“小學(xué)科學(xué)教育中促進學(xué)生科學(xué)探究能力發(fā)展”結(jié)題報告

蔣福明

摘 要：學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。學(xué)生探究活動的有效性必定受其自身原有經(jīng)驗、能力、學(xué)習(xí)情境的影響。如何幫助學(xué)生提升其探究能力至關(guān)重要。我們認(rèn)為學(xué)生的提問能力和觀察能力應(yīng)該是最基本的科學(xué)探究能力。我們嘗試“通過創(chuàng)設(shè)問題情境，指導(dǎo)問題表述，使學(xué)生由想問到善問”，“通過明確觀察目的，強化觀察習(xí)慣，指導(dǎo)觀察方法，使學(xué)生學(xué)會觀察”。 而提問和觀察能力的提高也提升了科學(xué)探究活動的實效。

關(guān)鍵詞：探究能力; 提問; 觀察。

中圖分類號：G623.6? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）9-027-002

一、課題的提出

近年來，世界各國都加大了科學(xué)課程改革的力度，注重小學(xué)生對周圍世界與生俱來的探究興趣和需要，強調(diào)用符合小學(xué)生年齡特點的方式學(xué)習(xí)科學(xué)，提倡科學(xué)課程貼近小學(xué)生的生活，讓學(xué)生開展原汁原味的科學(xué)探究活動。這些都為本課題研究在理論和實踐上提供了可以借鑒和參照的新思想和新觀念。

正值新一輪基礎(chǔ)教育課程改革，新的《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也隨之出爐。《標(biāo)準(zhǔn)》強調(diào)：學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。科學(xué)課程應(yīng)向?qū)W生提供充分的科學(xué)探究機會，使他們在像科學(xué)家那樣進行科學(xué)探究的過程中，體驗學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，增長科學(xué)探究能力。新課標(biāo)為課題研究指明了方向。

正視當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育現(xiàn)狀，我們不難發(fā)現(xiàn)，由于長期受傳統(tǒng)教育特別是應(yīng)試教學(xué)的影響，科學(xué)教育還普遍存在著一些問題：如學(xué)生的提問能力、觀察實驗等科學(xué)探究能力的培養(yǎng)得不到充分的重視和落實。

我?？茖W(xué)組開展了“引導(dǎo)學(xué)生自主探究”的校級課題研究。在實施過程中我們通過強化實驗，特別是學(xué)生分組實驗，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、合作討論、自行得出結(jié)論，優(yōu)化科學(xué)課堂結(jié)構(gòu)，力求把探究貫穿整個課堂科學(xué)學(xué)習(xí)過程，煥發(fā)了學(xué)生對科學(xué)探究活動的熱情，學(xué)生的主體地位和主體作用得到了較好的表現(xiàn)。

因此，我們進一步提出“小學(xué)科學(xué)教育中促進學(xué)生科學(xué)探究能力發(fā)展”的課題研究，既是當(dāng)前實施新課程標(biāo)準(zhǔn)的需要，也是推進我校科學(xué)教育研究進一步發(fā)展的自我需求。

二、概念的界定

《科學(xué)》課程中的科學(xué)探究是學(xué)生主動地獲取科學(xué)知識、體驗科學(xué)過程與科學(xué)方法的活動。能力是影響人的活動效率，使活動順利完成的個性心理特征。小學(xué)科學(xué)教育中的科學(xué)探究能力則主要指小學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題的能力、觀察與實驗的能力、討論與交流的能力等。

三、理論依據(jù)

1.新《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（3-6年級）》的基本理念

《標(biāo)準(zhǔn)》第一部分“基本理念”中指出：“學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體。學(xué)習(xí)科學(xué)應(yīng)該是他們主動參與和能動的過程。讓他們自己提出問題、解決問題，比單純的講授訓(xùn)練更有效。教師是科學(xué)學(xué)習(xí)活動的組織者、引領(lǐng)者和親密的伙伴，對學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)活動中的表現(xiàn)應(yīng)給予充分的理解和尊重，并以自己的教學(xué)行為對學(xué)生產(chǎn)生積極的影響?！薄翱茖W(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑?？茖W(xué)課程應(yīng)向?qū)W生提供充分的科學(xué)探究機會，使他們在像科學(xué)家那樣進行科學(xué)探究的過程中，體驗學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，增長科學(xué)探究能力?！毙隆稑?biāo)準(zhǔn)》的實施必將帶來小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)方式的根本變革，而這種全新的學(xué)習(xí)方式正需要我們大力促進學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展，因為一定的科學(xué)探究能力是學(xué)生有效地開展科學(xué)探究活動的保證。

