淺析小學科學探究能力培養六步曲

摘?要：文章以探究水和油的吸熱、散熱性能為例，從推陳出新、自主閱讀、找茬思辨、合作共贏、求同存異、實事求是六個層次闡述如何引導學生進行實驗探究，從而培養學生的科學探究能力。

關鍵詞：科學;探究;閱讀;吸熱;散熱

科學探究能力是一種綜合性能力，學生在做中學、學中思的合作學習中，能培養提出科學問題的能力、收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力以及交流與合作的能力等，對于發展學生的創造性、批判性思維和想象力具有重要的意義。那么如何培養學生的科學探究能力呢，筆者認為，應該依托于實驗探究，運用合適的策略，逐步培養學生的科學探究能力。

一、 推陳出新，設計探究方案

小學生的科學探究能力還處在不斷摸索的階段，教師可以引導學生回憶舊知或前概念，推陳出新，引導學生設計探究方案。例如，蘇教版四年級上冊《吸熱和散熱》一課的學習中，我們可以從以下幾個步驟去引導學生設計探究水和油的吸熱、散熱性能的實驗方案。

首先，教師可以先喚起學生的生活經驗。在預測水和油的吸熱、散熱性能時，可以引導學生思考“生活中，你觀察過父母在炒菜時水和油的溫度變化嗎？”學生通過交流討論，會提出：炒菜時，油加熱一小會就很燙，濺出來比水更容易燙傷皮膚等。通過聯系生活中的現象，讓預測有據可循。其次，教師可以引導學生聯系舊知識。預測后，教師可以引導學生聯系本單元前一課中“測量一杯熱水的降溫規律”的探究方法，讓學生回憶當時是如何探究熱水降溫的規律，理一理探究的思路、找出哪些方法是可以借鑒的。通過回憶舊知，掌握可以分時段測量水溫和油溫的方法，從而比較它們的吸熱和散熱性能。最后，綜合借鑒，推陳出新。教師引導學生回憶“測量一杯熱水的變化規律”及“探究熱在液體中的傳遞”所使用的器材及實驗步驟，讓學生設計出探究的實驗裝置和基本方法，即可以使用“酒精燈、鐵架臺、石棉網”組裝加熱裝置獲取熱量，用溫度計分時段定時測量、收集數據、分析溫度的變化規律去認識水和油的吸熱、散熱性能。

二、 自主閱讀，明確探究步驟

科學課本是小學科學課學習的主要材料，但在課堂教學中常常被忽略。而事實上，教材中對許多探究實驗的研究問題、所需材料、實驗步驟、注意事項等用文字、圖片進行了說明。先閱讀，有助于順利完成實驗，節省實驗所需時間，減小實驗失敗概率。因此，教師在教學過程中，不應脫離科學課本，如果只是一味地引導學生自己設計，孩子們的腦海里是很難形成系統性的科學探究步驟的。我們在引導孩子設計探究方案后，應及時指導學生對教材自主閱讀，并采用恰當的符號進行批注，羅列出探究的詳細步驟、圈出影響實驗成敗的重要細節。一旦孩子們理順了探究步驟后，即便離開教材、離開教師的“嘮叨”，也能有序地開展探究。那么如何指導閱讀呢？

首先，合理批注，明確實驗探究的問題。在“探究水和油的吸熱、散熱性能”實驗中，可以讓學生用橫線畫出課本中“研究不同物質的吸熱和散熱性能”，并注明“探究問題”;在“用水和油來實驗”一行中圈出“水”和“油”，以此明確本次科學探究的問題是：選擇水和油比較這兩種物質的吸熱和散熱性能。

