體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)引導(dǎo)科學(xué)探究

吳盧富 邱玉福

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：“科學(xué)素養(yǎng)是指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識(shí)及其對(duì)社會(huì)與個(gè)人的影響，知道基本的科學(xué)方法，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的運(yùn)用它們處理實(shí)際問(wèn)題、參與公共事務(wù)的能力。”可見(jiàn)，對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是科學(xué)教育的重要內(nèi)容。那么，在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，如何體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)呢？筆者認(rèn)為，主要可從以下三個(gè)方面體現(xiàn)。

一、體現(xiàn)實(shí)證意識(shí)

所謂實(shí)證，就是在科學(xué)探究過(guò)程中，要求學(xué)生對(duì)探究所作出的解釋或結(jié)論都要以事實(shí)作為依據(jù)，都要有證據(jù)作為支撐，不能把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為結(jié)論，更不能憑空想象。在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)少問(wèn)“為什么”，多問(wèn)“你的證據(jù)呢、依據(jù)呢”，從而使學(xué)生從小養(yǎng)成證據(jù)意識(shí)、實(shí)證意識(shí)。

如：教學(xué)教科版六年級(jí)下冊(cè)“化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象”這一課“觀察硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)”這一內(nèi)容時(shí)，教材是這樣提示的：“硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)屬于化學(xué)變化嗎？我們用什么證據(jù)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題？”那么，如何引導(dǎo)學(xué)生獲得證據(jù)呢？

1. 觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)。當(dāng)學(xué)生做完鐵釘在硫酸銅溶液中變色的實(shí)驗(yàn)后，觀察到變成淺紅色的鐵釘。從顏色上判斷，學(xué)生自然會(huì)提出有可能是鐵銹、有可能是銅、還有可能是原來(lái)的鐵。

2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找證據(jù)。是不是“鐵銹”證據(jù)在哪里？學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，會(huì)想到用電路檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。因?yàn)榻饘偈菚?huì)導(dǎo)電的，鐵銹是不會(huì)導(dǎo)電的。也就是說(shuō)，如果小燈泡不亮，有可能是鐵銹;如果小燈泡亮，那肯定不是鐵銹。是不是“銅”證據(jù)在哪里？學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)知道，磁鐵具有磁性。用磁鐵接近淺紅色的物質(zhì)（淺紅色的物質(zhì)必須用小刀刮下來(lái)）。如果淺紅色的物質(zhì)能被磁鐵吸引，那還是鐵;如果不能吸引，那有可能是銅，反正肯定不會(huì)是原來(lái)的鐵了。

3. 分析證據(jù)，形成解釋。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的證據(jù)：一是小燈泡會(huì)亮;二是不能被磁鐵吸引。綜合分析：淺紅色的物質(zhì)肯定不是原來(lái)的鐵，也不是鐵銹。是不是銅不能肯定，但能肯定的一點(diǎn)是：淺紅色的物質(zhì)是一種新的物質(zhì)，即硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)產(chǎn)生了新物質(zhì)，屬于化學(xué)變化。

如此，“硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)屬于化學(xué)變化嗎？”學(xué)生收集的證據(jù)充分，有理有據(jù)，用事實(shí)說(shuō)話。

在教育教學(xué)中不講證據(jù)，只講權(quán)威，這不是科學(xué)教育。如果對(duì)學(xué)生不斷進(jìn)行實(shí)證意識(shí)的訓(xùn)練，那么學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)將會(huì)不斷得到加強(qiáng)。

二、體現(xiàn)邏輯思維

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017）版》提倡：“以證據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論。”可見(jiàn)，邏輯思維在科學(xué)課的科學(xué)探究過(guò)程中，是不可或缺的思維方式。科學(xué)教師要從學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，抓住科學(xué)課堂教學(xué)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，適時(shí)引導(dǎo)，努力發(fā)展學(xué)生的邏輯思維，切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

如：教學(xué)教科版五年級(jí)下冊(cè)“馬鈴薯在水中的沉浮”一課，教師注重抓住教學(xué)中的關(guān)鍵點(diǎn)，積極訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維。

