科學探究看似是一個流程很簡單的過程,僅包括提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流。教學完成一步,再進行下一步,沒有什么細枝末節的影響探究過程的。實際卻不是這樣,由于學生的思維具有發散性,活潑好動,知識面又相對較窄,如果不對每一個步驟進行認真地指導,學生想研究的內容將變得五花八門,實驗操作中也會出現意想不到的問題。如筆者在《蠟燭的變化》這一課中,如果讓學生自己在沒有指導的情況下,讓他們自主觀察蠟燭燃燒的現象,一般學生只能說出蠟燭燃燒后,會發光發熱,蠟燭會由長變短,燃燒時還有一部分蠟燭變為蠟油,蠟油在流下來的時候會由液態變為固態。很難從他們的觀察中得出蠟燭的燃燒,會產生新的物質這一結論。因此在科學探究,教師適時地指導有利于學生科學素養的培養。在整個科學探究過程中,實驗前的指導尤為重要,它將直接影響學生科學探究的成效。
實驗前的科學探究的細致指導包括以下幾方面:
一、對實驗操作流程的細致指導
由于學生的知識能力有限,設計出的實驗操作過程中會出現這樣那樣的問題,因此在日常的科學探究中,對此科學教師應精心指導,以求實驗的科學性。在教學中,可以先叫學生根據實驗的現象,提出自己的預測,其次充分討論自己準備用什么方法進行檢測自己的預測是否正確,再讓學生說說這些方法中哪些是不太合理的,選擇出最合理的的試驗方法,接著設計實驗的具體步驟,然后全班交流后得出最佳的操作方案,最后才讓學生進行實驗。如果是對比實驗,還必須讓學生知道實驗時不變的因素是什么,改變的因素又有哪些?如在《斜坡的啟示》這一課中,研究斜面坡度的大小對小車拉力的影響時,改變的量是斜面的坡度大小,不變的因素是斜面的長度,斜面的光滑程度,小車,測力計等等。這樣的探究過程看似較為復雜,但是在一次次的討論交流中真正培養了學生的合作探究的能力,學會了在改正錯誤中不斷地進步。也為即將進行的科學實驗打下一個堅實的基礎。
二、實驗儀器的運用須細致指導
儀器的運用有著嚴格的規范,對于小學生來說,實驗儀器有著天生的魔力,總想伸手去摸一摸,試著用它來實驗,怎樣才能讓學生在使用實驗儀器時,既要滿足學生的好奇心,又能在科學探究中正確使用這些儀器,就需要教師在使用前進行詳細地介紹和演示。在小學的科學探究中,經常會用到酒精燈、溫度計、測力計、顯微鏡等實驗器材。如溫度的使用注意點較多,1、測量前,觀察所要使用的溫度計,了解它的量程;2、測量時使溫度計的玻璃泡跟被測液體充分接觸(要浸沒在被測液體中); 3、待示數穩定后再讀數;讀數時視線必須與溫度計中的刻度平齊;4、讀數時溫度計玻璃泡要留在被測液體中,不能取出來讀數;5、溫度計是玻璃用品應該輕拿輕放等。因此在使用溫度計時,教師首先必須出示溫度計,讓學生了解溫度計的構成,然后讓學生自己談談使用溫度計時的注意事項,再請一名學生或教師自己示范操作,最后才是學生自主利用溫度計測量液體的溫度。只有這樣,實驗儀器才能真正發揮它的作用,促進學生科學素養的培養。
三、指導學生參與到實驗中去,讓每一個學生都有事可做,值得去做
科學探究是一種合作探究,每一名學生都應該參與進去。實驗過程中,一般都必須有一名學生到老師處領材料,一名學生進行實驗操作(有時需要其他同學的合作),一名學生負責觀察,一名學生負責記錄,一名學生負責匯報自己小組的實驗記錄和結論。實驗前,可以根據不同實驗進行分工,讓學生明白自己在實驗小組中的工作,避免在實驗中動手能力強的學生包辦所有的工作,能力相對較弱的學生只能在旁邊干瞪眼,無所事事。可能的話,在不同的實驗中,讓學生承擔實驗過程中的不同角色,以此熟悉科學探究中的各個流程。通過學生的各負其責,合作完成一項實驗,能培養學生的動手操作能力和合作探究能力。
四、實驗時注意事項的指導
由于科學探究的實驗五花八門,包羅了物理、化學、天文、生物等學科。每一項實驗的注意點各不相同,在實驗前,教師應該通過講解和演示,提醒學生注意,以免犯錯,影響實驗的效果。例如在《建橋梁》這一課中,研究不同形狀橋的承受力的大小。在這個模擬對比試驗中,橋梁一般是用書作為橋墩,卡紙作為橋面,以承受鉤碼的多少來計算橋的承受力大小。為了在實驗中得出準確的數據,就需要學生充分討論并得出實驗時的注意點:鉤碼應該放在橋面的中央,放鉤碼時要盡量輕一些,橋面的寬度、跨度應該一樣等等。
一節課的時間是有限的,如果是不經過細致指導,實驗中肯定會出現意想不到的結果,如進行停下來指導學生第二次實驗,教學任務只能到下節課才能完成。實驗前的認真細致地指導,為接下來的實驗操作打下了堅實的基礎,節約了時間,提高了學習效率,培養了學生的科學素養。
【作者單位:南京市高淳縣椏溪中心小學 江蘇】