其次，分析實驗探究的器材，歸納探究方法。教師可以根據學生先前的實驗方案設計，指導學生閱讀教材，歸納實驗器材、組裝技巧和要求，進一步明確探究的方法。這個過程十分必要，脫離了這個環節，容易造成以下這些現象：孩子雖領到器材卻不認識器材，不知道這些器材拿來做什么、怎么用、需要注意什么。學生手忙腳亂，嚴重影響了探究的成效。在“探究水和油吸熱、散熱性能”實驗中，通過教材圖文中的器材關注，孩子能明白需要組裝合適的裝置進行探究，即準備2組器材，每組一個鐵架臺，墊上石棉網安放燒杯，并利用酒精燈進行加熱。兩組器材中的燒杯一個裝水，另一個裝油，水和油要求同等質量。那么，如何確保酒精燈外焰加熱燒杯呢？這時，教師引導孩子發現圖片中酒精燈燈帽的高度，正好是石棉網安裝的高度，而這個高度正好是酒精燈火焰的位置，也就是取掉燈帽恰好能讓酒精燈外焰加熱燒杯。

再者，閱讀文字，理順探究步驟。學生在閱讀教材上的實驗方法時，可以用數字標注探究步驟，并用畫圈等特殊符號標注重要細節。在這部分閱讀是，還要留意教材中的提示。在蘇教版教材編寫時，往往利用卡通人物引出一些關鍵信息。“探究水和油的吸熱、散熱性能”實驗中，教材提醒學生可以使用試管實驗，但是時間要相應縮短，火苗要保持一樣。教師可以讓學生圈出這句話的重點是：“火苗一樣”“時間縮短”，啟發學生在探究中一定要注意控制變量，保證水和油等質量、獲取的熱量要一樣、測量方式要一樣等。經過這么詳細閱讀、批注和歸納要點，即便離開課本、離開老師時時刻刻的叮囑，學生對實驗步驟也能做到心中有數，探究也就有章可循、能保證探究的成效。

最后，閱讀活動記錄，輔助探究。科學探究講究數據的收集和分析，為了提高探究的效率，師生要充分利用教材后面的活動記錄。“探究水和油的吸熱、散熱性能”實驗中，教材的活動記錄已經安排了相關記錄表格和繪制曲線圖表，教師要引導學生對這部分進行有效閱讀，明白圖表的意思、懂得如何記錄和繪制曲線圖。當孩子已經明白做什么、為什么做、怎么做、觀察什么、記錄什么的時候，教師就能放手讓學生探究，真正做到由扶到放。

三、 找茬思辨，追求探究嚴密

科學課本中所設計的探究方法，不一定嚴密。在教學中，教師應該多問問學生“還有哪些地方可能會干擾實驗結果”“有沒有需要改進的地方”“剛才的實驗方法真的嚴密了嗎”等問題，啟發學生去質疑、去思考、去辨析，吹毛求疵中尋求更為嚴密的科學探究方案。例如，在前面我們已經利用控制變量法闡述了水和油吸熱、散熱性能的探究實驗。那么教材上設計的方法真的嚴密嗎？控制變量中提到那些條件真的能做得到嗎？教師可在這個時候問問學生“這些條件真的能保證一樣嗎？”，學生就會在質疑中指出兩個實驗裝置中的火苗很難保證大小和高度一樣。“你有沒有什么更好的辦法讓水和油所接受的熱量是一樣呢？”，通過問題驅動，師生共同提出改進的策略，即只組裝一套實驗裝置，將兩個裝等質量水和油的小燒杯放在大燒杯內。通過加熱大燒杯里的水，使水和油獲得同樣的熱量。經過這么一處理，這個探究更為嚴密，也更能培養孩子嚴謹的科學態度。

四、 合作共贏，提升探究效率

分工合作是能提升學生的探究效率的一個保障。小學階段的孩子個體獨立完成探究活動是比較困難的。因此在開展探究活動的時候，教師應該引導學生合理分工，激發學生團隊精神。探究團隊以4人左右為宜，組員可劃分不同的職責，例如，組長、概括總結員、監督員、記錄員、匯報員、操作員等，做到人人有職責、有任務，同時也可一人兼任數職并實施職責輪換制等。這樣既培養學生的合作探究能力，提升探究效率;也可培養學生的動手、表達、組織等多種能力，避免組內一或兩人包干，其他組員游離課堂之外的現象。

