將探究貫穿于實驗教學全過程

◇呂篤康 （新疆：新疆生產建設兵團第二中學小學部）

聽課是學校促進青年教師成長的一種常見方式，幾乎每一所學校對教師都有聽課要求。但剛走上工作崗位的教師往往關注教學設計、教學方法以及如何組織教學，很少關注學生的學習狀態、學習習慣、學習體驗。因多種原因，很多教師并沒有意識到有效聽課對教師專業化成長的作用，只是為了完成聽課任務而被動聽課。引導青年教師帶著目的去聽課，往往會有意外的收獲或者思考，可及時梳理和總結，形成條理化的認識。

《觀察土壤》一課選自教科版四年級上冊，從聚焦環節初步推測土壤里面有什么，探索環節通過觀察土壤、土壤沉積實驗探究，開展活動，再到研討交流總結，讓學生通過實證研究、探索，更加全面認識土壤的組成成分，同時也為五年級學習“地球表面的變化”單元奠基。在觀察、實驗、整理信息和得出結論的過程中，培養學生科學探究能力。

一、問題的提出

真實情境是教學過程中有效培養學生核心素養的重要載體。教師在開展教學過程中，需要仔細研讀教學內容，選擇恰當的情境設計，與生活聯系起來，充分發揮學生學習的主動性，引導其走向深度學習。引入的設定需要恰到好處，運用知識和方法解決問題，從而培養學生的社會責任感。

師：地球約三分之一被土壤所覆蓋，新疆土地總面積在全國占比多少？（166.49萬平方千米，約占中國土地總面積的1/6。）

師：我們的食物有95%直接或間接地產于土壤，土壤和人類之間建立了密切的關系，那土壤里有什么？

教師通過餅狀圖，直觀地展示可利用的土地面積，能夠利用的土壤只有3%～5%，而我們的食物有95%直接或間接地產于土壤，凸顯土壤的重要性，激發學生對土壤中有什么深入思考，另一方面也融入當地土地面積等知識，增進學生對家鄉的了解。鮮活的實例是吸引學生的重要手段，能迅速集中學生的注意力，喚起學生探究和解決問題的欲望。教師需要認真研究教材，將自己的理解和教材相結合，充分挖掘與生活相關的內容，尋找生活中的實際案例。

二、做出假設

師：根據已有的經驗，我們在土壤中可能會發現什么？請說出自己的理由和根據。

（小組討論，可以畫出來，或者用文字表述。）

（學生預測結果，匯報。）

科學家在進行科學研究的過程中，會根據已掌握的材料，運用分析、類比、歸納、想象等思維方法做出假設，設計創造性的實驗方案，從而推進問題的解決。教學中應引導學生像科學家一樣，經歷科學研究的一般過程開展學習探究實踐。教師要注重對學生實證意識和思維能力的培養。

學生對土壤已有了解，只是未上升到概念的學習。預測的目的在于了解學生原有的認知和生活經驗，教學時喚醒學生的經驗，為后續的觀察增強目的性，使觀察的行為更有意義。在實際教學過程中，常會有學生盲目猜測和假設，教師應該讓學生明白，假設不是憑空產生的，要依據生活經驗有判斷。教師可以營造輕松愉快的學習氛圍，在學生討論環節要注重學生討論的結果，強調學生可以畫出來，或者文字表述，可以多種方式表達討論的結果，以提升學生的參與度，讓學生勇于分享經驗，表達自己的觀點，通過質疑、相互啟發以及思維碰撞做出假設。教師要給學生充足的時間。學生可以采用“我認為……因為……”等句式表述自己的假設。

三、制訂計劃

提問：應該準備什么材料？

提問：觀察土壤，我們可以采用什么科學方法？

提問：在實驗中我們需要注意些什么？

提問：你覺得他們小組說得怎么樣？有什么優點？有沒有需要補充的？還要注意什么？

在進行“土壤中有什么”猜測后，教師并沒有馬上讓學生觀察土壤，而是采用選擇材料、觀察方法、注意事項等問題串的形式，引導學生設計探究方案，主動參與到土壤觀察的活動中來，從而讓科學探究更有效。采用互評和自評取長補短，討論注意事項及可能出現的問題，引導學生通過自主探究來分析“土壤”的構成。

在科學課堂教學中，實驗的設計需要教師搭建腳手架，由“扶”到“放”，引導學生自主設計實驗，旨在讓學生自主遷移，利用觀察的學習方法揭示真理，即對科學現象進行觀察和思考，讓學生更好地發展。

四、搜集證據

任務一，提示觀察土壤的方法：用眼睛看、用鼻子聞、用手摸。

第一步：教師提前在校園中收集土壤，讓學生觀察土壤中有什么；

第二步：用篩子，按照土壤顆粒大小進行分類；

第三步：采用畫一畫、寫一寫的方法，記錄土壤顆粒的大小、形狀等特點。

學生實驗，教師按照小組進行指導，并完成記錄單。

任務二，觀察土壤在水中的沉積。

第一步：在小燒杯中的土壤里加入水；

第二步：用玻璃棒攪拌，并進行觀察；

第三步：充分攪拌后，將杯子靜置，放在桌子上，并觀察。

學生填寫實驗記錄單并討論：觀察到了什么？

運用科學的實驗方法展開探究，實驗前明確方法、實驗目的及注意事項，即為什么要做這個實驗，要解決什么問題；采用互評和自評取長補短，討論注意事項及可能出現的問題，完成任務單的要求。在活動的過程中，教師為學生提供解決問題的方法，注重小組成員間的討論、交流的重要性。同時教師巡回指導，了解學生的學習狀態，及時糾偏。

