設計貼近學生生活的探究活動

◇賓 雨 吳明新（湖南：株洲市荷塘區星光小學株洲市荷塘區戴家嶺小學）

2017年版《義務教育小學科學課程標準》指出：小學科學是一門基礎性、實踐性與綜合性的課程，教師要引導學生進行科學探究，加強科學與現實生活的聯系，使學生在實踐中養成運用科學知識分析問題及解決問題的能力。同時，促使學生在科學探究中形成良好的科學素養。

一、從生活經驗出發，激發探究興趣

不同學生的生活經驗、思維方式存在較大差異，他們對科學知識的理解也不一樣。在課堂上，教師可以設計貼近學生生活的實驗活動，以激發學生的探究熱情，引發學生認真觀察、記錄實驗現象，深度思考，將學生從被動聆聽變為主動實踐、自主探索，發揮學生的主觀能動性，在興趣的驅動下，探索科學奧秘，形成理性思維。

例如，在湘科版三年級下冊《水的沸騰》一課教學中，教師先以生活中熟悉的現象“燒開水”來展開教學，以問題“水在燒開的過程中會發生哪些變化？”引發學生思考，調取學生的前認知。通過自主設計實驗方案，使用有創意的學具，學生小組合作，分工明確，任務驅動，觀察燒開水的變化，以均勻的時間間隔測量并記錄溫度變化，運用柱形圖描述水的溫度變化，并匯報各小組的讀數，結合溫度變化、水泡變化、水量變化折線統計圖，由具象到統計，動態記錄發現共同之處。學生經歷探究水的沸騰，透過現象看到本質：水沸騰時，氣泡會逐漸變大直至破裂，溫度升高到沸點繼續加熱，溫度也不再升高，水會變成水蒸氣使杯中的水量變少。再運用所學的沸點知識來解釋生活中高壓鍋的使用原理。整堂課需要教師有深厚的專業功底、游刃有余的教學方法，高效精準地追問探討，問而有答,答而精彩,以學生為主體，充分激發學生自主探究的積極性。

二、以生活理解為橋，發展科學思維

小學科學所涉及的常識性知識很抽象，小學生的閱歷及視野存在局限性，有些知識他們難以理解。利用學生熟悉的結構化實驗材料設計進階的實驗活動，循序漸進地引導學生操作，加深理解，能讓學生揭開科學神秘的“面紗”。

例如，湘科版二年級下冊《力與形變》一課教學中，教師采用“捏臉”游戲演示臉變形來吸引學生的注意力，進而實踐球形、方形、柱形等多種形狀橡皮泥的擠壓、拉伸，比較施力前后橡皮泥形狀的變化。激活思維，層層遞進，驗證力有改變橡皮泥形狀的作用。結合學生心理，采用游戲化策略，設置競賽環節，讓學生體驗用橡皮泥DIY可愛造型，讓用力的方法多樣化，增強趣味性和挑戰性。教師及時傾聽學生的疑問：怎么每一次捏都會變化呢？讓學生談談自己對生活中更多物體的理解，自然過渡到對海綿、彈簧等更多材料的探索。講解記錄單，深化延伸概念，得出共同的結論，再一次驗證力能改變物體的形狀。再逆向驗證，比較撤銷力前后物體形狀的變化，撤銷力恢復原狀，進一步驗證沒有力就不能改變形狀，也進一步證明力能改變物體的形狀。學生通過循序漸進的實驗活動理順了因果邏輯關系，建構了正確的新認知，突破了教學難點。

三、借生活現象思考，深化科學內涵

學生在經歷了3～4年級的科學學習后，對自然界中的光現象有了一些感性的認識，但是對光是怎樣傳播的，研究還不是很深入。教師采取任務驅動，設置分組挑戰賽，學生獨立思考、小組交流、全班交流，設計實驗方案，了解科學內涵，自制創新學具，驗證結論。

例如，在湘科版五年級下冊《光的傳播》一課教學時，從觀察樹林中的陽光、舞臺的聚光燈等線光源入手，以“光是沿什么路線傳播的”問題走進光的世界。教師順手按亮手中的電子筆，學生在希沃白板某處尋找電子筆的光的傳播路線，并演示電子筆穿過可樂瓶，使光的直線傳播路徑可見，銜接自然，順勢引入主題。

出示更多的材料，設計實驗方案來揭曉神秘的光。第1～4 小組用實驗方案一，采用挑戰賽選出速度最快的小組。小組長用視頻展臺展示活動記錄單，匯報速度快的秘訣：如果三塊紙板的小孔不在一條直線上，手電筒的光穿過第一個小孔后就會被某塊紙板擋住，光斑無法直達最后的光屏上，需要將三個中央打孔和一個做屏的紙板固定在支架上，借助直尺和桌子直角邊緣輔助，使紙板擺放在一條直線上，用手電筒正對著最前面紙板上的小孔并把光射進去，光線能夠前進到最后的屏上，形成一個明亮的光斑。不同組的學生相互競賽、分工合作，凝聚集體智慧，產生思維碰撞，達成共識，最終實驗證明光是直線傳播的。