例如，在“探究水和油的吸熱、散熱性能”實驗中，我們可以根據實驗的大體流程，建議學生做如下分工：（1）領取、組裝、整理器材：1、2號生;（2）計時員與記錄員：1號生;（3）水溫和油溫判讀：3、4號生;（4）酒精燈操作員：2號生，實驗總結與匯報：3、4號生。明確各自職責后，學生在探究過程中心中有數，明白各自所要承擔的任務，促使組內探究活動有條不紊地開展，提高探究效率。

五、 求同存異，歸整探究信息

在小學科學探究活動中，數據采集與分析的活動占了相當大的比率。處理信息的能力，也是探究能力非常重要的組成部分，學生通過不斷比對、分析，科學思維能力進一步提升。那么如何處理采集到的探究信息呢？通常，在科學探究中經常會受到客觀或人為因素的干擾，而出現少數“異常”數據。那么信息處理時，教師應當引導學生暫時忽略異常數據或現象，把握整體、縱觀全局，提煉基本規律，才能比較準確地獲取探究結論。

例如，在“探究水和油的吸熱、散熱性能”的實驗過程中，我們會發現，水和油在加熱和停止加熱前一兩分鐘的溫度和后面四五分鐘的溫度差異較大。加熱時，前一兩分鐘油升溫比水慢，隨后幾分鐘油升溫持續趕超水溫;停止加熱時，前一兩分鐘油降溫比水慢，甚至不降反升，但緊接著油很快出現降溫比水快的現象。所以在處理數據的時候，教師要引導學生把握水和油大多數時間的溫度變化規律，暫且擱置前一兩分的特殊數據，才能歸納出油的吸熱、散熱性能比水快。

六、 實事求是，推進探究深度

科學不容許隱瞞和欺騙，我們要引導孩子尊重事實，關注“異常”。許多新發現、新突破都源于科學家對一個個“異常”孜孜不倦地探索。人們的慣性思維和已獲知的信息，經常使探究流于形式，而忽略了那些出其不意的“異常”，甚至刻意去隱藏或篡改。殊不知正是這些異常，更能成為學生深入探究的動力，激發學生自主學習。

例如，在剛才的探究中，我們提煉水和油吸熱、散熱性能規律時，可暫時忽略“異常”數據，但這些數據客觀存在，學生也特別好奇，我們何不趁此機會挖掘新的探究問題，推動探究的深度呢！此時，教師可以讓學生思考“為什么前一兩分鐘數據這么特殊呢？你覺得可能是什么原因？”“利用酒精燈加熱或停止加熱，水和油就真的立即接受了熱量或釋放熱量了嗎？”通過問題啟發，在思維碰撞下，引導學生發現加熱時，大燒杯里的水需要等待一兩分鐘才能慢慢升溫，這導致小燒杯里的水和油不能立即接收熱量。二者之間存在時間差，使得加熱頭一兩分鐘油未必升溫比水快。同理，停止加熱后，大燒杯里的水在頭一兩分鐘可能仍從石棉網中獲取熱量，致使這一階段小燒杯里的液體仍可能繼續升溫。

搞清楚異常的原因，教師再引導學生思考如何控制水和油從一開始就吸熱，停止加熱時就立即釋放熱，繼而優化探究方案：探究吸熱性能時，往大燒杯中加入的水應溫度略高于小燒杯的液體溫度;探究散熱性能時，停止加熱時應立即往大燒杯里加入適量的冷水，使其溫度低于小燒杯里的液體溫度。教師可將該探究作為拓展課，激勵孩子務實求真，勇于探索。

綜上所述，通過上述六個層次的能力培養，引導學生通過設計探究、有序探究、嚴謹探究、高效探究、收獲探究、深入探究，層層推進，從而提升小學生的科學探究能力。

參考文獻：

[1]沈旭東.小學科學教學中不可忽視的“教材閱讀”[J].小學科學：教師版，2017（6）.

[2]劉佩紅.小學科學教學中小組合作學習模式的運用[J].中國農村教育，2020（9）.

作者簡介：

周小珍，福建省廈門市，福建省廈門市海滄區育才小學。