隨著課改的推進,越來越多的科學教師開始重視讓學生經歷探究的全過程,并在科學課堂中提供機會讓學生動手操作、合作學習,這無疑是科學教學的一大進步。然而,在聽課過程中,我們經常發現這樣的問題:有些實驗探究課,從教學流程來說無可挑剔,從實驗本身來看也比較成功,但整個教學過程卻給人一種平淡、乏味的感覺,學生學習沒有激情、沒有活力,師生之間沒有思維碰撞,沒有動態生成;課堂上,按部就班地操作的學生就像“隨團旅游”的游客一樣,對于實驗探究只是“到此一游”,過程匆匆,體悟不深。
面對這種淺表化的實驗探究,我們不禁要思考:產生這種現象的原因何在?作為科學教師又如何讓探究過程扎實、靈動而又有實效?
一、探究淺表化的原因
實驗探究的淺表化雖然原因是多方面的,但我個人認為以下三方面的原因不可忽視:
1.教師對實驗探究的內涵認識不到位
在許多教師看來,當前在科學課堂上最能體現新課程理念的是組織學生進行實驗探究活動。也有一部分教師認為,一節課只要組織學生進行了動手操作活動,也就是帶領學生開展了探究。由于教師對實驗探究的真正內涵認識不到位,實驗教學就出現了一些為活動而活動、為探究而探究的現象。
筆者曾經聽過一節《簡單電路》的公開課,執教老師為學生準備了燈泡、導線、電池、電池座等材料,教師在講解了電路的組成后,學生按照教師的講解動手操作——把導線連在電池盒、燈座的固定位置上,小燈泡都亮了,實驗大功告成。殊不知,整個過程學生只是動動手、連連線,至于為什么這樣連,還有沒有其他的連線方法,學生都沒有思考過,這實際上是把探究過程簡單化了。沒有方法的習得、沒有思考的參與、沒有能力的提升,實驗探究就只是走過場、搞形式。
2.教師對實驗探究的目標定位存在誤區
引領學生進行實驗探究的目的何在?是讓學生得到實驗結論,還是會做某個實驗,抑或是提升學生的探究能力?我認為,會做實驗、能得出實驗結論固然重要,但實驗探究的真正目的在于提升學生的探究能力。當然,能力的提升要依托一定的活動進行,但能提升學生探究能力的活動絕不僅僅是動手操作,還應該包括猜想、嘗試與思考等多種活動。在實驗教學中,如果教師不管是有意還是無意地將實驗探究的目標僅僅定位為讓學生會做實驗、能得出實驗結論,那么教師必將會在教學中對學生進行過多的干預,將實驗操作直接導向結論。這樣的話,學生不過是在教師的掌控下進行了幾個操作活動而已,他們的探究能力并沒有得到提升。
3.教師缺乏實驗創新的意識和能力
“用教材教”這個理念幾乎是每個科學教師都耳熟能詳的,但部分科學教師由于缺乏必要的專業知識,或者對實驗內涵把握不透,在教學過程中缺乏實驗創新的意識和能力,對教材上的實驗不能根據本地實際、學生特點以及器材特點進行二次設計,致使實驗現象不明顯或者實驗重點不突出,學生忙于動手、疲于應付,對實驗體驗不足、感悟不深。
《研究磁鐵》一課,教材在“探究磁鐵的性質”時出示了六幅圖畫,提示分別探究磁鐵四個不同方面的性質,有的教師在執教這節課時,讓學生按照教材安排的順序一個接一個地做驗證實驗。這種處理教材的做法,致使一節課中學生在每一個實驗中平均用力,沒有深度探究,這樣又何談思維的發展和能力的提升?
二、探究淺表化的對策
盡管小學科學實驗操作相對比較簡單,但簡單的實驗不能簡單化處理。科學教師如何立足學生實際、優化實驗教學,讓學生經歷扎實而有實效的實驗探究過程?
1.正確把握實驗探究的內涵及目標
何為實驗探究?探究就是探索研究,是通過深入研究一個問題,把事情的本質或問題的原因找出來。探究與動手操作有不同的內涵,并不是只有“動手做”才是“探究”,科學課上學生的預測、制定實驗計劃、動手實驗、觀察記錄、匯報交流等都屬于探究活動。在實驗探究過程中,動手操作只是探究的外在表現,蘊含在其中的科學思維發展才是探究的靈魂。如果沒有思維的發展,學生只是被動地動手、觀看、記錄,他們就沒有自己的認識和感悟,更沒有個人的創新與思維的提升。
理想的實驗探究應該是讓學生經歷這樣一個學習過程:在問題的驅使下,基于問題尋求策略,基于策略設計實驗流程,基于證據觀察、記錄相關實驗現象,基于問題解決篩選、提煉、分析相關的事實,達到提升探究能力的目的。科學教師要透徹地理解探究內涵,明確實驗探究的目標追求,創設條件讓學生自己去思考活動方法,自己去經歷探索過程,自己去觀察實驗現象,自己去反思前因后果,真正做到動手的同時更好地動腦。
2.優化實驗設計,豐富實驗探究
盡管現行各種版本的《科學》教材在內容呈現形式、活動選擇、實驗設計等方面都盡可能體現新課改的理念,但畢竟教材文本是靜止的、固有的,而我們所面對的教學情境和教學對象是變化的、即時的,如何將這些靜止的東西和活生生的學生有機聯系起來,讓學生正真投入探究之中,需要教師在實驗教學前好好研究。