1. 實(shí)驗(yàn)演示，提出假設(shè)。教師演示：把兩個(gè)馬鈴薯分別放入兩盆液體中，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯一沉一浮;再交換馬鈴薯分別放入剛才的那兩盆液體中，馬鈴薯在剛才沉的液體中還是沉的，在剛才浮的液體中還是浮的;再將兩個(gè)馬鈴薯同時(shí)放入其中一個(gè)盆中，兩個(gè)馬鈴薯在剛才沉的液體中同時(shí)沉，在剛才浮的液體中同時(shí)浮。通過(guò)這一演示，學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，會(huì)很肯定地指出：使馬鈴薯浮起來(lái)的液體是鹽水。

2. 實(shí)驗(yàn)探索，推理結(jié)論。根據(jù)學(xué)生提出的假設(shè)，教師追問(wèn)：你能肯定使馬鈴薯浮起來(lái)的液體是鹽水嗎？怎么確定？一石擊起千層浪，學(xué)生圍繞“是不是鹽水”，積極開(kāi)動(dòng)腦筋，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行探索。一是將液體滴幾滴在調(diào)羹里加熱蒸發(fā)，出現(xiàn)類似像鹽的白色粉末，學(xué)生認(rèn)為可能是鹽。二是調(diào)試一杯鹽水，放入馬鈴薯后能浮起來(lái)，學(xué)生確定是鹽水，然后教師進(jìn)一步追問(wèn)：你們是怎么確定的？三是教師提供白沙糖、味精，分別把它們?nèi)芙庠谒校缓蠓謩e放入馬鈴薯，馬鈴薯均能浮起來(lái)。經(jīng)歷過(guò)這一系列的探索后，教師再次追問(wèn)：演示實(shí)驗(yàn)中，能使馬鈴薯浮起來(lái)的液體是什么水？學(xué)生會(huì)說(shuō)：可能是糖水、可能是味精水、可能是鹽水、可能是三種水的混合……

學(xué)生圍繞“是不是鹽水”展開(kāi)一系列的探索，結(jié)果卻得出“可能……可能……”等等不能確定的看似不可思議的結(jié)論。其實(shí)，這個(gè)“不能確定”才是學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究之后得出的真正符合邏輯推理的科學(xué)結(jié)論。

3. 質(zhì)疑問(wèn)難，深入思考。經(jīng)過(guò)一系列探究后，學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)中能使馬鈴薯浮起來(lái)的水還不能確定是什么水，這時(shí)，教師又進(jìn)一步提出質(zhì)疑：那演示實(shí)驗(yàn)中使馬鈴薯下沉的液體到底是什么水？這樣，又引起了學(xué)生進(jìn)一步的思考，從而激發(fā)起了學(xué)生的求知欲望，更發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力。

三、體現(xiàn)質(zhì)疑精神

科學(xué)的質(zhì)疑精神是創(chuàng)新人才所必備的一種素質(zhì)。創(chuàng)新人才要?jiǎng)?chuàng)“新”，就要有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造，這種發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造，就是從疑前人所不疑開(kāi)始的。

但是，在小學(xué)科學(xué)的實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)不強(qiáng)，教師缺乏培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑精神的系統(tǒng)策略。其實(shí)，只要教師處處留心，都可以引發(fā)學(xué)生天生的求知欲和培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的精神。

如：教學(xué)教科版四年級(jí)上冊(cè)“100毫升水能溶解多少克食鹽”一課，教師可在以下三個(gè)方面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑。

1. 在引導(dǎo)猜測(cè)中質(zhì)疑。在實(shí)驗(yàn)之前，要讓學(xué)生預(yù)測(cè)“100毫升水能溶解多少克食鹽”。同時(shí)，讓學(xué)生看一看100毫升水有多少，再看一看1克、2克、5克、10克一包的食鹽有多少，并用手掂一掂，獲得對(duì)量的一些體驗(yàn)與感受。

當(dāng)學(xué)生預(yù)測(cè)出具體的數(shù)據(jù)后，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)提出質(zhì)疑。有的人認(rèn)為，70克、100克食鹽絕對(duì)不可能，因?yàn)檫@都跟水的體積基本一樣了;有的人認(rèn)為，5克、10克也不大可能，太少了，以前泡過(guò)鹽水，好像100毫升水不止溶解這么一點(diǎn);共同一致的意見(jiàn)認(rèn)為，20克、30克、40克是比較合理的范圍。

