從測量蘋果的體積談科學探究精神的培養

讓學生親歷以科學探究為主的學習活動是學生學習科學的主要方式，小學科學學習要以探究為核心。科學課堂要向學生提供充分的科學探究的機會（必要的探究活動材料，充足的科學探究時間等），使他們像科學家一樣在進行科學探究活動中，體驗到科學學習的樂趣，獲取科學的知識，提高科學探究的能力，形成尊重事實，善于質疑的科學態度，靈活運用科學的知識和方法解決一些實際問題。

這里，舉一個怎樣測量一個蘋果的體積的例子。

測量物體的體積，對六年級的學生而言，并不陌生，他們學過測量長方體、正方體、圓柱體、圓錐體的體積，對于測量一個蘋果這種不規則的物體來說，可見就比較難了。

當我把這個問題留給學生時，學生小組討論交流時卻令我刮目相看。許多學生想出了辦法，其中大多數學生提出，先拿一只較大的玻璃杯，將它裝一定高度的水，然后測量玻璃杯的底面積和高度，算出杯子內水的體積，再把蘋果放進杯子里，測量多出來的體積，便是蘋果的體積；也有少數學生說，先將杯子里的水裝滿，再在杯子的下方放一容器，然后將蘋果放入杯中，溢出來的水的體積便是蘋果的體積；也有這樣幾個學生是這樣想，把蘋果加工一下，削再拼成一個近似的長方體或正方體，然后量出這個近似長方體或正方體的長、寬、高，進一步算出它的體積。從學生的發言中不難看出，現在的孩子知識面廣，又善于大膽猜想，且敢于多角度思考問題，這是可喜可賀的。作為一般的老師，也就肯定大家的想法，表揚大家的積極思維，課堂熱熱鬧鬧，大家談得振振有辭，課堂的活動就此罷休。事實上，孩子們的想法雖然是“合情合理”的，但是仔細研究一下，不難發現，這樣測量蘋果的體積在理論上是成立的，在事實上是不精確的。

為了更好地引導學生發現問題，進一步進行科學探究，我對上述方法既沒有作出肯定也沒有作出否定，對學生積極思考，想出了多種方法給予贊揚。但我提出一個要求，回家試一試，并且將測量的過程記錄下來。

在收集全班作業時，我發現，一部分學生并沒有做任何實驗，而是理想化的畫圖、計算，“完成”了對一個蘋果體積的測量；一部分學生的確按上述方法實驗，并測算出蘋果的體積（也有少數學生發現算出蘋果的體積比較小）；一部分學生發現上面所說的把蘋果放入水中的體積減去放入前的體積計算有誤差。面對大家種種方法，我組織了學生進行大組討論，讓學生各抒己見。在學生的發言中，我看到了一部分學業生懶于動手實驗，而用理想化的設計；也看到了一部分學生積極思維、勇于實踐，在這部分學生中，一些人雖然動手做了實驗，但不能積極思考：蘋果的一部分在水中、一部分露出水面，該怎么辦？而另一些人想到了，但好像沒有什么太好的辦法。聽取了大家的匯報，我當場將一個蘋果放入裝水的杯中，讓學生看到蘋果漂浮在水面上，組織大家討論：用蘋果放入后的體積減去蘋果放入前的體積準確嗎？全班學生討論非常熱烈，結果大家一致認為這種計算明顯存在差距。我又布置大家回家想辦法研究一下，到底怎樣做才能準確地測量蘋果的體積。

接下來的一節課，就更加精彩了：有的學生先將玻璃杯裝入一定數量水，再用一厚重的鐵塊把蘋果捆綁起來投入水中，使整個蘋果完全浸沒在水中，算出蘋果連同鐵塊的體積，然后取出蘋果，再測量出鐵塊的體積，減去鐵塊的體積就得到蘋果的體積了；有的學生先將玻璃杯裝入一定數量的水，然后用一牙簽（或鋼針）將蘋果壓入水中，使其完全浸沒，然后算出增加體積便是蘋果的體積（牙簽或鋼針體積忽略不計）；還有的學生為了便于操作用一枝鉛筆將蘋果壓入水中，使其完全浸沒，將增加的體積減去壓入水中的鉛筆的體積就得到蘋果的體積；還有個別同學想到不利用水來測量，而是將蘋果放入較大的玻璃杯中，用黃沙覆蓋住蘋果，再用測量的蘋果和黃沙的體積減去黃沙的體積。這節課上學生表現太棒了，學生熱情高漲，我也深受感動。這時又一名學生提出這樣一個問題：怎樣測量一個桃子的體積？李子的體積？大家紛紛開動腦筋，于是將桃、李等水果分別放入水中，看這些水果在水中沉浮情況，分別采用不同的方法予以測算。整個活動，學生一直處于興奮狀態，學生的主動表現，讓老師也驚嘆不己。

這部分內容的學習不僅讓學生學會了用多種方法正確測量出蘋果的體積，更重要的讓學生在動手實踐、自主探索和合作交流中進行學習，這樣的學習活動是一個生動活潑的富有個性的過程。

由此，我想到了目前小學老師中科學素養還不夠高，對周圍的事物觀察不夠細致，有的對自己“無關”的事敬而遠之，造成一些教師教學中知識面不寬、動手能力不強，甚至會以葫蘆畫瓢，因此需要掌握好相關學科的實質性知識、章法知識、學科信念及學科發展，要提高教育教學實踐能力，培養自身創新意識與科研能力。

任何一種有效的、成功的教育都必須有學生積極主動的參與。《美國國家科學教育標準》中要求科學教師教學必須讓學生參與以探究為主的研究活動，使他們與教師一起相互啟發促進。作為一名科學老師任重道遠，必須抓住課堂，抓住教學內容的每一部分引導學生積極探究，在親歷探究的過程發展自我、增長才干，養成主動的學習品質，提高學習的能力。教師要善于觀察、精心策劃，充分調動一切積極因素、善待學生的無意和有意的“過錯”，反復讓學生自己動手探究，在自己做的過程中發現規律，先提高自身的科學素養，才能更好的提高學生的科學素養。