培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

李峰

〔摘? ? 要〕? 《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）總目標(biāo)中指出，“科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)”。探究活動(dòng)在科學(xué)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)，抓住日常生活情景提出問題，實(shí)施探究中有層次有目的進(jìn)行有效指導(dǎo)以及在知識應(yīng)用方面聯(lián)系實(shí)際拓展，就能讓學(xué)生養(yǎng)成大膽質(zhì)疑的思維品質(zhì)、一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣，還有勇于進(jìn)行創(chuàng)新研究服務(wù)生活的責(zé)任態(tài)度。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；激發(fā)欲望；掌握方法；培養(yǎng)能力

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 09? ? 070-072

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）總目標(biāo)中指出，“科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)”?。

其中在探究實(shí)踐能力培養(yǎng)方面具體要求：“形成科學(xué)探究的意識，理解科學(xué)探究是探索和了解自然，獲得科學(xué)知識、解決科學(xué)問題的主要途徑，理解科學(xué)探究設(shè)計(jì)提出問題、做出假設(shè)、制定計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流和反思評價(jià)等要素，具有初步的科學(xué)探究能力。能根據(jù)自身特點(diǎn)制定合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃，監(jiān)控學(xué)習(xí)過程，反思學(xué)習(xí)過程與結(jié)果，具有初步的自主學(xué)習(xí)能力。”

面對信息來源日益多元化的今天，我們該怎樣讓孩子喜歡的科學(xué)課堂成為培養(yǎng)他們自主探究能力的主陣地，讓他們具備獨(dú)立進(jìn)行適合他們年齡特點(diǎn)的科學(xué)探究活動(dòng)的能力？本文結(jié)合日常的教學(xué)工作的觀察與思考，認(rèn)真進(jìn)行了梳理總結(jié)。

一、提出問題，猜想假設(shè)——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究欲望

一個(gè)獨(dú)立的人，在平平常常的生活中可獲取非常多的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)包括運(yùn)用不同的感覺器官獲得，比如，借助閱讀書籍獲取的文字常識，憑借實(shí)踐活動(dòng)發(fā)現(xiàn)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，在與團(tuán)隊(duì)的互動(dòng)交流中獲取的經(jīng)驗(yàn)。面對這些不同渠道的經(jīng)驗(yàn)，小學(xué)生對于科學(xué)知識也就有了最初的基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)。但對于這些經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)道理處于模糊狀態(tài)。所以，我們要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)提出問題，對這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行批判性思維。

所謂批判性思維，即對自己耳聞目睹的一切加以系統(tǒng)評價(jià)，然后做出回應(yīng)。這些技能和態(tài)度都建立在一系列環(huán)環(huán)相扣的批判性問題的基礎(chǔ)之上。我們會(huì)一個(gè)一個(gè)地學(xué)習(xí)這些問題，而我們的最終目標(biāo)是將這些問題融會(huì)貫通，從而找到可以做出的最佳決斷。

（一）一石激起千層浪——放置在課堂前端的“敲門磚”

學(xué)生學(xué)習(xí)效率的高低，取決于一堂課首次提問的參與率。首個(gè)問題的拋出，學(xué)生思維訓(xùn)練就此開啟。我們一定要從學(xué)生的已有基礎(chǔ)和實(shí)際情況出發(fā)來設(shè)計(jì)問題。問題情境要源自學(xué)生的生活或者學(xué)生能夠涉及的領(lǐng)域。這樣就會(huì)引發(fā)每一個(gè)學(xué)生的思維訓(xùn)練。例如，在教學(xué)《摩擦力的秘密》一課時(shí)，將課下同學(xué)們喜歡的游戲《拉小車》移植入課堂。雖然就是一個(gè)人蹲，一人拉動(dòng)，在問及學(xué)生感受以后，學(xué)生對于這個(gè)游戲中遇到的現(xiàn)象就產(chǎn)生了質(zhì)疑，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生一系列與摩擦力有關(guān)系的問題。在教學(xué)《蠟燭燃燒》一課時(shí)，師生可以進(jìn)行點(diǎn)蠟燭比賽，教師點(diǎn)兩支，學(xué)生點(diǎn)一支，運(yùn)用感覺器官觀察蠟燭，其實(shí)就是燃燒的現(xiàn)象，而后教師表演“隔空點(diǎn)蠟燭”。學(xué)生的目光被吸引了，頭腦風(fēng)暴瞬間展開，學(xué)生對于蠟燭這種平常的物體產(chǎn)生了探究興趣，一堂課就在興趣的引領(lǐng)下開始了。科學(xué)來源于我們的實(shí)際生活，在習(xí)以為常的場景中就蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)道理，將課堂的第一塊“敲門磚”從學(xué)生所熟悉的常見的內(nèi)容中提煉，會(huì)讓學(xué)生從每一次探究活動(dòng)中養(yǎng)成尋找問題的良好思維品質(zhì)，也會(huì)在興趣盎然中開啟每一次探究之旅。

（二）于無聲處聽驚雷——安插在教學(xué)過程中的“爆破筒”

