有效探究路徑思考

李娜

有效探究是培養學生動手操作能力和科學探究思維的重要渠道，有助于學生形成良好的科學素養。本文結合筆者的教學實踐，以課堂教學為主要陣地，總結有效探究途徑，為更好地解決小學科學實驗教學中存在的不足，推動其高質量發展提供理論參考。

隨著新課改的推進，小學科學以探究為核心的教學思路已基本形成。然而在實際教學中，實施有效探究的過程卻是曲折的，很多探究模式的“創新”與《小學科學課程標準》倡導的理念“形似神異”，難以產生實效。因此，如何開展有效的科學探究？教師在探究過程中應扮演什么樣的角色？這些問題值得科學教師深思。

一、步步為營，完善設計

探究的過程與結果固然重要，而前期探究實驗的設計更是培養學生探究思維的主要陣地。《小學科學課程標準》也強調，要倡導探究式學習，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗。步步為營，完善實驗設計的過程，是培養學生探究思維的有效途徑。

在探究鳳仙花根的作用時，我首先讓學生猜測植物根的作用，學生紛紛猜測植物的根有固定的作用、吸收水分的作用等。而提出設想僅是科學探究的第一步，緊接著我讓學生嘗試自己設計實驗來驗證植物的根有吸水的作用。

生：可以取一個杯子，在杯子中放些水，然后選取一株帶根的植物放在盛有水的杯子中，過一段時間，觀察杯子里水是否減少。

師：這樣的實驗設計看似可以，但是存在一個明顯的漏洞，誰能說一說？

學生陷入沉思，但并不清楚漏洞在哪里。此時我引導大家進一步思考：如果把一杯水靜置在桌上兩天，水面是否會下降？

學生恍然大悟，這才明白水在空氣中會蒸發，因此水面下降的原因也有可能是水蒸發導致的。如何排除水蒸發導致水面下降的干擾因素呢？學生又陷入了沉思。

我試圖啟發讓學生思考：要想辦法阻斷空氣與水之間的連接。思考片刻，又有幾位學生舉手。

生：可以在水面滴加一些植物油，油比水輕，會漂浮在水面，這樣就可以阻擋水和空氣直接接觸了。

師：沒錯，加入植物油可以防止水分蒸發，排除對實驗結果的干擾。但是我們的實驗設計中還存在問題，剛才大家設計的方案是把植物的根放在杯子中，杯子較粗，即使根部吸水了，肉眼也可能無法辨別，如何改進實驗呢？

實驗設計的細節往往決定實驗的成敗，經過我的提示，學生意識到杯子太粗了，也需要改進，“可以把杯子換成試管！”學生搶答道。

在這種設計實驗—發現不足—改進實驗的步驟中，最終形成了完善的實驗設計方案。教師的引導層層遞進，學生主動思考自己實驗設計中的不足，及時改進實驗方案，每一次的改進都留下了學生思維的痕跡。同時，經過一步步的設計過程，最終實驗方案成形的時候，學生又會收獲柳暗花明又一村的喜悅與成就感。

二、結合實際，優化設計

在“讓小車運動起來”的教學中，需要探究小車運動的快慢與拉力大小的關系。書本上的實驗設計是將小車置于桌面，用細線的一端連接小車，另一端伸出桌面懸掛墊圈，此時墊圈的重力剛好轉化為小車運動起來的拉力，通過比較小車在桌面上運動的時間來比較小車運動速度的快慢。實驗設計看似巧妙，然而在學生實際操作的過程中，很少有小組得出有效的探究結果。

究其原因，學生操作時發現，在細線伸出桌面的一端掛上第一個墊圈時，小車就在桌面上急速奔跑，導致計時員還未反應過來，小車已從桌面墜落。依次掛上第二個、第三個墊圈時，小車奔跑速度更快，計時員計時的速度跟不上，最終實驗結果體現不出時間的差異，實驗以失敗告終。

我詢問學生：既然發現了實驗中存在的問題，那如何改進呢？學生思考后，紛紛舉手表示：可以更換掉墊圈，換一個更輕的物體懸掛在細線上。另一學生若有所思道：小車運動速度太快也有可能是桌上太光滑了，可以更換一個粗糙的桌面。

學生回答得都有道理，我又提醒學生：沒錯，如果想改進實驗方案，要么更換懸掛物，要么更換接觸面，但是實驗中我們還要考慮到實驗材料哪個更容易獲得。更換所有的接觸面顯然更困難，因此我們考慮更換懸掛物，懸掛物要具備什么特點呢？

