河流是怎么被污染的？污染源在哪里？怎樣防止河流污染？接著放手讓學生查閱書籍、調查訪問、實地考察來收集資料，然后組織學生對搜集到的資料進行分析、比較、加工、整理，再寫成考察報告和科學小論文。學生通過自身的實際研究，對各種問題和現象獲得了深刻的認識，所以寫出了高質量的考察報告和科學小論文。最后孩子們在集鎮范圍進行了“保護家鄉水”的專題宣傳，還向鎮政府有關部門提出了自己的建議。在這種開放式的研究過程中，不但培養了學生自主學習能力，而且還讓孩子們從中悟到創新學習的原理和科學的精神，這正是我們提升學生科學素質所需要的。

陶行知先生指出：“文明是人類用頭腦和雙手造成的，只會勞心不會勞力和只會勞力不會勞心的人都是沒有希望的?！痹诳茖W探究活動中，學生運用形象思維在頭腦中形成活動方案，需要通過做來檢驗，才能判斷是否可行，設計過程的錯誤或缺陷也只有在做的過程中才能得到修正和完善。因此，在小學科學課中，引領學生經歷科學探究活動的全過程，既是小學科學課堂教學的客觀需求，又是培養適應時代需要的創新型人才的必然。