2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)者是憑借原有的知識和經(jīng)驗，在教師的指導(dǎo)和同伴的幫助下，對來自外部環(huán)境的信息進行內(nèi)在加工，實現(xiàn)自主內(nèi)化而達到學(xué)習(xí)目的的。學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展也只有依靠學(xué)生自己的活動才能實現(xiàn)。我們認(rèn)為學(xué)生有效的活動必定受其自身的原有經(jīng)驗、能力、學(xué)習(xí)情境的影響。就科學(xué)學(xué)習(xí)而言，如何幫助學(xué)生提升其探究能力與為他們創(chuàng)造最佳的學(xué)習(xí)情境同樣重要。

3.科學(xué)探究的主要目標(biāo)

新科學(xué)教材主編郁波在《向真正意義上的科學(xué)探究性教學(xué)邁進》一文中，關(guān)于怎樣認(rèn)識提出問題在科學(xué)探究性教學(xué)中的地位和作用時強調(diào)：“沒有明確的科學(xué)問題就是沒有目標(biāo)。因此，發(fā)展適合于孩子們特點的提出問題的能力至關(guān)重要?！薄霸谛W(xué)階段，科學(xué)探究的主要目標(biāo)應(yīng)放在最基礎(chǔ)的‘觀察環(huán)節(jié)上?！彼晕覀冋J(rèn)為在科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生提問和觀察這兩種能力應(yīng)該是科學(xué)教育最基本的也是最重要的任務(wù)，而提問和觀察能力的高低也將很大程度上影響小學(xué)科學(xué)探究的實效。

四、研究目標(biāo)和內(nèi)容

1.在科學(xué)探究活動中培養(yǎng)學(xué)生提出問題能力的研究。

2.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，提高科學(xué)探究實效的研究。

五、本課題通過三年的實踐研究，在提高學(xué)生科學(xué)探究能力方面初步摸索出了一些我們認(rèn)為行之有效的基本途徑，主要達成了以下共識

1.創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生提問的欲望

正像探究是孩子們與生俱有的東西一樣，好問本來就是孩子們的天性，而情境也許可以說是引發(fā)他們提出問題的催化劑。

例如在對輪軸省力作用的探究過程中，先讓學(xué)生分別使用和不使用水閥旋盤、螺絲刀、扳手打開水閥、擰掉螺絲釘、擰松螺帽，再讓同組的兩名學(xué)生分別握住啤酒瓶的瓶頸和瓶身向相反方向旋轉(zhuǎn)，比一比誰的“力氣大”，交換使力的地方進行第二次比賽。隨后有關(guān)這些“具體的輪軸”能否省力，怎樣施力才能省力等問題便自然而然產(chǎn)生了。

提出問題與情境創(chuàng)設(shè)很有關(guān)系。我們也常常會在探究活動之初運用此策略以激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣。我們還應(yīng)該使情境成為整個課堂教學(xué)探究活動的鏈子，這樣一個個新的問題也就會不斷地生成，好的問題也往往是在學(xué)生探究過程中隨機提出的。

例如在對輪軸省力作用的探究過程中，我故意給學(xué)生準(zhǔn)備了兩個不同的輪軸裝置（輪半徑和軸半徑之比分別為2∶1與4∶1）進行實驗以獲得需要的數(shù)據(jù)，整理分析這些數(shù)據(jù)時，他們不僅得出了只要將力施加在輪上輪軸一定能省力的結(jié)論，還發(fā)現(xiàn)了不同的輪軸省力的程度不同，進而提出了輪軸的省力程度是否與輪半徑和軸半徑的比例大小有關(guān)系的問題。課后讓他們?nèi)パ芯孔孕熊嚿系妮嗇S（能換擋位），一個個新的問題又隨之產(chǎn)生了：車把也是輪軸嗎？為什么鏈條套在大小不同的齒輪上能分別實現(xiàn)省力和加速的效果呢？……

