《義務教育小學科學課程標準》強調了科學探究的重要性,提出:科學探究是人們探索和了解自然、獲得科學知識的重要方法;以證據為基礎,運用各種信息分析和邏輯推理得出結論,公開研究結果,接受質疑,不斷更新和深入,是科學探究的主要特點。課程標準關于科學探究也提出了具體要求:知道科學探究需要圍繞已提出和聚焦的問題設計研究方案,通過收集和分析信息獲取證據,經過推理得出結論,并通過有效表達與他人交流自己的探究結果和觀點;能運用科學探究方法解決比較簡單的日常生活問題。
但一個不容忽視的現實是,每天學生逗留在學校的時間只有六小時,每堂課只有四十分鐘,許多科學課內的學習活動因為內容、條件、設施等多方面的原因,只能擴展到課外,課外探究活動已經成為學生科學課學習的另一個渠道,是他們獲取知識﹑直觀地分析和解決問題的又一途徑。
一、實驗制作類
實驗制作是小學科學活動中常見的一種探究形式,它包括實驗、創新發明、制作等部分。
1.生活小實驗
對小學科學而言,實驗主要指對已有的科學認識、結果進行驗證和重演。雖然對成人來說實驗結果是已知或確定的,但對學生是未知的,實驗能夠幫助他們學習實驗的方法,學習設計實驗、控制實驗條件、分析實驗現象,親歷科學知識的產生過程,提高科學探究能力。組織學生開展課外小實驗活動,能拓展學生的探究視野,滿足學生個性化的探究需求,教師可以組織學生在課后利用身邊的材料開展小實驗。
教學完“改變浮力大小的因素”這一活動后,教師可以要求學生在家中繼續研究這一問題:找到裝水的杯子,把雞蛋放入水中觀察沉浮現象,之后想辦法讓雞蛋浮起來,但不照搬課堂中使用過的加鹽的方法。這個實驗的材料簡單易得,實驗方法并不復雜,有一定的挑戰性,既能激發學生的探究興趣,又便于學生聯系實際,鞏固課堂所學。
2.創新小發明
發明是運用自然規律解決技術領域中特有的問題,以更好地滿足人們日常生活的需要。在生活中,人們常常會遇到各種各樣的困難和需求,為了滿足這些需求,一些小發明往往隨之誕生。
在教學“設計制作自動滴灌裝置”這一內容前,教師可以提前給學生布置一個研究任務,要求學生想辦法解決——全家人要出門旅游一個星期,陽臺的盆栽花草無人照料,怎樣才能讓花盆中的土壤保持持續充足的水分呢?如果學生有困難,教師可以組織他們開展討論,同時提供醫院輸液的圖片,引導他們觀察控制水滴大小的調節器,待弄明白調節器控制水滴大小的原理后,鼓勵他們自行設計并制作一個類似的自動滴灌裝置。這樣一個小發明活動重在引導學生體驗問題解決的過程,學生從生活中的問題出發,嘗試提出解決問題的設想,并付諸實踐,有效提升了他們的動手探究能力。
3.改良小制作
在科學探究活動中,改良小制作與小發明最大的不同在于小發明是源于生活中的需求,主要是通過從無到有的發明解決實際需求,改良小制作則是對已有的東西進行改進,使其進一步契合自己的需求。如學生在做值日生時發現,黑板粉筆槽內的粉筆灰很難擦干凈,教師可以組織學生討論并在課外開展“改良粉筆槽”活動,必要時,教師可以提供有針對性的案例、圖片作啟發。有的小組提出運用電動滾筒運輸帶和運輸帶下方的毛刷清理粉筆灰這一設想,獲得全班大多數同學的認可。其實,這一活動中,學生能否成功做出成品并不重要,重要的是教師引導和鼓勵他們大膽提出合理的假設并進行設計,學習把自己頭腦中的知識聯系實際。
二、觀察記錄類
一般來說,科學課外的觀察記錄活動主要有以下幾種:
1.自然觀察記錄
自然觀察記錄活動一般是指對自然事物和現象的觀察和記錄,是學生了解自然規律的一種常用探究活動。自然規律的得出離不開大量的觀察、記錄和總結,由于大多數自然觀察記錄活動都是長周期活動(如觀察月相、觀察動物習性等),學生需要長時間、不間斷地進行觀察和記錄,這就導致在課堂上無法完成,只能安排在課外,由學生自行觀察和記錄。教師則是在活動前指導,活動中督促,活動后引導分析,形成結論。
2.較長期實驗觀察記錄
有一些人為控制的實驗花費的時間很長,需要較長期的觀察和記錄,如探究種子萌發條件、探究鐵釘生銹條件等活動。這類實驗往往不能馬上看到實驗現象,需要較長時間的觀察和記錄,教師除了需要指導學生認識一些實驗中的注意事項外,還要引導他們記錄盡可能全面的信息,便于后期的分析。
