培養科學素養 應著眼細微處

【摘要】\"一個人的價值不是以數量而是以他的深度來衡量的，成功者的共同特點，就是能做小事情，能夠抓住生活中的一些細節。\"對科學教育來說更是如此，只有把握好科學活動的細節、關注活動過程，才能將科學教育做好、做實。本文以筆者親自上的一堂研討課《抵抗彎曲》為案例背景，從多個細微之處入手，滲透學生觀察思考能力、對實驗結果的預測能力、設計實驗方案的能力、交流研討能力以及科學服務與生活等多方面能力地培養。

【關鍵詞】觀察 培養 方法 興趣

科學是以培養學生科學素養為宗旨的科學啟蒙課程，承擔科學啟蒙任務的這門課程，如何激發學生科學探究的情感，真正體驗科學活動的過程與方法，用發展變化的視角去理解科學的成果，這是擺在每一個小學科學教育工作者面前的重要課題。老子曾說：\"天下難事，必做于易；天下大事，必做于細\"，它精辟地指出了想成就一番事業，必須從簡單的事情做起，從細微之處入手。甘于平淡，認真做好每個細節，成功卻不期而至。這也就是細節的魅力。

《抵抗彎曲》是小學科學教科版教材六年級上冊《形狀與結構》單元的第一課，在一次區研討課上，我選擇了這一內容的教學作為研討的素材。我們以\"有效教學\"理論為指導，采用主題教學法，通過對三維學習目標的整合，以科學探究過程為教學主線索，同時又設科學知識建構和情感態度價值觀形成這兩條教學暗線。使三條教學線索和學習目標在邏輯化的教學程序、結構化的教學內容和活動化的教學體驗中整體推進，互為促進，促成課堂的多向互動和動態生成，以達到在一種\"靜水流深\"的教學意境中培養學生的科學素養。

1 強調學生觀察能力的培養，讓學生學會在觀察中思考。

《科學課程標準》指出小學科學課是以培養小學生的科學素養為宗旨的科學啟蒙課程，探究是培養學生科學素養的重要方式，而科學探究活動始于細微的觀察，觀察能力是認識能力發展的一個重要方面。觀察是積累知識的起點，是科學發現的開端。任何學習活動、聯系實際的科學研究和藝術創作，都始于對自然和社會現象的精細觀察，因此，觀察能力的培養應貫穿整個小學的科學教學過程中。觀察又包括以下兩個方面：①、在觀察中發現現象；②、在觀察后作出理性的分析

六年級的學生已經有了較強的觀察能力，并能夠對所觀察到的現象進行分析和假設。因此在教學《抵抗彎曲》一課時我采用了觀察導入法：

教師演示實驗（提示學生仔細觀察）：兩張不同厚度的紙條分別放在兩個架空的盒子上，然后在上面放一個墊圈。（這時所有的同學都把注意力集中在觀察實驗上。）

引導1、你發現了什么？

引導2、你認為造成這種現象的原因是什么？

引導3、你認為紙的厚度與它的抵抗彎曲的能力的大小有什么關系呢？

通過以上這些引導，同學們體會到了觀察并不是簡單地看，而是要對觀察到的現象作出判斷，并分析產生這種現象的原因，這才是真正有科學意義的觀察。

2 注重實驗前的預測，培養學生的科學分析能力

預測對學生有序地進行科學探究活動能起一個很好的調劑作用，因為有了學生自己的預測，他們就非常想知道自己預測的結果是否正確，所以他們就會更加專注地投入到設計實驗和實驗操作中去。預測對于學生來說并不陌生，在生活中，他們經常通過一些生活現象來推測將要發生的事情；在科學課上，經常在實驗之前預測實驗的結果，但他們會把平時的無根據地猜想、猜測，甚至于打賭當作科學的預測。真正的預測是需要一定根據的，并且能有效地根據證據作出較為準確的預測，在《抵抗彎曲》一課的教學中我就進行了一些嘗試：

片段一：（第一次教學）

師：老師這里有兩張紙條，1號紙、2號紙，1號紙薄一點，2號紙是用兩張1號紙粘起來的，那你們覺得哪張紙的抵抗彎曲的能力強一些？

生：2號。

師：現在如果我給你們這樣的兩張紙，你準備怎么樣做實驗來比較它們抵抗彎曲能力的大小？

學生交流想法，逐步設計出實驗方法，并進行實驗。

片段二：（第二次教學）

師：老師這里有兩張紙條，1號紙、2號紙，1號紙薄一點，2號紙是用兩張1號紙粘起來的，那你們覺得哪張紙的抵抗彎曲的能力強一些？

生：2號。

師：你認為強多少？為什么？

學生預測。（基本上的同學都認為1號紙能放一個墊圈，而2號紙就只能放兩個墊圈，因為它的厚度是1號紙的2倍。因為1號紙在前一個探究活動中已經進行了測試，只能放一個墊圈。）

