基于現象的科學競賽輔導方略

陳哲

“老師，我吃紫薯的時候偶然沾了些百香果汁，發現紫薯的紫色變成了玫紅色，但加橙汁就不會。”肖同學興奮地跟我匯報了他的生活發現。這么好的研究課題，我當然不會放過：“你的發現真棒，老師都沒有留意過！為什么植物會顯色？什么因素使顏色發生改變？我們以植物色素為主題來設立一個研究好嗎？你做一個美篇把研究展示給同學們吧！”肖同學又自豪又興奮，按照我的提示，查資料、做實驗、收集數據、拍照片，做美篇，有理有據地向全班同學進行了分享。

像這樣基于現象的科學研究項目，筆者帶了不少。《神奇的紙結構》《不同價位的牙膏比較研究》《蜻蜓家族探秘》《奇妙的大泡泡》……每個主題都是生活中的現象，當我們熟視無睹，它們就平淡無奇，而一旦深入，就讓孩子們走進科學探究世界，每個不起眼的現象后面都有無限的研究價值。

一、課題的來源：基于現象，源于觀察

俗話說，生活不缺乏美，只缺乏發現美的眼睛。同理，不缺乏科學研究課題，只缺乏發現問題的眼睛。科學研究基于現象，現象來源于對事物的觀察。比如自然觀察、生活觀察、閱讀等。

1. 自然觀察。如月月同學的《蜻蜓家族探秘》，從對蜻蜓的觀察發現蜻蜒的種類，以及蜻蜓和水環境的關系，用傳感儀器測量水環境，制作蜻蜓一生的手繪圖。這個項目獲得全國青少年科技創新大賽一等獎。

2. 閱讀。如鐘同學的《奇怪的鳥膝蓋》探究項目。她在閱讀一本鳥類書籍時，發現書上提到我們以為的鳥膝蓋并不是真的鳥膝蓋而是鳥的腳后跟。于是她跟我交流，碰撞出了這個鳥膝蓋的研究項目。還真是有趣：為了證明鳥進化，或者說是退化的膝蓋，建了模型來模擬鳥的運動，反證這個鳥膝蓋如果長成人類膝蓋這樣的比例和位置，那恐怕蹲進鳥巢都不是個容易的事了。

3. 社會生活難題。芷珊同學在道旁樹調查活動中發現，很多樹根拱出地面，把馬路拱爛，影響城市容貌。究其原因，是樹根被水泥和柏油路面封死，呼吸困難只好拱爛地面求生。于是她發明了連接樹木生命通道的裝置，由水管做框架在種樹的同時植入地下，形成幾個出口向上的管道，給了樹根自由呼吸的通道。目前該項目已經成功申請了專利。

二、課題的驗證：基于方法，源于用心

面對生活中常見的現象和言之鑿鑿的流言，我們如何去驗證？我常跟學生說科學研究是有套路的，這個套路，從四年級開始我就“碎碎念”給孩子們聽：1.發現問題；2.查找資料；3.實驗研究；4. 分析數據，得出結論；5.提出新的問題。比如，毛同學在觀鳥過程中發現鳥巢材質的變化，筆者引導他把這個現象的發現做成科學探究，呈現基于現象的科學探究五部法。

以下就是他的創作：《環保傳統巢與創新現代巢探究》。

第一，發現問題。我在榕樹上發現多個鳥巢，這些巢是用化纖繩、人造纖維等人類生活材料混搭制作的，這與使用大自然傳統材料的鳥巢有所不同。使用哪種筑巢材料更適合雛鳥的成長呢，我們去探究一下吧！

第二，查找資料。鳥巢有什么作用呢？1.可以把卵集成團堆狀，保護卵不會滾散。2.利于親鳥喂養還能躲避敵害。3.能為卵的孵化和雛鳥的成長提供適宜的溫度。4.可以刺激鳥類繁殖行為的進行等。

第三，模擬實驗。傳統巢和現代巢的材料有什么不同呢？我們來看下，鄉下的領雀嘴鵯使用傳統枯枝、枯松針、枯草等大自然材料筑巢。而城市的白頭鵯呢，除使用傳統材料筑巢外還使用了化纖繩、人造纖維絨等人類生活材料。

哪種巢更適合鳥類成長呢？我手工搭建兩類巢，模擬下雨、刮風等自然天氣對鳥巢的影響。發現傳統巢排水更快，搖晃后巢無松散；現代巢排水相對較慢，搖晃后巢有輕微松散。現代巢使用的材料顏色多樣，容易被發現。

新聞媒體報導：鳥兒因使用鐵絲筑巢影響動車運行；喜鵲在高壓線上“違規搭建”而遭“強拆”。

第四，得出結論。通過實驗和調查發現：傳統巢能為雛鳥提供更適宜的成長環境。現代巢不易達到雛鳥的生長要求，容易因恒溫、排水不好而生病，化纖繩會造成雛鳥絞死、勒死，容易被捕鳥人發現等。

第五，進一步的思考。我們能為鳥類做些什么呢？從我做起并向大眾呼吁：1.生活中多使用環保材料，積極參與綠化，不捕捉、不食用野生鳥類。2.向大眾宣傳環境保護、鳥類知識等，讓大眾認識到保護鳥類就是保護我們的地球。

毛同學按研究思路做出了這篇小論文。并配上了圖片、數據表格，完全符合STEAM的項目研究，科學、技術、工程、人文藝術、數學完美結合。

基于現象，善于觀察，掌握方法，認真用心，探究之潮終會襲來。不為功利，不為比賽而探究，我們更期待的是科學精神的養成，以及因探究科學而獲得的快樂。

責任編輯 李少杰