簡約拓展設計實驗深度培育科學探究思維

劉學軍

小學科學課堂，一直都是以探究作為學生學習的主要方式，重視讓學生在豐富的實踐活動中去體驗、去思考。當下的科學教學，更要讓學生以探究思維為中心，借助一定的問題情境，培養學生在項目中或生活中解決問題的習慣與能力。但現行教材中出現的部分實驗，或缺少問題的情境，或高高在上，農村的學生很難涉及，或沒有任何思維深度，變成了簡單的操作形式。這種或深或淺的實驗教學，只是注重了實驗探究的形式，而忽視了學生思維的層次性與拓展性。簡約而又有一定深度層次的實驗設計，不光能促進科學知識的學習，更能在實驗中培育學生探究思維深度及批判思維廣度，為培養具有創新意識的人才打下良好基礎。現借助小學教學教科版《測量力的大小》拓展的實驗設計，談談如何讓簡約拓展設計，促進學生探究思維的再發展。

《測量力的大小》是教科版五年級的教學內容，主要是要求學生認識彈簧測力器及其使用方法。而教材中對測力器的使用實驗比較形式化，不能培養學生帶著問題去思考的習慣，實驗過程簡單機械。為此，通過拓展簡約的、有層次的實驗設計，不但能增強學生對測力器的使用技能，更能培養小學生面對問題合作思考的意識和能力。

一、簡單復習，感知重力

小學生的認知是具有層次性與交互性的，在拓展實驗之前，進一步再現測力器的使用注意點，是很有必要的。在復習的過程中，完全讓學生進行自主交流與補充并演示，從而提高學生實驗的興趣，體現其實驗的主體性，教師則是參與其中的評價者。

師：同學們，在科學上我們是用什么工具測量力的大小的？（測力計）今天老師給大家準備了一個測力計（出示彈簧測力計），說一說，我們在使用彈簧測力計的時候有哪些注意點呢？

生：調零;測量前要注意測力計能測量的最大值，要估計被測量的力的大小，不能用測力計測量超過其測量范圍的物體;讀數時視線要與刻度的指針齊平。（教師適時強化估測的作用）

師：現在桌面上的工具盒里有兩只鉤碼，請你們用彈簧測力計分別測量一只、兩只鉤碼的重力分別是多少。（直接測量，不交流合作）

師：測量結束后，分別將一只鉤碼、兩只鉤碼放在手里掂一掂，體會一下0.5牛、1牛有多重。

學生通過交流與操作，進一步復習測力器的使用方法，體會0.5牛、1牛的重力，為接下來測量前的估測做好鋪墊。

二、解決問題，尋找多元方法

通過簡單的復習與感知，接下來將一本桌子上的作業本作為測量對象，先學會估測，再研究測量的方法;讓學生的思維放開，回歸自然形態，在無任何束縛與提示的狀態下進行方法的研究。

師：剛才我們已經測量了鉤碼的重力，現在我們小組合作，一起來測量一本練習本的重力有多大，好不好？

師：請大家先估測一本練習本的重力大小，并填寫在記錄單里。

師：估算好之后我們請同學們以小組為單位，先討論設計自己測量的方法，填寫在導學單上，然后用你們設計的方法，測出一本練習的重量，并與自己的估算進行比較。

多元方案，加上多元的批判性的思考，培育了學生思辨的能力，培養了學生做中學、學中做、做中思的意識與能力，進而讓學生總結出第五種方法：“作差法”。

三、強化梯度，思辨中求解

師：剛才我們已經測量出一本練習本的重力了，那么像我們記錄單一樣的一張A4紙（出示一張），你們能想辦法測出它的重力大小嗎？

同樣要求學生再次進行估測，強化估測在測量力的大小中的作用;然后要求學生以小組為單位設計測量一張紙重力的方案，進一步培養學生學會出現問題時要先設計方案，再實施方案的習慣與思維方法。

生：單獨測一張紙測力器指針不動。

多數學生反映這樣的問題，教師只是說明我們的這種測力器測量精度問題，但現在我們沒有換測力器的打算。進而要求學生通過方案設計、小組合作去解決生活中的這樣問題。

生：我用5張紙測夾別針稱，再算的。

生：我用10張紙用皮筋測的……

生：我用20張紙+練習本用皮筋箍著測的，再減去本子+皮筋，再除以20……

更多的交流、更多的思考、更的方案，讓學生展開了想象與思考的空間，走向問題解決的大道。學生通過交流碰撞，選擇了更為合適、更為科學的方案。

四、拓展求新，培育思維深度

學生設計、學生探究、學生提出問題、學生設計方案加以解決，問題無時不在，探究無時不在。為了進一步拓展和培育學生對測量范圍的再認識，讓學生能有效解決實際生活中或學習中出現的問題，我們設計了探究測量一本厚書的重力（超過測力計測量范圍），但一把現有的測力器無法直接測量或用剛才探索的方法不能解決這個問題的場景。這樣的問題著實讓學生興奮，具有一定的挑戰性，再次強化估測的重要性。

師：各小組匯報估測結果（關注估測值最大的是多少，有沒有超出測力計的測量范圍？）;有人估測這本書已經超過測力計的測量范圍了，還能用桌上的彈簧測力計測量它的重力嗎？

師：這本書的重力有可能超過測力計的測量范圍了，你們能有辦法測出它的重力大小嗎？

生：我可以給它取個名字——曹沖稱象法。

好一個曹沖稱象法，學生中響起熱烈的掌聲。這樣的掌聲，代表著這個方法得到了大家的肯定;這個方法的提出，可以省略學生評價的過程。如果這個時候教師還要硬說這是等效替換法，就覺得更沒有這樣的必要了，只能說這是科學語言。

科學實驗課堂要帶給學生什么，其實從設計中我們已經找到答案。實驗要簡約、不復雜，但一定要給學生學習的空間、探究的空間，要讓學生找到一扇扇門，一起推開一扇扇門，在問題解決與問題產生的過程中，培育學生對科學的興趣、對探究的熱情，讓思維走向更深度更廣處。

【作者單位：如東縣雙甸小學? 江蘇】