3.生活觀察記錄
科學課中,除上述的兩類觀察記錄活動外,還有一些是對日常生活現象的觀察記錄,主要是為了解釋日常生活中的一些現象及其產生的原因、后果等。如“記錄生活中的垃圾”這一活動,在一段時間內,學生需要每天對家中、學校里產生的垃圾進行記錄,再將全班學生的記錄匯總,使他們直觀地認識到人類產生垃圾的數量之多,以及對自然的危害。這類活動,通常對學生的情感態度和價值觀影響較大,在學生記錄結束后,教師引導學生確定討論的方向十分重要。
觀察記錄是人類通過自己的感官認識世界的一種常用探究方法,由于學生已有知識和經驗以及能力基礎等不同,在開展觀察記錄活動時,對不同年段的學生要求并不一樣。下表是某小學科學教研組制定的觀察能力要求:
三、資料收集類
現代社會已經進入到信息時代,信息的收集、整理和分析是人不可缺少的一種核心能力,信息、資料獲取的渠道不同,所需要的方法也有所側重,科學教師要善于組織學生開展課外的資料收集類活動。
1.場館資料收集
對學生科學學習來說,社會中各類博物館是一個很好的科學探究場所。博物館的類型很多,如人文、地理、歷史、科技等,這些場館中更多的是實物、模型,文字與圖片的記錄不多。更為重要的是,博物館的設計理念都是“帶著問題進,帶著更多的問題出”。所以,組織學生在各類場館開展資料收集活動,主要是為了引發學生更多的思考,而不是為了解決某一特定問題。如要收集“恐龍如何滅絕”的相關信息,在各類場館中不可能找到一個確定的答案,但可以了解各種假設以及相應的證據。這時,教師需要引導學生利用已有的證據來提出自己的假設,或者支持的觀點,或者提出對有些觀點的不同意見等,盡管不會有一個定論,但仍然可以很好地培養他們的科學素養。
2.網絡資料收集
互聯網普及的時代,網絡中有海量的資料,其中不乏對學生科學學習有用的信息,教師要引導學生利用網絡收集相關資料,服務科學學習。在學習“認識地球”內容前,教師可以組織學生利用網絡收集與地球相關的資料,在此基礎上,引導他們對地球的幾個具體方面進行資料篩選和整理,逐一認識地球的形狀、地形地貌、演變等。需要注意的是,由于網上資料的真實性難以辨識,教師需要指導學生對資料的來源與出處進行考察,引導他們學會在專業、權威網站上進行資料收集。
3.書籍資料收集
與網絡資料相比,書籍、報紙、期刊等傳統出版物的資料真實性更加可靠,能很好地促進學生的科學學習。在這類資料收集活動中,教師要重點指導學生對資料的出處進行標注,提升他們文獻查閱和研究的能力。如關于“風箏”的資料收集活動,學生通常能找到許多關于風箏的資料,在最后交流的部分,待每位同學交流之后,教師需要刻意問一句“在哪里看到的資料”,提醒他們有意識地對所尋找到的資料進行出處標注。
四、表達交流類
交流表達是探究活動的成果展示環節,更是學生思維碰撞與發展的關鍵環節。由于許多探究活動并沒有固定的答案,所以每一位學生的表達與交流都能引起其他學生的進一步思考,引起學生自發的批判與質疑。
1.交流討論類
交流討論是常見的一種探究活動,能即時地反映出學生對某些問題的思考。但有時候,由于討論內容涉及范圍太大,無法在課堂上充分展開,因此在課外開展交流討論活動就順理成章了。如在課外探究中很常見的“頭腦風暴”活動,學生會針對所要討論的問題進行各種假設和思考,提出自己的想法,學生彼此間不同的想法會激起強烈的思維碰撞,進而引出每個人更深層次的思考。這類活動的重點并不在最終的討論結果,而在過程,教師需要做的重點是,在過程中適當地“激化”矛盾,使得思維碰撞更加強烈而高效。
2.作品展示類
作品展示一般是在動手制作類活動之后進行的成果展示。通常,由于課堂內的制作時間長,會導致展示部分無法在課堂上充分展開。這時,課外大范圍集中展示就尤為重要。這樣做,既能激發學生在課上制作的興趣,又能通過展示這個渠道提升學生的自信,促進更多學生在觀展的過程中,發現自己作品的不足。
廣東省廣州市番禺區天譽小學(511400)