如何在科學課中培養學生的探究能力

李強

摘 要：探究性學習活動的成效很大程度上取決于探究者的興趣與已形成的探究能力。小學1～6年級的學生至少要逐步形成以下六種科學探究能力：搜集查閱資料的能力；調查研究能力；制定研究計劃能力；總結交流能力；實驗操作能力；科技創新能力。這幾種能力的形成，需要教師有計劃有步驟地培養，更需要學生在實踐過程中積極主動去合作、去探究、去完善。

關鍵詞：合作；探究；能力

探究性學習活動的成效如何，很大程度上取決于探究者（學生）的興趣與探究能力的強弱。探究能力的培養是科學教師的長期任務。根據我們的研究，小學1～6年級的學生至少要逐步形成以下六種科學探究能力：

●搜集查閱資料的能力

●調查研究能力

●制定研究計劃能力

●總結交流能力

●實驗操作能力

●科技創新能力

一、搜集查閱資料的能力

《基礎教育課程改革綱要（試行）》明確提出：培養學生收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。培養學生搜集整理信息的能力，有助于優化知識形成的過程，改進教學方法，促進學生自主學習，并通過“課內—課外”相結合、“個體—合作”相結合，培養學生自學能力，讓學生成為學習的主人。

科學資料的搜集查閱必須體現四性：

（1）科學性

（2）新鮮性

（3）典型性

（4）概括性

為了規范學生資料卡內容，便于學生高效搜集相關資料，我們設計了資料卡模板。

學生搜集查閱科學資料的主要途徑有：

1.直接資料搜集

在科學課的教學中，獲取第一手資料最有效的途徑是實驗和觀察，通過實驗、觀察可以獲取事實，尋找事物間的關系或變化規律。另外對一些社會科學問題的研究，作為小學生，研究經驗欠缺，在老師的指導下，制定好有關問卷和調查訪問表，請教有關領域的專家，獲取資料是很重要的方法。

2.書報刊等文獻資料搜集

文獻資料的類型很多，按照文獻的固有形式可分為文字文獻、數字文獻、聲音文獻和圖像文獻。包括書籍、期刊、報紙、剪報、特種文獻、統計年鑒、統計表格、唱片、磁帶、地圖、圖片等。對于查閱文獻資料而言，最理想的場所是圖書館。

3.互聯網搜集

網絡資料查找也是資料查找的重要來源。然而網絡信息良莠不齊，需要有正確的人生觀、價值觀、甄別能力以及自控、自律和自我調節能力，尤其是小學生要能自覺地抵御和消除垃圾信息及有害信息的干擾和侵蝕。因此需要教師指導學生查找網絡資料時理性地處理信息，幫助學生獲得有益信息。

二、調查研究能力

在探究性學習活動中如何培養學生的調查研究能力是個難點。教科版《科學》六年級上冊有“調查校園中的動植物”活動、“做一次班級相貌普查”活動、“一天中做的事情其中有多少是與生物有關的”。六年級下冊有“我家一天的垃圾統計”“我一天用了多少水”“考察家鄉自然水域污染報告”……這些探究性學習活動體現了課標對學生調查研究能力培養的高度重視。在課題研究中，我們重點培養高年級學生如何寫調查報告。先給學生模板：

再對學生進行以小組為單位的培訓，明確調查分工，群策群力完成調查任務。最關鍵的是對數據進行匯集、分析，得出比較科學的調查結論。最后通過全班交流，找出本組的不足，完善調查報告。

課題研究中，我們發現調查報告能力的培養最好在小學高年級進行，小學中低年級的學生年齡偏小，能力偏弱，暫時不具備進行調查研究的條件。

即便對小學高年級的學生而言，五年級學生駕馭調查研究的能力與六年級相比也是有一定差距的。從收集回來的資料來看，六年級的學生在老師的指導下調查報告做得已經像模像樣了。

三、制訂研究計劃能力

制訂研究計劃，就是從操作的角度把探究的猜想與假設具體化、程序化。一般做法是先分析探究要解決哪幾個問題，每個問題有哪幾種解決方法。根據現有的條件和探究的要求，各應該選擇哪種方法為好，然后根據這些被選中方法確定需要什么實驗器材，按這些方法的邏輯關系構思出操作步驟。

制訂研究計劃將使探究者明確收集信息的途徑和方式、確定收集信息的范圍和要求、了解探究所需的器材和設備以及建立分析數據的方法和思路。研究計劃使探究步驟更加有序、探究過程更加科學，如果沒有研究計劃和實驗方案，科學探究的操作也就失去了根據。研究計劃不當或者實驗方案不妥，將直接影響探究結果的可靠性和科學性。

教師在幫助學生制定過程中關注以下幾點：

1.研究計劃的內容以教材為主，適當拓展。

2.研究計劃的重點不在探究的操作方法和操作技能上，要通過探究滿足學生求知欲和對身邊世界的理解，獲得對科學探究本質的理解，培養科學精神和態度，指導的重點應在科學探究的基本過程和科學思維方法上。

3.研究計劃的指導形式以課內為主，集體輔導，對特別有興趣的同學也可在課外加以指導。只要教師在教學中關注學生的提問和質疑，善于發現與教學內容有關的探究活動，并加以啟發和引導，指導幫助學生制定課內外探究的目標和方法，久而久之，學生探究的科學素養一定會得到很大提高。

學生研究計劃的制訂有一個循序漸進的過程，教師要由扶到放地加以引導：

三年級可以完全由教師幫學生制訂好研究的計劃，學生按計劃進行探究實驗。

四年級以及五年級上學期，教師要做好扶的工作，可以出示制定一半的研究計劃供學生使用，使之能了解計劃制訂的格式及一般步驟。

五年級以后，教師就可以放手學生自己制訂研究計劃，當然教師要做好指導工作，如可讓小組匯報制訂的研究計劃，其他同學幫忙提提建議，這樣不僅幫這個組完善了研究計劃，而且也為其他小組提供了學習的機會。