問題來自情境，而情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)努力遵循趣味性、建構(gòu)性、探究性等基本原則，這樣的情境才有利于學(xué)生去積極地發(fā)現(xiàn)那些既適合自己探究的，又具有一定探究價值的科學(xué)問題。

2.指導(dǎo)問題表述，使他們由想問到善問

學(xué)生的問題很多時候是模糊的、籠統(tǒng)的，即僅僅是停留在頭腦中的疑問，這種疑問未必非常明確。提出問題則是要將頭腦中產(chǎn)生的疑問用明確的語言表述出來，甚至是一個需要進行系統(tǒng)闡述的過程，這中間往往要經(jīng)歷邏輯思維和組織語言的過程。

如在讓六年級學(xué)生探究“影響電磁鐵磁力大小的因素”的問題時，老師先讓同學(xué)們進行游戲：用電磁鐵將盒中的回形針取出。游戲規(guī)則是手不可接觸回形針，所吸次數(shù)最少者為勝。隨后讓同學(xué)們思考：你認(rèn)為要在游戲中獲勝，關(guān)鍵是要解決什么問題？學(xué)生回答：“關(guān)鍵是怎樣才能制得一個磁力較大的電磁鐵？”老師追問：“怎樣才能做到呢？”孩子們很快提出：“必須弄明白電磁鐵的磁力大小與哪些因素有關(guān)系？”這樣的問題才是表述明確有一定指向性的能探究的問題。

可見在科學(xué)探究性教學(xué)中，從產(chǎn)生疑問到提出問題，老師的啟發(fā)引導(dǎo)也是不可或缺的。老師的智慧能讓學(xué)生找到一個適合自己年齡特點的值得探究的科學(xué)問題。

3.明確觀察目的，有的放矢地觀察

“觀察是知覺的特殊形式，它是有預(yù)定目的、有計劃的、主動的知覺過程?！边@是心理學(xué)對觀察的界定?？梢娪^察作為一種有意識的、有目的的知覺活動本身就是需要意志對其進行調(diào)節(jié)支配，以使行動能按目的進行。因此引導(dǎo)學(xué)生明確觀察的目的與任務(wù)是良好觀察的重要條件。例如在學(xué)習(xí)空氣單元認(rèn)識二氧化碳不支持燃燒比空氣重的性質(zhì)時，如果學(xué)生不明確觀察的目的，就會看熱鬧似的只顧觀察瓶中酸堿的劇烈反應(yīng)。但教師如果能讓學(xué)生明確了觀察的目的和任務(wù)后再觀察，那么學(xué)生的觀察就會集中在燒杯中高矮兩支蠟燭的熄滅及熄滅先后的現(xiàn)象上，觀察就會收到良好的效果。

著名自然特級教師馮蕙英曾說：“在學(xué)生每次觀察之前，我必須讓他們明確觀察什么，怎樣觀察，要達到什么目的?！彼某晒?jīng)驗告訴我們觀察的效率來自于明確的目的。對一些較難觀察到的細(xì)節(jié)現(xiàn)象更是如此。例如《凝結(jié)》一課，學(xué)生在兩個相同的玻璃杯內(nèi)倒入同樣多的、溫度相同的熱水，并在兩個杯口同時分別蓋上冷玻璃片和燒熱的玻璃片后，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確我們要觀察的是水蒸氣在上升過程中遇到冷熱不同的兩塊玻璃片會有什么不同的現(xiàn)象發(fā)生，這樣學(xué)生就會根據(jù)觀察的目的，有的放矢地去觀察，并發(fā)現(xiàn)在冷玻璃片下很快出現(xiàn)許多小水珠，在熱玻璃片下沒有小水珠。如果觀察目的不明確，學(xué)生就未必能發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。

強調(diào)觀察的目的意識，不是簡單地每次都把觀察目的與任務(wù)告訴學(xué)生，而是通過訓(xùn)練最終使學(xué)生能自覺地根據(jù)學(xué)習(xí)需要或探究內(nèi)容確定觀察的目的。例如在學(xué)生探究“蝸牛在走過的路上留下的黏液對自己有什么作用”這一問題時，有學(xué)生假設(shè)“蝸牛留下黏液可能同螞蟻留下氣味一樣為了找到回家的路”，也有學(xué)生假設(shè)“蝸牛在路上留下黏液可能是為了行路的方便即減弱身體與路面的摩擦作用”，不同的假設(shè)對于觀察所需要搜集的事實也是不同的。學(xué)生一旦能自覺地確定觀察目的，有意識地根據(jù)目的觀察，那么必定會大大提高其觀察的實效性。