實驗的環節需要教師提供有結構的實驗材料。教師可以對教材中的實驗材料進行改進，便于學生清楚地觀察實驗現象，也可以采用生活中的材料進行實驗展示，潛移默化地把科學與生活聯系起來。學生在今后的學習生活中，可以利用生活中的材料解決科學問題，這也正是學習科學的意義。

任務單的使用能夠幫助學生提高實驗效率，并按照實驗的一般步驟開展。從土壤顆粒到放入水中觀察，目的和內容清晰，實驗步驟明確，能夠有效保障實驗的順利進行。教師可以提出開放性的問題，讓學生小組間展開交流，要允許學生出現不一樣的想法和實踐。從多方面、多角度觀察土壤，可以提高大腦皮層的分析綜合水平，促進學生思考。

五、處理信息，得出結論

土壤顆粒是什么樣的？

小結：土壤中大于2毫米的顆粒是小石子，小一些的是沙子，更小的粉末狀的是黏土，一般只有1毫米的幾百分之一，有的甚至肉眼都看不到。

土壤在水中是否有分層的現象？

小結：土壤沉積物在水中的分層情況。指導學生分別從沉積土壤的最上層和最下層刮出一點，涂抹在白紙上，仔細觀察，并用手指摸一摸。

大家有沒有思考過，土壤中這些大小不同的顆粒源自哪里？

通過觀察，我們發現，除了大小不同的顆粒，土壤中還有什么？

土壤中生活著很多動物和植物，我們據此推測，土壤中還有什么？

動植物殘體在土壤中腐爛以后，變成了腐殖質。腐殖質使土壤變得肥沃，是植物生長必需的營養元素。

誰能完整地說說土壤中有些什么？

結合之前所學內容，在充分的證據面前，得出結論。學生不能為了匯報而匯報，不能只是為了完成教學環節，而是要將回答落到實處。教師在問題的呈現中板書，層層遞進，得出結論。不斷推進的問題，引導學生提出問題、發現問題、解決問題，從而塑造獨立的學習者，增加學生的自主權。

腐殖質的認識既是重點也是難點。在交流過程中，教師可以結合照片、視頻等資料，讓學生了解什么是腐殖質，作用是什么。在解決問題的過程中，學生會逐漸形成獨立自主思考和學習的能力。處理信息的過程，是知識建構的過程，是建立在觀察、實踐基礎上的。注重親身體驗和感受，幫助學生開展自主知識的建構。

六、表達與交流

土壤和人類之間能夠建立怎么樣的關系？你能說一說嗎？

你睡在土壤上了嗎？你穿過土壤嗎？你吃過土壤嗎？你喝過土壤嗎？你今天玩土壤了嗎？

小結：現在知道你的吃、穿、住、玩都離不開土壤，說明土壤對我們人類非常重要。

表達交流環節與問題的提出前后呼應，指出人類與土壤之間的關系，通過是否吃、喝、玩、睡過土壤，再次激發學生的學習興趣。學生很好奇，在揭示答案后，學生恍然大悟并主動回答自己的經歷。教師設計的問題充分利用生活中的教育資源，提出與學生生活中常見的、易于觀察且能夠調動學生興趣的問題，充分發揮學生的主動性和主體性，從而更好地學習，同時將情感態度價值觀的教育滲透于具體的行為中。

實驗記錄單的設計應突出層次性和指導性，并鼓勵學生用圖文結合的方式表達想法。多樣化、個性化的記錄方式更能激發學生的興趣，鍛煉他們發散性思維。實驗結束后可以作為資料收集，作為教師自己的反思和研究素材。記錄單涉及本課重要的實驗觀察過程和結果的記錄，能夠反映學生在學習、觀察過程中的參與情況，體現小組成員間討論、學習的結果。教師授課時往往“熱火朝天”，學生回答得也是“頭頭是道”，但翻閱學生的記錄單，會發現有的小組填寫得并不理想。那么討論環節中學生在干什么？是否都參與了活動？值得思考和深究。

設計突出層次性和指導性。本節課最大的亮點是，將科學探究貫穿于實驗教學全過程，從問題的提出、猜想與假設、制訂計劃、搜集證據、處理信息、得出結論到表達與交流，貫穿整堂課的設計。問題的設置源于生活，學生是逐步探究習得的結果，而不是被動地接受知識。要讓學生明白，科學研究需要的是證據，而且證據越充分越好。這是一個嚴謹的分析、推理過程，它可以提醒學生，分析、推理的結論是否正確必須經過實驗驗證。

一節課不可能面面俱到，關注的點不同，聽課的感受也不一樣。可以從信息技術的應用，例如，智能互動、課件的使用等教學手段的輔助角度聽課，也可以重點關注教師的教學設計、課堂互動、學生的表現。聽課是一個教學經驗積累的過程，也是教學理念的落實過程。帶著問題去思考、發現問題，并找到解決問題的方法。從自身角度去思考，如果是自己上課應該怎么處理，帶著謙虛的態度向同行請教，在課堂實踐中驗證。把自己的想法和精彩的地方記錄下來，相信你在教育實踐的路上一定會越走越遠。