如何巧設(shè)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生探究能力

趙萍

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。”在小學(xué)科學(xué)課教學(xué)中，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦過(guò)程中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效方法之一。

一、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境。激發(fā)探究欲望

小學(xué)生的好奇心強(qiáng)，遇到感興趣的問(wèn)題總是要尋個(gè)究竟。這就要求我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和熟悉的事物環(huán)境，設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，引導(dǎo)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行大膽假設(shè)和猜想，并通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)獲取回答問(wèn)題或驗(yàn)證假設(shè)的數(shù)據(jù)和資料。如在執(zhí)教教科版六年級(jí)上冊(cè)“杠桿”一課，做“比誰(shuí)的力氣大”的游戲時(shí)，讓學(xué)生推薦出班級(jí)中公認(rèn)的一位力氣大和一位力氣小的同學(xué)來(lái)比試。學(xué)生一致認(rèn)為力氣大的會(huì)贏，我讓力氣小的壓離支點(diǎn)遠(yuǎn)的一端木棍，力氣大的壓離支點(diǎn)近的一端木棍，結(jié)果力氣小的幾次都輕而易舉地取得了勝利。學(xué)生親自試驗(yàn)后提出了疑問(wèn)，從而激發(fā)學(xué)生研究杠桿的興趣。接著，在教師的鼓勵(lì)下，學(xué)生圍繞支點(diǎn)位置、杠桿臂長(zhǎng)度、人的重量等方面提出了幾個(gè)自己想研究的問(wèn)題，即在什么情況下杠桿省力、費(fèi)力、既不省力也不費(fèi)力。情境的創(chuàng)設(shè)，有效地傳授了知識(shí)，在成功的體驗(yàn)中促進(jìn)了學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。

二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。尋找探究途徑

著名心理學(xué)家皮亞杰說(shuō)過(guò)：“活動(dòng)是認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，智慧從動(dòng)作開始。”激發(fā)了學(xué)生的好奇心，學(xué)生有了強(qiáng)烈的探究欲望，他們?cè)陬^腦中會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)為什么，并且急于尋求答案，教師這時(shí)就要引導(dǎo)學(xué)生提出無(wú)數(shù)個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行考察和論證，篩選出有科學(xué)探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，確定一節(jié)課內(nèi)或生活中能有效探究的問(wèn)題作為主題。然后，圍繞主題，引導(dǎo)學(xué)生在充分討論的基礎(chǔ)上，選擇適合學(xué)生認(rèn)知水平和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)方案。如在教學(xué)教科版四年級(jí)上冊(cè)“聲音是怎樣產(chǎn)生的”一課時(shí)，大部分學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)猜測(cè)敲、拍、撥、摩擦、說(shuō)話……產(chǎn)生了聲音。那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證猜想正確與否呢？讓學(xué)生選擇在桌面、鼓面上放些紙屑、米粒、小豆，通過(guò)敲打桌面、鼓面，來(lái)觀察紙屑、米粒的跳動(dòng)發(fā)出聲音的現(xiàn)象，再演示用力彎曲鋼尺或攥緊木棒讓學(xué)生觀察聲音與用力無(wú)關(guān)；接下來(lái)讓學(xué)生觀察物體與振動(dòng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)橡皮筋是柔軟的，桌框下面是空的，敲打發(fā)聲時(shí)會(huì)振動(dòng)；然后引導(dǎo)學(xué)生再進(jìn)一步質(zhì)疑：聲音真的是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的嗎？學(xué)生圍繞這個(gè)核心問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)發(fā)聲的音叉接觸水面激起水花驗(yàn)證發(fā)聲的音叉在振動(dòng)，得出聲音確實(shí)是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的新跨越。當(dāng)然，對(duì)有些無(wú)法用實(shí)驗(yàn)形式展現(xiàn)的探究素材，如植物怎樣喝水、五年級(jí)上冊(cè)食物鏈、下冊(cè)地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)等問(wèn)題可借助網(wǎng)絡(luò)和多媒體進(jìn)行模擬演示達(dá)到仿真效果，讓學(xué)生在生動(dòng)形象的觀賞環(huán)境中進(jìn)行愉快地學(xué)習(xí)，獲取知識(shí)。

三、注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程。培養(yǎng)探究能力

蘇霍姆林斯基說(shuō)：“手和腦之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，手使腦得到了發(fā)展，使它更明智；腦使手得到了發(fā)展，使它成為思維的工具和鏡子。”動(dòng)手實(shí)踐，自主探究，合作交流是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，分組合作實(shí)驗(yàn)的具體做法是：先把實(shí)驗(yàn)的目的、名稱、器材、步驟、現(xiàn)象、結(jié)論等要素設(shè)計(jì)成空白實(shí)驗(yàn)報(bào)告單提供給學(xué)生。然后讓學(xué)生動(dòng)手操作，觀察，分析，相互交流實(shí)驗(yàn)過(guò)程得出的結(jié)論。如在教學(xué)教科版四年級(jí)下冊(cè)接亮小燈泡一課時(shí)，我將學(xué)生4人分成一組，每組下發(fā)一張空白實(shí)驗(yàn)報(bào)告單，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生挑選了導(dǎo)線、小燈泡、開關(guān)等實(shí)驗(yàn)器材。讓學(xué)生先接亮一個(gè)小燈泡，及時(shí)交流怎樣把小燈泡接亮的，并要求學(xué)生用畫圖的方式表示出來(lái)，學(xué)生掌握了電流、電路概念后，再做接亮多個(gè)小燈泡的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生不斷嘗試、觀察、討論、思考，匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：①只有用導(dǎo)線把電池的正負(fù)極和燈泡連接起來(lái)，組成一個(gè)封閉電路，小燈泡才能發(fā)亮；②燈泡的亮度與電池的個(gè)數(shù)有關(guān)；③用同樣的電池使2個(gè)小燈泡同時(shí)發(fā)亮的連接方法有兩種。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中啟發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，探究能力進(jìn)一步提高，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)得到萌發(fā)。

四、展示實(shí)驗(yàn)成果。拓展探究空間

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)結(jié)束后，一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)便是展示實(shí)驗(yàn)成果。只有大家相互交流各自的學(xué)習(xí)情況，并把自己的探究過(guò)程或結(jié)論展示出來(lái)，才能知道通過(guò)探究得到了哪些啟示，為什么探究結(jié)果可能與事先猜想的不一樣，探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是否有缺陷，還有哪些改進(jìn)的地方……只有這樣，學(xué)生的科學(xué)探究空間才能得到拓展，探究素養(yǎng)才能逐步形成。如在完成教科版六年級(jí)上冊(cè)電磁鐵實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：電磁鐵是否有磁極，南北極各在哪一端，各小組制作的簡(jiǎn)單磁鐵吸的大頭針的個(gè)數(shù)為何不一樣等。通過(guò)展示交流，學(xué)生學(xué)會(huì)了制作電磁鐵，同時(shí)也知道了影響電磁鐵的磁力大小的相關(guān)因素。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要盡量給予讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)“成功”的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在展示過(guò)程中體驗(yàn)成功的愉悅，以激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的愿望，培養(yǎng)學(xué)生刨根問(wèn)底的探究精神。

總之，在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，我們應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，精心設(shè)計(jì)好每個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在科學(xué)探究的過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，掌握探究技能，培養(yǎng)探究創(chuàng)新能力。