浅谈小学科学探究活动的有效开展

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  [摘 要]探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。为使科学探究活动更有效,需要教师不断更新理念指导学生学会科学探究的方法,在科学课中真正开展好科学探究活动,这就需要教师组建有合作探究氛围的小组,精选有结构的材料,利用有效的设计开展高效探究,关注学生的交流提升探究效果,同样课后的探究也需要教师的指导和评价。真正提升学生的探究能力,使他们拥有一双“点石成金”的手指。
  [关键词]科学探究;方法指导;能力培养;有效探究
  中图分类号:B848.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0238-02
  《科学》课程标准指出:“小学科学是以培养小学生科学素养为宗旨,积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动。”科学学习要以探究为核心,探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动,是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会,使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中,体验学习科学的乐趣,增长科学探究能力,获取科学知识,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,了解科学发展的历史。
  一、更新理念,指导学生学会探究的方法
  “科学的本质就是从提出问题到解决问题。科学教育的目的就是培养学生科学的思维方法,努力去发展学生解决问题的能力,使得学生们在日常生活中亲近科学、运用科学,把科学转化为对自己日常生活的指导……”(《科学》主编路培琦语)。要让学生在科学课堂上能更好的进行科学探究,首先要指导学生学会进行科学探究的方法。
  现代教学认为,教学不仅要重视知识的最终获得,还要重视帮助学生理解知识的形成过程,更要重视学生获得知识的探究过程。当学生对某一种感兴趣的事物产生疑问时,往往急于了解其中的奥秘,这时教师“授之以鱼”,只能让学生得到暂时的满足。如果教师注重的是授人以“渔”,授给怎样去科学探究知识的方法,不但会使学生学习的方式更灵活,还会让学生在不断的实践锻炼中培养创新精神。例如《科学》三年级上册,《一棵树的观察》先引导学生交流对一棵树的认识,这是学生已有的经验, 然后在去观察前教师提出:你还想观察大树的哪些方面?使学生的观察有目的性。接着提出:怎样才能看到更多的东西?引导学生要有序的观察。
  科学探究有多种具体的方式方法,但是科学探究不是学习科学课的唯一方法,阅读资料、种植、饲养等活动不是探究活动但也能提高学生的科学素养。只要是能够培养学生科学素养的方法都可以作为我们科学课的学习方式。因此我们在提倡运用科学探究方式的同时,也不排除运用其他有效的学习方式。
  二、行动上着手,推进科学课堂开展科学探究活动
  现在的科学课堂以获得结论为价值取向的教学方式还影响着教师和学生,教师注重如何指导学生获得一个个问题的答案,解答学生头脑中的疑问,追求“让学生带着问题来,带着句号去” 的教学境界。一节科学课下来,学生提出的问题得到了解答,然而却忽视了对学生思维方法的训练和问题意识的培养。我们要了解科学探究有没有落到实处,不应单看学生活动是否热闹,关键要看学生的思维获得了多少发展,学生的科学素养有没有得到提高。
  1.组建有合作探究氛围的小组
  开展有效合作探究的前提是小组,只有一个形成了良好合作探究氛围的小组,才能让探究学习有效的进行。现在还有很多班级的学习小组都是由座位前后四人组成,而座位的编排往往是以学生的高矮搭配而成。这样的编排对开展小组活动虽然方便,但不利于不同特征、不同层次的学生优化组合,优势互补,相互促进。还有的班级遵循“组间同质,组内异质,优势互补”的原则进行分组。但由于在操作过程中的一些不理想,并不能达到自己想达到的效果,小组之间的差异性还是非常大。