一節(jié)科學(xué)課堂教學(xué)的過程中，要遵循兒童注意力集中的時(shí)間規(guī)律。教育學(xué)家指出，小學(xué)生注意力的集中時(shí)間最長25分鐘。教學(xué)內(nèi)容要做好統(tǒng)籌安排，讓科學(xué)課堂上實(shí)現(xiàn)學(xué)生注意力集中的延長和有效。這就需要教師在課堂教學(xué)中合理設(shè)計(jì)猜想環(huán)節(jié)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，使其得到培養(yǎng)和訓(xùn)練。例如，在教學(xué)《把固體放入水中》，當(dāng)學(xué)生們完成了一組常見物品的沉浮現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)之后，得到了固體放到水里，有的沉下去，有的浮上來的結(jié)論。再抓住一片蘋果是浮起來了巧妙設(shè)疑，一個(gè)蘋果放到水里會(huì)出現(xiàn)什么情況？同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情一發(fā)而不可收，不斷地涌現(xiàn)出不同的想法。課堂教學(xué)的難點(diǎn)成功突破。再如在教學(xué)《摩擦力的秘密》時(shí)，同學(xué)們非常認(rèn)真地完成了如何減小固體中的摩擦力的實(shí)驗(yàn)探究，課堂教學(xué)已經(jīng)進(jìn)行了大約25分鐘，教師拋出一段《海豚在海洋中跳躍》的視頻，然后問大家：“你發(fā)現(xiàn)了什么？有什么想問的問題？”同學(xué)們各抒己見，有的同學(xué)就說到了海豚身體表面光滑，就跟我們?yōu)闇p小固體之間摩擦力，就涂抹潤滑油一樣。抓住這一點(diǎn)，教師引導(dǎo)他們看海豚的體型，會(huì)不會(huì)與體形有關(guān)呢？把橡皮泥捏成四種不同形體，分別是正方體、三棱錐、圓柱體、流線體，讓他們做出猜測。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)的的確確在課堂教學(xué)中段會(huì)起到“爆破筒”的效果，學(xué)生會(huì)在興趣的指引下完成又一次實(shí)實(shí)在在的科學(xué)探究。

二、制定方案，實(shí)施探究——有效指導(dǎo)，掌握實(shí)驗(yàn)探究方法

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）課程實(shí)施板塊的教學(xué)建議中“3.以學(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)”中指出“自主合作交流。根據(jù)探究問題引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)方案，明確探究任務(wù)，注重激活學(xué)生的認(rèn)知、情感和行為，激發(fā)學(xué)生自主參與、動(dòng)手動(dòng)腦、經(jīng)歷探究的過程，既要考慮學(xué)生自主獨(dú)立的學(xué)習(xí)，還要考慮學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)。”

（一）制定方案，選擇有價(jià)值問題進(jìn)行探究

一次成功的科學(xué)研究需要合理的方案設(shè)計(jì)，嚴(yán)密的步驟安排及科學(xué)的人員分工。當(dāng)學(xué)生面對一個(gè)需要研究的問題，就需要群策群力，讓大家能夠在思維碰撞中完善研究方案。如在教學(xué)《把固體放在水里》時(shí)，將蘋果、粉筆、硬幣、塑料棒等物品放在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)桌上，在讓學(xué)生觀察后問：“你想知道什么？”學(xué)生提出：“我想知道哪些物體下沉，哪些物體不沉？這是為什么？”?“哪種固體下沉得快？?為什么？”?“是不是所有的固體都下沉？”……學(xué)生在問題面前顯得異常興奮。教師問大家該如何來解決這些問題？學(xué)生陷入沉思，學(xué)生的思維能力開始彰顯。短時(shí)間內(nèi)，大家的小手就舉起來了。怎樣才能有最多的收獲呢？讓學(xué)生把自己的想法說給本組同學(xué)，把自己小組的實(shí)驗(yàn)方案制定好。全班交流，在質(zhì)疑中思考，在碰撞中完善，方案不斷成熟，確?？茖W(xué)研究達(dá)到良好的效果。

（二）實(shí)施探究，培養(yǎng)合作能力和實(shí)踐能力

我們在課堂上是無法實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的真正意義上的科學(xué)探究活動(dòng)，我們需要讓學(xué)生在有限的條件中，展開我們的科學(xué)研究活動(dòng)，通過研究，讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行科研的合作交流、一絲不茍、態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)攘?xí)慣。只有在一次次的研究中，這些科學(xué)家具備的素養(yǎng)才能逐漸根植于學(xué)生的素養(yǎng)中，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的提升。例如在教學(xué)《搭橋》一課時(shí)，學(xué)生對于廊橋的搭建一無所知，在完成了一系列前置活動(dòng)后，就需要小組內(nèi)分工協(xié)作。這個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)，有的小組分工明確，井然有序，有條不紊；有的小組分工與設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性，所以操作過程非常順利；有的小組則是一片混亂，在操作中總是一次次失敗，沒有過多的思考與反省。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，恰恰才是學(xué)生學(xué)習(xí)的最佳時(shí)機(jī)，引導(dǎo)他們互相學(xué)習(xí)，互相借鑒，互幫互助，學(xué)生的科學(xué)研究愿望得到實(shí)現(xiàn)，大家的科學(xué)素養(yǎng)就會(huì)不斷提升。