具體操作過程中我們給學生提供研究計劃模板，以降低學生學習的難度。

四、總結交流能力

科學家用結果能夠重復驗證的方式交流他們的解釋。這就要求科學家清楚地闡述所研究的問題、程序、證據，提出的解釋以及對不同解釋的核查，以便質疑者進一步核實或者其他科學家將這一解釋用于新問題的研究。而課堂上，學生說出他們的解釋，使別的學生有機會就這些解釋當面提出疑問、審查證據、找出邏輯錯誤、指出解釋中有悖于事實證據的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋。學生互相討論各自對問題的解釋，能夠引發新的問題，有助于學生將實驗證據、已有的科學知識和他們所提出的解釋這三者之間更緊密地聯系起來。最終學生能解決彼此觀點中的矛盾，鞏固以實驗為基礎的論證。

五、實驗操作能力

從某種意義上講，科學課是一門以實驗為核心的學科。學生的實驗操作能力主要源自實驗室。學生的科學探究能力直接決定著探究效果。而實驗操作能力是重要的探究能力之一。

1.明確實驗目的

在實驗開始的時候明確地告訴學生要干什么，我們帶學生做實驗的時候發現有一部分學生不知道做這個實驗的目的是什么，或者是他把注意力放在了一些不應該注意的地方。經常是老師說做實驗大家就爭先恐后地開始做，做著做著又不斷地詢問。只有明確的實驗目的，才能有的放矢，才能從整體上把握實驗進程。

2.規范操作要求

（1）教師的演示實驗要規范，科學用語要準確

演示實驗中，教師的一舉一動都會成為學生獨立操作的依據和榜樣，對學生的實驗技能起著示范作用。教師操作應按規定進行，在使用儀器、連接和裝配儀器及演示現象時動作要準確、有序，而且語言也要科學規范，不能口語化。

（2）指導學生正確使用儀器

有很多科學實驗都要借助儀器進行，因此儀器的使用情況直接影響著實驗的成敗。在實驗前老師要教給學生正確的操作方法，并指導學生反復練習熟練后再進行實驗。例如溫度計的使用與讀數有很多要求，如液泡不能碰到杯底和杯壁，不能將溫度計拿出水面再讀數，讀數時視線要與液面相平，教師要做好示范與引導。在使用托盤天平時，取用砝碼、移動游碼必須用鑷子而不能用手；點燃酒精燈后火柴簽不能隨手扔在地上，要放在專門的廢物杯中；電路的連接應先接線路后接電源，拆卸時先斷電源，后拆線路等等。

（3）先制定方案，再分發實驗用具

在實驗時，教師要先制定實驗方案，考慮分發實驗用具的時機。因為如果一開始就將器材放在桌上一定會干擾學生的注意力，而且很可能學生會情不自禁地觀察這些器材甚至去擺弄它們，這樣課堂一定會很混亂。因此等實驗步驟全部落實以后再請材料員到講臺領器材，有些材料甚至可以分批發放，實驗結束及時將器材送還。

（4）分組實驗，角色分配

提高實驗操作有序性的辦法之一是將學生分成小組，進行小組實驗，并進行學生的角色分配。將學生4～6人分成一個小組，并讓學生自己分配角色，小組長、記錄員、實驗員、材料員、觀察員等等，既分工又合作，共同完成實驗任務。教師根據小組的表現為各小組打分，充分激發他們的集體榮譽感，這樣實驗會井然有序地開展。

（5）教師巡視、指導，確保實驗順利進行

小組實驗并不意味著老師采取了“放羊式的教學模式”，這時教師的主要任務是巡視指導，及時解決實驗中出現的各種問題甚至突發事件，以免造成課堂的混亂，導致實驗不成功。

（6）充分利用科技興趣小組，培養學生的實驗操作能力

在培養學生實驗操作能力上，我們和寧夏大學物電系合作，充分利用高校資源，開發校本課程彌補教材資源不足。每周寧夏大學物電系學生給我們送來一節生動有趣的科學小實驗，學生完成實驗后，在老師的指導下探究實驗原理。這既培養了學生的動手操作能力，又培養了學生的科學思維能力。課題組負責教師課前和支教大學生研究教學方案，在課堂上一起參與實驗指導，課后及時總結反思，形成了共同提高、多方受益的良好局面。

在支教大學生講義的基礎上，我們廣泛搜集素材，編寫了科學校本教材《科技小實驗小制作18例》。這本教材圖文并茂，附有大量操作圖片，實驗材料簡單易找，學生容易上手；實驗原理清晰明了，一看就懂。這本教材以《義務教育科學課程標準》為依據，是對科學教材的拓展、豐富和補充，填補了我校校本教材的空白。

六、科技創新能力

在培養學生科技創新能力方面，科學教師要精心挑選對科學有濃厚興趣的學生，在獲得家長支持的前提下，專門進行培訓。首先，帶領學生認真學習青少年科技創新規則，明確創新要求。接著還要找歷年獲獎創新作品圖片及視頻資料，和學生一塊兒分析獲獎因素。最后鼓勵學生從身邊科學現象入手，培養觀察發現的敏銳力，大膽實踐，勇于創新。

參考文獻：

[美]國家研究理事會科學、數學及技術教育中心《國家科學教育標準》科學探究附屬讀物編委會.科學探究與國家科學教育標準——教育學的指南[M].羅星凱，譯.北京：科學普及出版社，2010.

編輯 郭小琴