  因此,在构建合作学习小组时,要注意结构的合理性,才能建立具有弄好合作探究氛围的小组。我采用的方式是:首先对全班同学动手能力、合作意识、表达能力等各个方面进行相应的了解,再根据了解的情况分组,使每个实验组都应有一定数量的优等生和后进生,这样均衡配置的好处是每个小组都能讨论起来;其次有利于各小组在同等条件下展开竞赛,相互帮助。同时也要考虑男女生比例,每组的男女生人数差不多相等。一种学习小组确定后,可根据上课的观察及时调整,直至各组合理搭配,保证小组合作的顺利开展。还要注意组内分工的合理性。小组合作学习往往需要分工,只有合作小组内分工明确,才会使课堂“活而有序”。并且组内的角色定期互换,一学期下来,让每位学生都在尝试着不同的角色,从中锻炼他们的能力。
  2.精选有结构的材料助力探究
  兰本达教授说:“科学教学中的材料的结构,意思是指材料在被使用时能揭示自然现象间的某种关系。这种关系的形式即是现象的概念”。通俗地说:“有结构的材料应能揭示学生探究的思路和探究的方法,即思维积极活动的材料”。
  科学教学是由一个个引人入胜的探究活动串联而成,活动的展开需要借助各式各样的材料,材料的质量则是导向“事半功倍”还是“事倍功半”的先决条件。高质量的探究材料应具有结构性,反映出思维的层次性和逻辑性。一堂好课有一套有结构的材料,才能有效保证探究活动的目的性、秩序性和有效性。
  教学教科版五下年级《马铃薯在液体中的沉浮》一课,当老师把马铃薯放入不知名的液体中,学生发现马铃薯是上浮的,于是有的学生根据生活经验认为让马铃薯浮起来的液体是盐水时,老师却问道:“你们这么肯定呀?有什么方法来验证呢?”“取一些杯中的液体加热一下就知道了”。把调羹放在蜡烛上加热,液体慢慢变少,出现了白色的粉末。学生一致认为“白色粉末就是盐”,老师说:“你们这么肯定呀?老师这里还有白糖、味精,把它们溶解在水中,放入马铃薯,看看会怎样?”学生做了,结果发现:溶解了糖、味精的水也能使马铃薯浮起来。“刚才这杯到底是什么液体?”有的学生认为有可能是糖水,还可能是盐水,也有可能是味精水。更多的学生则说:“不能确定,因为不知道水中溶解了什么物质。” 至于液体中溶解了什么物质并不是最重要的,这里利用有结构的材料,让学生知道要用实证来验证假说。   如果教师没有提供精选过的有结构、有价值的探究材料,学生不可能有这样的探究经历,也不可能有这样大的收获。教师在探究活动中,为学生提供的材料不同,提供的材料方式不同,实际上反映了不同的教学思想。只有提供有价值的材料、教师有意识的引领、学生才能更好的开展探究活动,才能使学生比较容易发现问题、解决问题、获取新知,使探究活动达到事半功倍的效果,提高了探究的实效性。
  3.有效设计和生成,促探究高效开展
  课前在进行教学设计时,教师应对探究活动的环节安排、活动的组织及材料结构等大体轮廓形成环节设计,对课堂可能出现的各种问题进行有效的预设,同时给各种不确定性因素留下足够空间,根据实践情况进行有效课堂动态生成。教师也只有注意探究活动本身内在的结构、活动间的结构联系,有效的进行预设,才能更好地展开探究活动,促进学生思维发展。
  教学教科版五下《物体在水中是沉还是浮》时,在做物体沉浮实验前,先让学生对实验材料物体的沉浮作个预测,猜猜说说。学生都说胡萝卜、橡皮泥、铁块、石头是沉的,竹牙签、木头、泡沫块是浮的。我又问:“你判断沉浮的依据是什么?”学生说开了“轻的物体会浮,重的物体会沉。”“大的物体会浮,小的物体会沉。”“小的物体会浮,大的物体会沉。”“我看见硬币会沉在水中,所以铁皮也会沉。”突然有位学生反问道:“轮船是铁做的,为什么会浮在水上,可载人载货呢?”“是呀!”“是呀!”……当学生的猜测不一致时,我抓住契机,说:“同学们的大胆猜想很好,但要尊重证据,物体是沉是浮,不能光看表面现象,也不能全凭经验,物体沉浮是有规律的,让我们来设计一个实验方案好吗?”“好!”这样,学生凭借教师提供的有结构的材料,通过自己动手操作的实践活动,做好实验操作结果的记录,进行比较,归纳出物体沉浮的条件。这种由师生共同创设的参与条件,学生参与程度高,学生智力活动的潜力得到有效地挖掘和体现,提高了探究的实效性。
  4.关注学生完整、充分地表达和交流