師：同學們真棒，能根據我們前一次的實驗數據來推測我們新實驗的結果，這個方法也是科學家進行科學研究時常用的方法，看來，你們的研究方式已經越來越接近科學家的研究了。現在如果我給你們這樣的兩張紙，你準備怎么樣做實驗來比較它們抵抗彎曲能力的大小？

學生交流想法，逐步設計出實驗方法，并進行實驗。

在這個環節中兩次教學只是想差了一個小小的預測環節，結果卻有著天壤之別，在第一次的教學中，學生沒有了預測，實驗結果對他們來說只是一個極其簡單的數據而已，并沒有什么值得思考的。而第二次的教學中，學生夢根據本課第一個實驗的結果來預測第二個實驗的結果，這個預測的結果是學生經過了深思熟慮的，是以前一個實驗的結果為依據的。在這樣的預測基礎上學生再進行科學實驗，表現出了更多的關注。實驗的結果出來了，當他們發現實驗的數據與自己的推測相差很大時，先完成的小組不是像以往一樣在說話聊天，而是齊刷刷地做了\"重復\"實驗，這時候\"重復實驗\"已經成為學生的自覺行為。當他們發現重復實驗的結果都一樣時，又不由自主的提出了一個問題：為什么紙的厚度只增加了一倍，而抗彎曲的能力卻增加了好多倍呢？我想這就是預測給教學帶來的意想不到的效果。

3 關注學生實驗方案的設計，掌握科學實驗的方法

小學的科學教學離不開實驗，實驗教學主要包括實驗設計、實驗操作和實驗分析三大部分，如果說實驗操作重在培養學生的實驗操作技能和觀察能力，那么實驗設計重在讓學生掌握如何科學地進行實驗的方法和培養學生縝密的思維能力。一旦學生的實驗設計能力得到提高，在今后的生活生產中就會運用科學的思維方法去解決問題，引導學生進行實驗設計是培養學生科學素養、科學探究能力的重要立足點，是科學探究教學十分重要的一環。

研究方案的設計是學生探究活動成功與否的關鍵，對小學生來說，設計研究方案還是存在著一定的難度的，需要老師的指導和幫助。在《抵抗彎曲》這堂課當中我們是這樣指導學生設計方案的：

① 如果老師給你們這樣的兩張紙（1號和2號紙），你們準備怎樣做實驗來比較它們抵抗彎曲能力的大小呢？（先請學生交流初步的設想。）

② 如果要科學準確地完成這個實驗，我們要控制哪些量不變呢？（小組討論后交流。）

③ 仔細觀察老師給你的兩張紙，看看對你們的這個實驗有什么幫助呢？（逐一控制該控制的量。）

4 讓學生學會交流，提高學生的理性分析能力

科學探究活動一般包括以下過程：（1）提出問題；（2）學生自行提出問題的假設和猜想；（3）指導學生分組觀察、設計實驗、進行操作；（4）組織學生進行交流研討；（5）歸納總結，將發現應用于實踐。其中，交流研討是科學探究的核心環節之一，它是學生在實踐體驗的基礎上，與他人分享實驗所得的信息，彼此交換看法，實現共同建構科學概念的重要環節。實驗后的交流研討具有一系列的價值：第一，學生在相互交流傾聽中，各自的發現、想法、思路明晰化、外顯化，有利于集思廣益，還可以更好地對實驗探究的理解和思維過程進行審視和監控。第二，在交流研討中，學生之間互相置疑、綜合意見等，可以更好地引發學生的認知沖突和自我反思，深化各自的認識和理解，有助于激起彼此的靈感。可見，彼此交流研討不但對于學生建構科學概念，促進科學探究活動的深入功不可抹，而且對學生科學思維的發展，情感、態度和價值觀的培養都有著重要意義，如果此環節沒有組織好，學生就不能明白自己實驗的目的和效果，實驗探究只能成為一種外在的形式。

