開展科學小課題研究的方案

張會

[摘 要] 學生科學小課題研究是指學生在教師的引導下自主發現問題、提出問題、確定研究課題，根據已有的知識和經驗，從課堂到課外對生活中的問題進行自主探索，讓學生在探究過程中學到知識，培養能力。教師針對學生感興趣的問題和擅長的領域指導學生進行科學小課題研究，進一步提高學生的科學探究能力。

[關鍵詞] 科學小課題；自主探究；方案

科學小課題研究的目的是通過對個體有針對性的指導，引導學生獨立思考，大膽“動手做”，親身經歷“動手做”的活動，提高自身動手實踐能力，同時希望通過對學生進行過程性的指導，從不同類型的小課題以及不同層次的學生中找出一些行之有效的研究方法，切實提高學生進行科學研究的能力。

六年級學生的自主意識逐漸強烈，自主探究能力、自我評價和自我教育的能力也得到了充分發展，初步形成了獨特的性格以及對人生和世界的基本看法。通過對全年級學生的小課題研究調查發現，80%的學生很樂意去挑戰自我，動手研究感興趣的問題。教師應從學生的興趣點出發，選擇學生感興趣的問題，給予學生自我研究的機會，進一步培養學生自主探究的能力。

一、課題方案設計

科學小課題研究可以按照現行課程標準中科學探究的一般模式，進行方案的設計指導。流程分別是提出問題—猜想與假設—制訂計劃—觀察、實驗、制作—收集整理信息—思考與結論—表達與交流。

提出問題就是讓學生明確要研究的課題。科學小課題要滿足以下幾個方面的要求：一是學生感興趣的，愿意動手探究的；二是具有一定的科學性、合理性和現實條件下的可操作性；三要符合學生的年齡特征和認知結構，具有獨立研究的可能。

根據調查分析將從以下三種類型指導六年級學生科學小課題方案的設計：

1.科學實驗類

科學實驗類是科學小課題研究的主流方向，可直接按照科學探究的七步法進行課題研究。從問題出發，先對問題提出疑惑或假設可能的結果，根據假設制訂行之有效的實驗方案，然后進行實驗觀察，記錄實驗現象，從而分析數據得出結論。

以學生小課題“人一天中身高和腳長變化的研究”為例進行說明。根據學生發現的“人一天中身高和腳長是否有變化”這個問題，確定研究的課題，設計課題方案。可采用最簡單的方式，每天利用身高貼量出身高，用畫腳步輪廓圖找出腳趾和腳后跟的直線長度，持續研究至少半個月以上，進行實驗觀察，記錄數據。

2.科學幻想類

如果說科學實驗是科學小課題的主流方向，那么科學幻想絕對屬于偏門，但是不可否認，很多以前的科學幻想在現在都變成現實，比如說電話誕生之后，從有線到無線，從體型碩大到小巧玲瓏，從功能單一到智能手機；再比如說電腦，從剛誕生的埃尼阿克占據幾間房，到微機，到筆記本電腦，到掌上電腦。縱觀科學發展史可以發現，很多時候都是思想在先，然后在此基礎上考慮實現的可能性。科技創新大賽中的科學幻想畫類也許就是想從孩子們的想象力中發掘未來可能變成現實的想法。

教師應要求學生按照創造發明的方式進行課題研究。首先，“畫出一幅藍圖”——幻想達到的效果，這個可以用畫筆繪出，也可以用語言描述，最好是圖文并茂；其次，進行“結構設計”——如果是實物幻想發明，則需要說明內部結構特點；如果是未來展望，則需要全面介紹需要哪些條件才能實現幻想的效果。

3.資料整理類

這種類型的小課題，主要涉及學生感興趣的地球與宇宙范疇，現階段很難有條件去進行實驗觀察。經調查發現，六年級近50%的學生感興趣，教師應讓學生用資料搜集整理的形式進行類似文獻綜述類型的課題研究。

例如，《阿波羅登月真偽》從網絡中發現對阿波羅登月的懷疑出發，搜集各種類型的資料進行分析，去尋找證據來認證阿波羅登月的真假。可利用網絡搜索關于阿波羅登月的爭議話題，登陸谷歌月球，尋找登月第一手資料，從雙方辨識的焦點尋找證據證明自己的結論。

二、課題實踐研究，數據記錄

確定研究方案，進行課題研究。對于時間較長的實驗研究來說，堅持不懈、認真實驗是比較難的，可以稱為長周期實驗的課題研究。此時教師需要不時通過各種方法督促學生進行實驗研究，鼓勵學生的研究過程，這樣可以激勵學生持續研究。例如，“人一天中身高和腳長變化的研究”要求至少研究半個月以上才具備一定的代表意義，因此這個課題重點就是要讓學生在實驗的基礎上，培養完成長周期任務的能力。

科學幻想類的課題，就需要教師給予學生最大的肯定，不怕學生天馬行空，只要能圓滿解釋，那么就是成功。學生最怕的就是別人笑話他異想天開，這種情緒有時會扼殺學生的想象力，而想象力是科學課課標里明確教師需要培養學生的一種能力。

資料搜集類課題，就是讓學生利用多種渠道盡可能多地搜集相關資料，再進行分析，最后得出合理的結論。

三、分析總結，撰寫科學小論文

科學小課題以科學小論文的形式表達研究的內容。教師指導學生在分析自身的觀察結果、實驗數據、搜集的資料等基礎上表達課題研究的成果。學生在分析實驗數據時，教師應強調原始數據的重要性：哪怕是錯誤的數據，也不可以更改。有時錯誤的數據也能引發重大發現。

以“人一天中身高和腳長變化的研究”小課題為例，出示研究的科學小論文。

人一天中身高和腳長變化的研究

我針對身邊的小疑問：人一天中身高和腳長是否有變化？從自身感到困惑的地方出發來設計實驗：每天在早上8點、中午12點、晚上20點先通過身高墻貼測量身高；再通過畫腳部輪廓圖，測量腳長。最后通過比較早中晚的數據，從而得出結論。

經過17天連續不斷地測量，分析數據發現：一天中晚上的身高比早上要矮將近1.5厘米，腳長卻是晚上要比早上長1厘米左右。

通過資料搜索，人一天中身高之所以出現這樣的變化和職業特征有著直接的關系，那些肩擔、背扛的重體力勞動者和運動員，尤其是舉重運動員，一日之內的身高變化更為明顯，早晨起床時要比晚上睡覺前高出2～3厘米。

而一日之內的身高變化又是評定生理負荷大小和疲勞程度的重要方法之一。就某一個體而言，早晨起床時最高，晚上睡覺前最矮。脊柱這一生理增減，僅是一日之內的變化，經過一夜睡眠，肌肉得到充分休息，疲勞消除后，身高也隨之恢復。

通過觀察和資料搜索發現：一天中腳長的變化原因是人活動了一天之后，腳的血液循環慢，發生了腫脹，腳部就會增大；而當晚上睡覺時，腳和心臟的位置在同一水平線，血液循環加快，所以早上腳部就會小。

根據不同課題類型對學生進行有針對性的分類指導，讓學生在小課題研究的過程中自主探究，提高學生的觀察、實驗、記錄、整理數據的能力，切實提高了學生的科學探究能力，從而進一步提升了學生的科學素養。

參考文獻

[1]蔡艷芳.讓學生在自主探究中學習——小學生小課題研究新探[J].中小學教師培訓，2002，（2）.

[2]任英麗.開展科學小課題研究的途徑[J].科學大眾（科學教育），2011，（8）.

責任編輯 吳晶晶