小學科學實驗所涉及的內容通常較為簡單,但簡單的實驗不能簡簡單單地去處理,因為每一個實驗都有其獨特的內涵和價值。教師面對一個科學實驗時,要透徹了解實驗,盡可能地想明白該實驗要揭示什么科學原理、訓練何種學習方法、滲透哪種思維方式,然后思考采用什么樣的教學方法、如何指導點撥才能適應學生的認知特點,讓學生在實驗探究中發現知識、習得方法、獲得思維鍛煉。
三年級《神奇的水》一課在探究水的毛細現象時,課本提供的素材是讓學生觀察“紙巾浸入水中”“用粉筆吸水”“潮濕的墻腳”等來理解水的毛細現象,但在研讀教材時,我們認為如果僅僅觀察上述幾種現象就給出概念——水沿著有孔隙的材料往上爬或向四周擴散的現象叫毛細現象,這對于學生的思考、歸納能力的提升是否有幫助?三年級學生剛剛開始學習科學,必要的科學方法還是要滲透的。于是,我們豐富了探究材料的種類,除了能使水向上爬的材料,如餐巾紙條、玻璃管、粉筆等,又補充一些不能使水“爬”材料,比如玻璃片、玻璃棒、鐵絲,還特意把兩片玻璃用透明膠粘在一起。這樣,在學生觀察了多種現象之后,再通過對材料進行分析,就能更好地理解毛細現象這個概念。這樣設計,使實驗探究更有深度和吸引力,能引導學生持續不斷地動手動腦,達到在過程中訓練方法、啟迪思維、鍛煉能力的目的。
3.科學引領,使實驗探究扎實而深入
(1)聯系生活實際,創設相對真實的情境。卡爾·波普爾認為,探究不是從觀察開始的,而是從問題開始的。問題從哪里來?問題應該來自于兒童的活動。學生要有充足的時間去觀察和思考他們周圍的世界,在活動中產生有意義的問題。然而,目前由于各種原因,真正留意觀察周圍世界的學生較少,教師也沒有足夠的時間讓學生去感悟世界、觀察生活,這就需要教師創設一定的情境,還原或者模擬典型的生活場景,讓學生在相對真實的情境中發現需要解決的問題,進而在問題驅使下引發探究的欲望。
(2)合理安排實驗活動,使活動層次分明、重點突出。文似看山不喜平,其實課堂上的實驗活動也是如此。雖然教材按照一定順序呈現了活動內容,但教師在進行實驗設計時,要精心研究課時目標,透徹了解每一個實驗活動的目的、要求,并結合實際情況創造性地設計活動,這樣才能使活動過程疏密有致、重點突出,實驗探究才有質量。
三年級《使沉在水里的物體浮上來》一課主要有四個活動:第一個活動是把橡皮泥捏成碗型使橡皮泥浮起來;第二個活動是借助一些可以浮的物體使沉在水里的物體浮起來;第三個活動是認識潛水艇通過減輕重量可以在水里浮起來;第四個活動是往水里加鹽,可以使土豆、雞蛋等物體浮起來。這四個活動如果平鋪直敘地展開,每個活動最多七八分鐘,活動如隔靴撓癢,探究不深刻、不透徹。
有位教師在執教本節課時對教材進行了創造性改進:首先,對于水里加鹽這種方法利用差異性情境(鵪鶉蛋在一杯水中下沉,在另一杯水中上浮)引發學生的思考,這個環節既是導入,又是探究;接著,對于其他幾種方法,教師則提供幾種物體,要求學生做到“不同物體要用不同的方法使它浮起來”,之后給了學生較長的探究時間,沒有限制他們的探究思路,讓他們自由地去動手、去嘗試;最后,教師出示自制潛水艇模型,展示不同方法在生活中的應用,引導學生對實驗探究進行認識提升。不難看出,整個過程有緩有急、有輕有重,學生時而思考、時而動手、時而交流,驚奇不斷,課堂探究層層推進,彰顯出探究的價值。
(3)重視學生主體地位,讓學生真正投入探究之中。學生是科學學習的主體,這個理念在觀念層面已成為許多科學教師的共識。然而在教學實踐中,有的教師對學生的探究能力估計不足,總擔心學生做得不夠好,在教學過程中對應當由學生自主完成的事情包辦過多,不敢放手讓學生自己去探索和研究。如果學生總是亦步亦趨地按照教師的指示去做,怎會有深刻的體驗和能力的提升?因此,在科學探究中,教師要轉變觀念,立足學生探究能力的發展來組織教學,充分相信學生,給學生真正的民主與自由,這樣才能激發學生的智慧,引發有意義的探究活動。
有位教師在執教“熱在固體中傳遞”內容時,創設情境引導學生提出探究問題“熱在固體中是怎樣傳遞的”之后,充分放手讓學生自己設計方案。學生各抒己見,有的想到加熱鐵絲的一端,想辦法看看熱在鐵絲中是怎樣傳遞的;有的想到加熱圓形鐵片的中間,想辦法看看熱是怎樣傳遞的;還有的想到把鐵勺放入熱水中,想辦法看看熱是怎樣傳遞的。也許有的方案不夠嚴謹甚至不夠科學,但經過了個人思考之后,按照修改完善后的方案分組實驗,學生就是在做自己的研究,探究得非常認真,效果也不錯。當然,在中年級學生剛剛接觸科學實驗或者實驗本身比較復雜時,教師還是要對學生的探究進行適時、適度引導與點撥,給學生搭建適當的支架,讓他們能夠自主探究。
看似簡單的實驗探究,它不是流程式的操作,也不是模仿式的動手,它需要教師用心思考、精心設計、智慧點撥、收放自如,需要教師引導學生動手又動腦,只有這樣才能使實驗過程活而不亂、嚴謹而有序,也只有這樣,才能使實驗探究擺脫淺表化,真正走向深入。