除了方案一的實驗方法以外，還有多種方法驗證，一個結論的得出應該是反復驗證。第5～8 小組采用實驗方案二，模仿鑿壁偷光的典故，各組嘗試在暗盒內組裝簡易電路，各個不同的側面開小孔，將可彎折的吸管插入小孔，并用橡皮泥封住。如果用彎折的吸管，光直線傳播到彎折處就擋住了，我們眼睛看不到亮光透出來；如果拉直吸管，光從吸管中透出來，我們的眼睛能看見光亮。多個組的小組代表匯報時，同時展示光是四面八方從暗盒中透出來，進一步驗證光是從四面八方沿直線傳播。

進一步運用光的傳播路線原理來解釋生活中影子的形成這一現象，結合有趣的小孔成像視頻，談古激趣，引導學生制作小孔成像盒，模擬情形再現。師生借助紙貼板書小孔成像光的路線圖，突破難點，揭秘蠟燭火焰上端下端兩點穿過小孔得到屏上的光點成倒像的成因，循序漸進地解析小孔成像也是光的直線傳播的例證。

四、為生活創造美好，鏈接社會發展

以第42 屆株洲市青少年科技創新大賽為契機，科學教師組織學生自制科技作品，拉近生活與科學學習的距離，促進教學更加生活化。學生利用課后時間開展小發明制作，自主調研，設計創作，模型構建，操作演示，充分認識到科學技術發展對社會的影響。學生的創新成果分別是“免洗防濕可折疊換面鞋”和“多功能培育植物神器”。下面來看看學生的小發明吧！

“多功能培育植物神器”的設計背景是暑假學生考察爺爺家的植物種植實踐基地，看護植物的人頂著烈日辛勤地澆灌、除草、施肥或者用營養液藥袋注入樹皮來培育植物。學生突發奇思妙想，設計了多功能培育植物神器。它將太陽能轉化為電能，自動澆灌系統套裝內置定時器，定時噴灑水、殺蟲劑、營養液，既合理地利用了太陽能，又能定時噴水、除蟲、施肥，且節省了人工費。學生使用的材料有：三個相同大小的瓶子（分別裝有水、營養液、殺蟲劑）、四根水管（可收縮、可拆卸）、一根長水管、一根長電線、兩根短電線、兩個開關、三個水閥門、一個圓底座、一根85 厘米的鐵管、一個灑水器、一個太陽能電板、一塊太陽能電池。我們用太陽能電板收集太陽能，保存在太陽能電池里，利用太陽能電池轉換為電能的裝置去連接水泵，打開開關時電流開始流動到水泵，水泵被打開后連接主水管，水管再接通三個分別裝水、營養液、殺蟲劑的瓶子。結合實際需要，分別選擇噴水或殺蟲劑或營養液，十米左右的距離安裝一個噴灑裝置。多功能培育植物神器的整套系統就成功運行了，讓種植體驗更美好。

“免洗防濕可折疊換面鞋”的設計背景是，冬季外出旅游，箱子體積有限，鞋子笨重不便裝，款式單一，冷水洗不護手，于是學生想到了發明這種“免洗防濕可折疊換面鞋”。設計思路是使用可折疊材質制作的多個鞋面、鞋底、AB膠、線、針等，采用遷移和組合的方法，先將鞋底切下，用AB 膠的A 面粘在鞋底上面，然后再拿鞋面粘上B 膠，在鞋底和鞋面貼合的地方粘緊。它可以防水，市面上有用拉鏈連接鞋底和鞋面的方式，那種換面鞋在下雨天容易通過拉鏈小縫隙進水。鞋底和鞋面采用軟皮材質制作，可折疊，方便放入行李箱和鞋柜中，節省空間。一般鞋子里面、前面部分很難用鞋刷刷到，這樣可以卸下來清洗干凈，換好鞋底鞋面之后，再墊上鞋墊。結合羽絨服的特質，只要洗最外面一層可拆卸的臟的部分即可。換不同款式的鞋也方便，可以自由組合，出去旅游穿著搭配難題也解決了。它防水而且不容易壞，可折疊的特點還能節省空間。

科技創新成果以競賽為驅動，建構情境框架，既符合國家“雙減”政策，又調動了學生的學習興趣，提高了學生的動手實踐能力，激發了學生的創新性思維。真實情境、挑戰性的任務是引導學生在問題解決中開展深度學習的一種有益嘗試。本次科技大賽在培養學生的科學思維、科學探究和社會責任方面有得天獨厚的優勢。