生：要比墊圈更輕，體積也不能太大。

師：那換成什么呢？

生：可以懸掛回形針。

提出合理改進思路后，學生又重整旗鼓，重新實驗，掛上回形針，小車在桌面上運動的速度果然比墊圈要慢，計時員能準確計時，實驗結果的差異性也更加明顯。實驗結束后，各小組基本都能得出拉力越大、小車運動速度越快的實驗結果。

教學中，實驗結果的不確定性經常發生，書本中給出的實驗方案可以作為參考，但在實際操作中，要根據具體情況及時做出調整，優化實驗設計。這也在提醒我們，往往一些不經意的實驗細節決定實驗結果的成敗，作為教師，要提前預知結果的不確定性，合理引導學生做出調整。

三、創設情境，促進參與

科學課堂上，有些知識學生無法用眼睛直觀觀察，他們在學習時，對于內容的理解會有偏差。這時，老師可以創設一些情境來幫助學生理解。情境教學根據教學需要創設不同的場景，讓學生在場景體驗中學習，而且選擇情境時，要考慮學生在此年齡段的認知規律。

教學《食物在身體里的旅行》這一課時，學生對于食物在體內的消化過程比較陌生，導入時，我創設了“小饅頭在身體里的旅行”這一情境。課前，我拿出事先準備好的饅頭，對學生說：老師今天給大家準備了一個小禮物，想請大家品嘗一下老師制作的小饅頭。聽到可以品嘗饅頭，學生興致高漲，我讓組長分發給各個組的組員，大家品嘗了起來。緊接著我又追問：你吃的饅頭去哪里了？

生：到了胃里;到了肚子里;到了小腸、大腸.....

我邊說邊出示板貼：小饅頭在我們的體內像小游客一樣要游覽不同的地點，它要去口腔、胃、小腸、大腸等景點游覽。今天我們跟隨小饅頭的腳步，體驗食物在身體里的旅行路線。

“旅行之前都要制定旅行路線，小饅頭的旅行路線是怎樣的呢？”問題拋出后，學生紛紛踴躍發言，但沒有理論依據，還僅限于猜測。“請大家在人體輪廓圖上把你設定的旅行路線畫下來吧！”學生沒有見過器官的形態，絞盡腦汁思考如何繪畫，我提醒學生畫得簡單些，表達出想法即可。畫完后，學生彼此交流，這時的想法比繪畫前豐富了很多，對小饅頭的旅行路線也不僅僅局限于猜測了。

一個“小饅頭的旅行路線是怎樣的？”問題，通過創設一個探索旅行路線的情境，激發了學生的思維活力。學生對旅行都比較熱衷，對于旅行路線也不陌生，通過小饅頭旅行路線的制定，調動學生曾經的體驗，經過交流中思維的碰撞，讓看不見的消化過程變得“有形”。

四、巧妙擬人，幫助理解

在探究植物葉片吸收陽光的實驗中，課前，我提前讓學生在鳳仙花植株上選一片葉子，將這片葉子用黑色紙遮住，3天后，帶到課堂上觀察被遮住的葉子有什么現象。課上展示實驗結果時，學生可以清楚地觀察到被遮住的葉片變黃。這時有學生疑惑了：為什么植物的葉片遮住后會變黃呢？好奇心來了，求知欲便打開了。然而學生年紀尚小，直接講解光合作用的過程學生難以理解，考慮到學生的認知程度，我巧妙地用擬人的方式幫助學生理解光合作用。

師：有生命的物體需要能量才能維持生命，我們獲得能量的方式是什么呢？

生：吃飯。

師：沒錯，植物也需要能量的供給才能存活。那植物“吃飯”的方式是什么呢？

運用擬人方式，學生的好奇心和興趣都被打開了，他們在好奇心的驅使下，豎起耳朵聽我往下講解：“植物‘吃飯的方式是通過綠色的葉片進行光合作用，光合作用可以把陽光中的太陽能固定在植物的葉片中，變成植物體內的有機物，也就是植物的食物。”

經過擬人化的講解，學生便形象地理解了光合作用對植物生長的意義。這符合學生在此年齡段的認知，既讓其不僅動手操作觀察到實驗現象，也要理解實驗現象背后的意義。

一堂完美的科學課該如何設計，仁者見仁、智者見智，但有一點是可以肯定的：科學課沒有絕對的“模式”可套用，教師應根據學生的不同、教材的不同精心設計。一堂完美的科學課需要教師和學生之間不斷地進行探索和磨合。每一節科學課都應該體現出教師自己的思考，并在授課后把新想法、新思路及時記錄下來，逐步形成一套適合自身、行之有效的教學方法，只有這樣，才能真正地把科學探究落到實處，把新課改落到實處。