  交流研讨受到建构主义者的广泛重视,是探究式学习中最基本的环节。同时,提高交流研讨的效率也是提高科学课堂效率的重要因素之一。交流研讨时不仅要交流探究过程得出的初步结论或发现,同时要进行批判性的讨论,学习用自己收集的证据来捍卫自己的观点,用自己收集的数据来质疑别人的结论。在每一次的交流汇报前,我们应该给学生时间去整理和思考自己的发现,哪怕只是短短的一、两分钟,这样的等待绝不是浪费,而是后面精彩交流的基础,因为只有时间才会有思考,才会有智慧的生成。然后引导学生有序开展交流,充分发表意见,让交流更丰盈。
  例如教学教科版三下《空气占据空间吗》一课,在用注射器抽进和水同样多的空气,用手指堵住管口,用同样的力向下压活塞。我们观察到了什么?学生回答:我用力推活塞,活塞被推了进去,注射器中空气变少了。教师根据学生的回答,马上问到:注射器中空气变少了,那到哪里去了呢?学生马上意识到自己的表达出了问题。教师又问:那注射器中的空气为什么由40毫升变成了15毫升,这个现象说明了什么?促使学生的进一步思考。在学生在小组探讨后都认为空气没有逃走,也没少而是被压缩了,教师又追问到:空气能被压缩,到底能压缩到多少呢?试试还能不能继续压缩?能压缩到“0”毫升吗?经过教师适时的点拨,引起学生间的互动,促进了思维,把学生的思维一步一步引向深入,学生对压缩空气的理解层层递进,将所观察到的现象从感性认识上升到理性认识。
  教师要充分认识到交流的重要性,这是提升学生素养的重要手段,只有多给些交流的时间,引导发现现象和数据背后的本质。才能使学生的思维发展得更好,才能不断提高学生的科学素养。
  三、加强课后探究指导,发挥教师引领作用
  “不要把学生束缚在教室这个太小的空间里,教室外才是孩子们学科学用科学大有作为的更广阔天地”——这已经成为广大小学科学教师的共识。很多课堂小结后,教师便会留下“课余探究”的任务,要求学生回家后继续研究。而如果没有教师有效的指导、引领,学生的课后探究就成了一纸空文。
  在教学三下《植物的生长变化》单元时,老师与学生利用雪碧瓶一起种下了几株凤仙花的种子,放在教室前面的花坛边,既有利于照料,也方便每天都对凤仙花进行观察、记录。教师和学生一同亲历一次活动,教师就能更有针对性地指导学生观察的注意事项,比如这阶段观察的重点。这样,学生无论是在学校还是在家中都能进行长周期观察,都更容易获得成功。
  在教学六下《宇宙》单元有关月相变化的内容,要布置学生进行为期一个月的月相变化观察,学生的观测和记录就需要教师的鼓励。我利用班级QQ群,第一周对天天观测并记录好的同学进行表扬,并晒出他们的成果,激励了优秀的学生,也让不知如何记录的学生有了学习机会,第二周则重点对观测记录有进步的同学进行表扬,点面结合,后来班级的观测率和有效记录明显好转。而有时学生忘了观测或天气不好,这就需要教师这个有心人。我在开始布置观测任务前,已经有意识的拍摄了几个月的月相,在观察时也天天拍,并在第二天及时上传的QQ群,遇下雨的日子,则把前面拍的和农历时间相同的上传,让学生经历一个月的完整月相。通过尝试,学生的积极性高涨,且效果良好。
  对于类似课外探究的成果我选择正面全面的评价,几乎每一个学生愿意将自己的付诸心血的作品展示给大家,得到大家认可,这是“自我实现”的需要,教师给一个尽情表现学生的智慧与能力的舞台。既是展示,又是分享、还有学习与交流,或发现自己的不足,或突受启发又有新的灵感。超长时限的课外作业要尽量少布置或不布置,教材中必须配合的内容,则应进行阶段任务分解,一般从布置到反馈以不超过一周为宜。只有这样的课余探究才能开展,不会变成一句空话。
  一位著名的科学家曾经说过:“学校教给学生什么样的知识最有价值?那就是学生离开学校许多年之后,还留在学生大脑中的那一部分东西。” 而学生探究能力的形成不会随着时间的流逝而消失,并为学生们的终身学习和生活打好基础。因此在小学科学教学中,让学生参与到科学探究中来,让他们都拥有一双能“点石成金”的手指,这就是21世纪科学教育应教给学生的东西。
  参考文献
  [1] 路培琦,章 钧.小学自然教学.关于评课的对话.
  [2] 科学(3—6年级)课程标准.
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