在每一次的小組研究中，不可缺少的就是實(shí)踐活動(dòng)。比如動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作、深入實(shí)地進(jìn)行觀察記錄等，這些都需要學(xué)生運(yùn)用雙手和感覺器官來完成。在經(jīng)歷操作、觀察、記錄、分析等活動(dòng)的過程中，伴隨著出現(xiàn)的是一次次意想不到的問題火花，同時(shí)也會(huì)引發(fā)一個(gè)個(gè)值得繼續(xù)研究的問題。比如在教學(xué)《蠟燭燃燒》這一課時(shí)，學(xué)生們準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，為了讓學(xué)生成功學(xué)會(huì)收集氣體，我問道：“大家打算怎樣收集這種氣體？”有的同學(xué)說用塑料袋兜住，有的同學(xué)說用個(gè)瓶子兜住，有的說用集氣瓶，但沒有及時(shí)封口。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)大家學(xué)習(xí)收集二氧化碳的方法，也就成功突破了本節(jié)課的難點(diǎn)，教學(xué)效果非常理想。由于結(jié)論建立在學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐的基礎(chǔ)上，因此學(xué)生學(xué)到的不僅僅是簡單的結(jié)論，更重要的是掌握了得出結(jié)論的過程和方法。

三、匯報(bào)交流，拓展創(chuàng)新——聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力

科學(xué)研究過程中的實(shí)踐活動(dòng)中，大量的現(xiàn)象被學(xué)生發(fā)現(xiàn)，而且也逐漸對這些現(xiàn)象有了自己最淺顯的分析。這些發(fā)現(xiàn)和思考，就像一條條小溪，需要匯集在一起，形成一個(gè)具有更大能量的湖泊。要想達(dá)到最理想的狀態(tài)，兩個(gè)層次的匯報(bào)交流顯得更為重要。一次是單個(gè)研究小組內(nèi)部的匯報(bào)交流，形成本組的觀點(diǎn)，總結(jié)本組的質(zhì)疑；一次就是所有研究小組的交流，匯報(bào)中有質(zhì)疑的小組，也會(huì)出現(xiàn)答惑的小組，有交流發(fā)現(xiàn)收獲的小組，也會(huì)出現(xiàn)及時(shí)補(bǔ)充的小組，最終實(shí)現(xiàn)本次科學(xué)研究的最佳效果。例如在教學(xué)《研究磁鐵》時(shí)，通過實(shí)施探究，學(xué)生直觀感性地看到了有關(guān)磁鐵的種種現(xiàn)象，但沒有得出探究的結(jié)論，教師適時(shí)提出問題：“通過這些現(xiàn)象，你們小組得出哪些結(jié)論呢？”小組成員之間進(jìn)行討論和意見整合，最后進(jìn)行全班交流，然后在對其他小組的觀點(diǎn)進(jìn)行思考后，得出了有關(guān)磁鐵的各種知識。

拓展創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，也是學(xué)生社會(huì)實(shí)踐的重要因素。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們有了收獲之后，無論是知識類還是實(shí)踐類，第一層反應(yīng)就是去尋找這些收獲在生活中的存在或應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，就會(huì)產(chǎn)生一種思維的沖動(dòng)，這就是第二層，用這些知識來進(jìn)行大膽設(shè)計(jì)，這就是拓展創(chuàng)新。我們面對思維活躍、表現(xiàn)力強(qiáng)的小學(xué)生，需要為他們創(chuàng)設(shè)有效的多層次的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。當(dāng)然，由于條件限制，我們的拓展創(chuàng)新環(huán)節(jié)可以設(shè)計(jì)為說一說、畫一畫、模型制作等多種形式，完成地點(diǎn)也不拘泥于課堂，課下任何時(shí)間完成都可以。如在教學(xué)《把固體放在水里》時(shí)，在這節(jié)課的最后教師設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)拓展題：“小明做家務(wù)時(shí)不小心把鹽灑在了芝麻上，他該怎么把它們分開呢，誰能幫幫他？”問題的提出，又一次激發(fā)了學(xué)生探究的興趣，每個(gè)小組成員都積極地發(fā)表自己的想法，使這節(jié)課又出現(xiàn)了一個(gè)小的高潮。學(xué)生回答后，讓學(xué)生回家去親自試驗(yàn)，得出可行的方法。

總之，探究在科學(xué)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)，抓住日常生活情景提出問題，實(shí)施探究中有層次有目的地進(jìn)行有效指導(dǎo)以及在知識應(yīng)用方面聯(lián)系實(shí)際拓展，就能夠讓學(xué)生養(yǎng)成大膽質(zhì)疑的思維品質(zhì)、一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣，還有勇于進(jìn)行創(chuàng)新研究服務(wù)生活的責(zé)任態(tài)度，這樣，科學(xué)課的探究活動(dòng)的組織就是成功的。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022