那么怎樣才能讓交流更加好地發揮它應有的功效呢？在這堂課中，我是這樣做的：

第一次實驗后的交流：

① 按照小組次序交流實驗結果（擺放墊圈的個數）；

② 仔細觀察各小組實驗的結果，和我們之前預測的一樣嗎？

③ 能試著分析一下出現這個結果的原因嗎？

④ 根據這個實驗結果，如果再給你一張3號紙（3張1號紙粘成），你認為它能承受多少個墊圈呢？

通過這樣的交流指導，學生對第一次實驗的結果進行了更細致的分析，大大提高了科學探究的有效性。如果教師能把握學生的特點，充分相信孩子們的潛在能力，抓住學生的一個個思維點，創設師生、生生互動的狀態，就能使研討層層深入，從表面深入到本質，從具體到抽象。

5 探究內容具有生活性，保持學生持久的探究興趣

5.1 科學來源于生活，又服務于生活

探究作為人的一種生理和心理上的本能，似乎是與生俱來的。人一無所知地來到這個世界時，就表現出認識這個世界的積極傾向，對世界充滿好奇，不斷地用眼睛審視著，周圍環境中所出現的任何新異而強烈的刺激物都會引發他們做出相應的反射活動，當他們的語言能力達到一定水平后，他們就通過發問這種方式來繼續自己的探究活動，即具備了探究的潛能。要挖掘這種潛能，引起學生的探究沖動，激發他們的探究欲望，就要在學生腦中形成問題意識，而問題源于生活，學生只有對生活進行了敏銳的觀察、認真的思考、深刻的領悟后，才能在自己的頭腦中留下一長串疑問。這時，教師不能把學生當成接受知識的容器，不應強硬地灌輸科學知識，而應讓他們親自去經歷科學、體驗科學、理解科學，在這個過程中，自主地獲取科學知識，領悟科學思想。

在《抵抗彎曲》這堂課中，我設計了這樣一個環節：

像紙這樣的薄型材料，它的抵抗彎曲的能力都比較差，通過今天的研究，我們知道了增加它的厚度能夠顯著提高它的抗彎曲能力，這個研究結果在我們的生活中就得到了廣泛的應用，老師這里就有幾張有關建筑的圖片，它們都用了很厚的橫梁來承受巨大的壓力。（課件播放圖片。）

你們有沒有發現這些橫梁都是怎么放的呢？為什么要這樣放呢？能不能用今天的知識來說說？

下面我們就以直尺來代替這些橫梁再次做個小實驗：將直尺分別平放和立放在兩個盒子上，用手從中間下壓，發現平放直尺容易彎曲，立放直尺不能彎曲。

科學探究進一步解釋了生活現象，只有當學生把科學探究過程中獲得的一切轉化為對日常生活的指導，學會運用科學知識解決實際問題，服務自己的生活時，科學探究才能顯示出它應有的生活意義和生命價值。

5.2 從探究結果到生活問題，并在生活中繼續探究

豐富多彩的現實生活可激發學生強烈的探究欲望，\"打破砂鍋紋（問）到底\"的天性又驅使他們進行深入的科學探究；而真正的科學探究并不是坐而空談的，它必須借助于活動這個載體，活動又必須憑借生活這個舞臺。因此下課的鈴聲不再是探究過程的結束，它標志著\"舊問題\"的探究暫時告一段落，\"新的問題\"又爬上孩子們的心頭，探究的成果既作為這個過程的結果，也作為另一個新的探究的起點。

在《抵抗彎曲》這堂課中最后一個環節我是這樣設計的：

① 增加厚度能顯著提高物體的抵抗彎曲能力，但它也有它的缺點，你們能給它找出來嗎？（要用去很多的材料。）

② 如果所有的地方都用這種辦法來增強物體的抵抗彎曲能力，你認為會造成一種什么樣的生活現象呢？（這就是生活中一個很現實的資源問題。）

③ 那么有沒有辦法既能節約材料，又能增強抵抗彎曲能力呢？希望同學們在課后能夠仔細觀察，多多思考，繼續我們新的研究。

【參考文獻】

[1] 郝京化 《小學科學教育概論》 高等教育出版社 2003年10月

[2] 張紅霞 《科學究竟是什么》 教育科學出版社 2003年12月

[3] 王磊 《中小學科學教學——基于項目的方法與策略 高等教育出版社 2004年5月

[4] 張奇，沈群，韓志偉.小學科學教學心理學[M].北京教育出版社，2001年第1版

[5] 小學科學課程標準 北京師范大學出版社