4.強化觀察習(xí)慣，精細(xì)全面地觀察

科學(xué)觀察不同于東看看、西摸摸，它要求觀察者能在觀察后對觀察對象作出精確的描述?！犊茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（3-6年級）》關(guān)于觀察目標(biāo)作了如下描述：讓學(xué)生“知道天氣可以用一些可測量的量來描述”“會用溫度計、簡易風(fēng)向儀、雨量器搜集有關(guān)數(shù)據(jù)”“體會長期的測量和記錄天氣數(shù)據(jù)是非常有用的”。可見良好的觀察習(xí)慣是科學(xué)觀察必不可少的，正如著名自然特級教師林有禹所說：“自然教學(xué)要提供學(xué)生更多的觀察機會，培養(yǎng)他們善于精細(xì)、全面、深入、正確地觀察事物，養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣。”

筆者認(rèn)為一個具有良好觀察習(xí)慣的學(xué)生應(yīng)該能做到：

1.在確定觀察的目標(biāo)后，他能夠選擇合適的方法，借助他所擁有或所能找到的有效工具進行觀察和測量。

2.知道多種感官并用比單用一種感官更有效，并能設(shè)法盡可能獲得有關(guān)觀察對象的更為豐富細(xì)致的信息。心理學(xué)家啥爾達科夫早已用實驗證明了運用多種感官進行觀察活動能提高學(xué)生大腦皮層的分析、綜合活動的功能，從而大大增強觀察效果，也有利于獲得更為豐富細(xì)致的信息。

3.能詳細(xì)、客觀、真實地記錄觀察的結(jié)果?？茖W(xué)觀察的意義在于觀察結(jié)果的分享和觀察資料的積累。因此科學(xué)觀察一個很重要的內(nèi)容就是對“觀察”進行客觀真實的記錄，不但要如實記錄“觀察”到了什么、“觀察”到的東西什么樣，還要說明觀察者是采用什么方式進行觀察的、是在什么時間、在什么地方“觀察”的，以便重新進行檢驗，或在此基礎(chǔ)上進行新的發(fā)現(xiàn)。我們的做法是開始盡可能多地為學(xué)生提供教師設(shè)計擬訂好的表格，以逐漸使孩子們養(yǎng)成習(xí)慣。好的觀察習(xí)慣是怎么來的？它來自老師的精心設(shè)計，來自老師的悉心引導(dǎo)。

5.指導(dǎo)觀察方法，有序高效地觀察

觀察是科學(xué)探究的一個環(huán)節(jié)，它同時也是一種研究方法。指導(dǎo)學(xué)生掌握正確的觀察方法可以使觀察活動有序、高效地開展。

（1）學(xué)會有序觀察。自然事物和自然現(xiàn)象千姿百態(tài)、千變?nèi)f化，但都有各自的“序”。小學(xué)生觀察時往往會出現(xiàn)不知所措或亂做一通的現(xiàn)象，這些可能都是因為找不到物體的“序”。教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生在觀察時根據(jù)觀察對象的特點，做到心里有個觀察的“序”。

（2）學(xué)會控制變量?？茖W(xué)觀察很多時候是要借助于實驗手段進行的，而實驗就要涉及變量的控制。當(dāng)前學(xué)生實驗中普遍存在隨意性較大、規(guī)則意識差的現(xiàn)象，不能嚴(yán)格地控制變量，特別在對比實驗中對“共變因素”關(guān)注不夠，結(jié)果會導(dǎo)致因觀察而影響實驗的效果。

我們認(rèn)為在科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生提問和觀察這兩種能力應(yīng)該是科學(xué)教育最基本的也是最重要的任務(wù)，而提問和觀察能力的高低也將很大程度上影響學(xué)生科學(xué)探究的實效。

參考文獻：

[1]郁波主編.向真正意義上的科學(xué)探究性教學(xué)邁進，教科版《科學(xué)》教材

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