2. 在制訂探究計(jì)劃中質(zhì)疑。當(dāng)各研究小組介紹了研究方案后，教師出示有代表性的幾種加鹽次序方案及理由，并引導(dǎo)學(xué)生逐一進(jìn)行質(zhì)疑。

第一種方案：1克+1克+2克+5克+5克+2克+……

理由：我們不知道100毫升水到底能溶解多少食鹽，先少加點(diǎn)試試看。

質(zhì)疑：這樣不好。這樣一點(diǎn)一點(diǎn)地加，太浪費(fèi)時(shí)間了。

第二種方案：10克+10克+5克+2克+1克+1克+……

理由：根據(jù)預(yù)測(cè)中的參考范圍。

質(zhì)疑：比較科學(xué)。我們?cè)陬A(yù)測(cè)中已估計(jì)過(guò)100毫升水一般能溶解20克～40克食鹽，預(yù)測(cè)是我們制訂方案的一個(gè)重要參考。

第三種方案：20克+5克+2克+2克+1克+1克+……

理由：根據(jù)預(yù)測(cè)中的參考范圍。

質(zhì)疑：比較科學(xué)。我們?cè)陬A(yù)測(cè)中已估計(jì)過(guò)100毫升水一般能溶解20克～40克食鹽，預(yù)測(cè)是我們制訂方案的一個(gè)重要參考。

第四種方案：干脆一下子加足40克。

理由：因?yàn)槲覀儾聹y(cè)100毫升水能溶解40克食鹽。

質(zhì)疑：這種方案也不好。根據(jù)我們估計(jì)的數(shù)值，先不要一次性加足，最好是留一點(diǎn)機(jī)動(dòng)的空間。

3. 在分析整理數(shù)據(jù)中質(zhì)疑。各實(shí)驗(yàn)小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師板書，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

師：從這些數(shù)據(jù)中，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：我發(fā)現(xiàn)溶解最多食鹽的有一個(gè)組是40克，溶解最少食鹽的也有一個(gè)組是30克。

生：我發(fā)現(xiàn)溶解36克～38克的組有7個(gè)，溶解30克、31克、40克的各只有1組。

生：老師，第八組的結(jié)論有問(wèn)題，他們杯子里的鹽還有好多沒(méi)溶解完呢。

師：第八組的同學(xué)，你們有沒(méi)有把沒(méi)溶解的食鹽算進(jìn)去？

生：算進(jìn)去了。我們的統(tǒng)計(jì)有問(wèn)題，我們估計(jì)杯底的鹽還有2克，應(yīng)該減去2克，結(jié)果應(yīng)是38克。

生：我們組剛才統(tǒng)計(jì)的結(jié)果是30克，但我們現(xiàn)在認(rèn)為我們的實(shí)驗(yàn)還沒(méi)完成，我們認(rèn)為，如果有時(shí)間的話，應(yīng)該還會(huì)繼續(xù)溶解。

師：那么，你們組應(yīng)該算“沒(méi)完成的實(shí)驗(yàn)”，同意嗎？

生：同意。

師：那么，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與剛才對(duì)數(shù)據(jù)的分析，你們認(rèn)為100毫升水能溶解多少食鹽？（分組討論）

生：應(yīng)該是38克，因?yàn)檫@兩種結(jié)果出現(xiàn)的最多，有4組。

生：應(yīng)該是37克，因?yàn)橥瓿傻慕M都在36克～38克之間，取個(gè)中間數(shù)就是37克。

生：我看應(yīng)該把完成的組的結(jié)果加一加，求個(gè)平均數(shù)……

總之，科學(xué)課如果離開(kāi)了對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和領(lǐng)會(huì)，就容易把一個(gè)“智力活動(dòng)”變成“體力活動(dòng)”。只有將科學(xué)本質(zhì)的培養(yǎng)有機(jī)地融于科學(xué)探究活動(dòng)過(guò)程之中，才能上成具有科學(xué)教育意義的真正的科學(xué)課。

（作者單位：福建省順昌縣水南中心小學(xué)？搖？搖 福建省順昌縣教師進(jìn)修學(xué)校）