把學生領上科學探究的“道”

張陳江

一直覺得科學探究對于學生來說，不僅僅是單純的動手操作。為此，我愿意花上足夠多的時間讓他們在動手之前，獨立思考、合作探討、充分表達、仔細傾聽、相互補充，直到形成一個相對較完善的實驗方案。我堅信在這個比較漫長的過程中，大多數孩子應該對這個方案能加深理解，從而在動手時更有目的性和針對性。基于這樣美好的設想，我開始付諸實施。沒想到——

問題接二連三

這節課研究的是“電磁鐵磁力大小與什么因素有關”。我首先將學生的假設集中呈現出來，并讓各個組經過民主討論后選擇一個作為研究對象。這時，第一個問題出現了——到底聽誰的？

面對眾多的選項，每個學生都有自己的選擇。當四個學生匯聚到一起，都希望別人能支持自己的觀點。可怕的是四個人都這樣想。更可怕的是，四個人的選擇各不相同。最可怕的是誰也說服不了誰。

矛盾在瞬間爆發了！有的組很順利地確定了研究主題。有的組卻分成了兩派，二對二，勢不兩立，爭論不休。有的組甚至是三對一，形成圍攻之勢，卻久攻不下……

我被迫叫停了討論，開始進行疏導。從小組成員的分工到實驗效率的提高，從全班各組實驗主題的分配到單個小組實驗的意義，總算暫時解開了哪些頑固的疙瘩，各組形成了比較統一的意見。

我給每個小組一張表格，請各組根據剛才確定的主題設計實驗方案【簡】。

問題又出現了——假設的表述不完整。有的組說“電磁鐵磁力大小與電池數量有關”。有的組說“鐵釘越長磁力越大，鐵釘越短磁力越小”。有的組干脆寥寥幾字“導線長短”。針對這種普遍出現的情況，我告訴學生，這一類的假設通常由兩部分組成：“該現象與什么因素有關”、“具體有怎樣的關系”。學生根據這個格式對各自的假設進行了修正，漸漸地都能完整地表述了。

不過，一波未平一波又起。新的問題又來了——不同條件是什么？不同條件的設置是什么意思？

仔細想來，學生產生這個疑問還是正常的。從表格上觀察，這個“不同條件”出現得十分突兀。在這之前，應該先讓學生把實驗過程梳理一下，當實驗的過程在頭腦中有了雛形以后，再來填寫不同條件就順理成章了。經過嘗試，證實了這個想法。這張表格中也應該添加實驗過程設計的部分。

最后一個問題——相同條件的列舉。學生了解了實驗操作的過程，知道了一組對比實驗中的不同條件，自然就明白了其他條件都應該相同。所以有學生概括性很強地寫著“其余條件都相同”。還有學生具體到“導線相同、鐵釘相同或者電池相同”。我追問他們：對于導線相同，究竟是導線的長度相同？還是導線粗細相同？還是導線顏色相同？聽了我的追問，學生才詳細地羅列出更具體的相同條件。我告訴他們，在設計實驗方案的時候，表述要具體，要使人能對照方案很明了地知道怎么操作。

一連串的問題終于解決了。我也進行了反思。

首先要了解學生。這個班是我今年新接手的班級，他們的三四年級科學都是兼職教師帶的。所以對于他們的知識基礎、探究能力、操作習慣等都在熟悉的過程中。小組合作習慣、對實驗設計的能力現狀都和我的預期有些距離。

其次，要根據學生的一般認知過程設計教學環節。一味地依據教師口味設計菜譜，會讓這頓大餐形成很大的浪費。

最后，我意識到今天花這么多時間糾結在實驗方案的設計上，還是很值得的。畢竟實驗設計能力的提高不是一朝一夕就能實現的，需要經歷多次探究活動的“實習”和“打磨”，才能讓學生逐漸掌握對比實驗的特征。其中還包括引導學生對自己探究過程進行。

及時回顧反思

在后一節課上，我提供材料讓學生根據自己實驗方案中設定的步驟進行操作。材料員根據小組研究的需要到老師處領取相應材料。比如研究鐵釘粗細是否影響電磁鐵磁力的小組就選擇了長短、材質相同粗細不同的鐵釘，一根導線，一節電池和若干回形針。研究電池數量影響電磁鐵磁力的小組選擇了三節電池、一根導線、一枚鐵釘和若干回形針……

十五分鐘后，實驗基本結束。我將學生匯報的數據進行了匯總（表簡）。

通過觀察，學生發現電磁鐵磁力大小與鐵釘粗細、導線長度、電池數量、導線圈數、導線粗細、鐵釘長短、線圈直徑都有關系。

我問第12實驗組：“你們在實驗的時候，除了線圈直徑不同以外，其他條件都保持相同嗎？”他們信誓旦旦地說：“是的。”我問：“直徑是0.5厘米的線圈，你們在鐵釘上繞了幾圈？直徑是1厘米的線圈，在鐵釘上繞了幾圈？相同嗎？”他們傻眼了，面面相覷：“這個……我們沒注意。”我說：“要是圈數不同的話，那實驗數據就能說明電磁鐵磁力大小與線圈直徑有關？”別的學生看看他們又看看我，紛紛搖頭。

我又問其他小組：“你們在實驗時，有沒有哪些條件給疏漏了呢？大家再回頭檢查一下。”

果然，有小組發現問題了。第1小組發現他們在粗細不同的鐵釘上繞上相同圈數的導線，可是由于鐵釘有粗細，所以線圈的直徑也不同了；第12小組還發現他們的線圈和鐵釘之間的間隙也不同；第9小組發現粗細不同的導線繞成的線圈的長度不同。我還向第9組坦誠在準備材料時的困惑：我只找到了粗細不同的導線，但是導線的材質不能保證相同；還有的組檢查出實驗時線圈排列有時緊有時松；……

最后，經過對數據的比較和篩選，學生發現電池數量和線圈圈數對電磁鐵磁力的影響是比較明顯的。而其他因素，也有可能影響電磁鐵磁力大小的。如果能找到控制實驗中相同條件的辦法，就可以用實驗來一一證明。下課前，學生和我約定——

這個課題，我們要繼續研究下去。

【作者單位：蘇州工業園區東沙湖學校 江蘇】