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在课堂教学中如何引导小学生进行科学探究 灯塔市教师进修学校 周俊馥 《科学课程标准》中强调：“科学学习要以科学探究为核心”。探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式，这里的“探究”包含探究活动和探究技能。教学中应让学生参与以探究为主的学习活动，经历知识形成的过程，把科学知识的学习和科学探究活动有机结合，才能实现获取知识、锻炼技能、培养兴趣之目标。前苏联教育家苏霍姆林斯基曾说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。而在儿童的精神世界中，这种需要则特别强烈。”小学科学教学就在于适应这种需要，让学生成为科学现象的发现者、研究者和探索者。如何落实这种教学理念呢？结合我们自身的教学实践谈点粗浅的认识。 一、创设情境，引领发现 探究是每一个人天生的本能，是与生俱来的，而发现是科学探究的开始。儿童天生的好奇心又能够促使学生作进一步深入细致地观察、思考和探索，从而提出探究性的问题。创设问题情境，引导学生发现并提出问题，继而自主合作探究，不仅仅是一个学习方式方法的问题，更是一种教育观念的更新和转变，它的根本点在于突出了学生为主体的思想，把学习的主动权真正回归于学生。营造一个积极、宽松、和谐的课堂教学氛围，让学生成为“问题”的主体，成为一个个的“问题信息源”，那么，学生学习的积极性和主动性将被大大激发。学生提出的问题总是以自身的积极思考为前提，常言说得好，教师与其“给”学生10个问题，不如创设情景，让学生自己去“发现”、去“产生”一个问题。 如在教学《哪杯水更热》一课时，我们是这样设计教学情境的：一上课，就为学生准备了两烧杯同样多、但温差很小的热水（杯子上方还飘着白气），并提出问题：仔细观察桌面上的两杯水，有什么不同？再用手试一试杯子的外壁，感觉到了什么？仔细体会这两杯水有什么不同？以上问题引导学生经历了“看--摸--体会--比较--总结”逐层深入的五个过程，学生经过看、摸，体会到“这两杯水都是热水，两杯水的温度不一样，”有的学生认为1号杯里的水热，有的则认为2号杯中的水热，从而引发了矛盾争执，在争执的过程中就产生了要“寻找解决矛盾的办法”的时机。当这个时机成熟的时候，又提出了新的问题：“到底哪杯水更热呢？要想解决这个问题，你有什么方法？”学生一下子从对体验结果的争执转移到寻找问题的办法上来。有的说用手仔细摸，有的说喝一口感觉一下进行比较，还有的说用温度计测量……，因为学生寻找了众多的方法再一次引起了学生的争论，互相指出对方方法的缺点。大家认为用手摸会有误差，用眼看冒出的热气量又不稳定，喝一口既怕受到伤害又担心难以分辨，只有用温度计测量才能得到准确、科学的结论，最后学生统一了意见，决定采用温度计来测量到底哪一杯水更热，这样在不断的认识过程中学生自己逐步生成“借助科学仪器测量更加准确、科学”的观点。 在这个环节中，之所以为学生提供温差很小（差别在2℃左右）的两杯水，就是为了创设“引发学生的争执”的问题情景，便于学生在观察的过程中产生问题分歧，在争执的过程中产生解决问题的办法，从而激发学生研究问题的兴趣，引导学生自行探究。 从上面的例子可以看出，在教学设计和教学过程中，如果教师注意挖掘教材中隐藏的“发现”因素，创设一种能让学生主动发现问题、提出问题的情境，学生才能主动提出问题，主体作用才能得以真正的发挥，才能体现真正地自主、探究和发现，整个的教学过程才能围绕学生在学习中产生的问题而展开。 当然，并不是所有的课堂教学都需要像上述的事例一样，需要教师利用实验器材创设问题情境。有时，还可以利用提供探索性问题的方法，为学生创设问题情境。这样，不仅会激发学生进一步学习的动机，还能使学生在解决这些问题之后，增强自信心、主动性和积极性。如青岛版教材中的《有趣的浮沉现象》一课，我们这样引导学生探究： 1.将两团大小不同的橡皮泥（差距大些）浸入两个放等量水的烧杯（烧杯也是一样大的）中，观察水位的变化，体验：物体的体积不同，在水中占据空间的大小也不同； 2.用弹簧称测出同一块橡皮泥在不同形状的情况下，在空气中和在水中的重量，从中发现船形、空心饺子状的橡皮泥在水中能上浮。从而得出结论：增大橡皮泥的体积，让橡皮泥的中间变为空心就可以浮在水面上； 3.承接上面的实验，启发学生思考：铁块在水中下沉，为什么钢铁制造的大轮船却能在水面上航行？之后，利用四个分别装有水、沙、空气、盐水的乒乓球引导学生进行实验：把装有砂、空气、盐水的乒乓球与装水的乒乓球用天平比较出轻重，再分别放入水中观察现象，最终得出结论：比同体积的水轻的物体上浮，比同体积的水重的物体下沉。钢铁制造的大轮船之所以能浮在水面上，就是因为它比同体积的水轻。 至此，物体在水中沉浮的秘密得到最彻底的答案。然后让学生自行设计实验探究“使沉入水中的塑料牙膏皮浮起来”的方法，讨论“怎样让土豆浮在水上”。有了前面的知识基础，学生非常顺利地找到了解决的方法，并且充分享受到了成功的喜悦。这样，既让学生在不断探究中认识了物体沉浮的秘密，又培养了学生动脑思考、自主探索并发现自然奥秘的能力。 总之，在科学课的探究过程中，创设情景的方法有很多，形式也是多种多样的，教师一定要结合教学内容，努力创设教学情景，真正把学生看作是一个发现者、研究者和探索者，启发、引导学生发现问题、探究问题、解决问题，培养学生良好的科学态度，积累一定的科学知识，掌握一定的科学方法，形成一定的科学探究能力。波利亚说过：“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因这种发现理解最深，也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系”。 二、强化合作，共同探究 科学发展的历程证明，许多的科学研究成果都是众多科学家们的合作或几代人的共同努力才取得的，而新的课程标准中也明确指出小组合作是小学生学习的主要方式之一。合作过程中可以帮助学生学习按照一定的规则开展讨论的艺术，倾听别人的见解，善待批评以审视自己的观点，获得正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，享受合作带来的乐趣和喜悦，体验合作的意义和价值。由此可见，合作学习在探究学习中发挥着它独特的魅力。 1．激发兴趣，创设合作探究的氛围 大家都知道，每一位学生并不是带着一个空白的头脑走进教室的，他（她）是带着六年的生活经历来到教室的，由于每一个学生的生活经历的不同，对同一个问题的理解也就不同，这些“经验”和“差距”本身就是一笔宝贵的学习资源。教师必须乐于为学生提供“合作探究”所需要的时间和空间，为学生提供主动参与小组学习的机会，并给予积极的配合与指导，逐步培养学生的合作意识，科学探究的效果才能得到增强。如在研究《土壤》一课时，先安排学生以小组为单位，到校园里的花坛内实地观察土壤，比一比，哪个小组观察的仔细，用的方法多，发现的问题多。之后，对学生自带的不同的土壤先在小组内进行观察、比较，再在班内进行比较、交流，找出每种土壤的特点。学生在这样的活动中，不得不发挥集体的智慧，团结协作，才能胜过其他小组。同时也分享了他人的研究成果，倾听了他人的发现，交流了自己的观点，收获了大家的果实，体验了相互接纳、赞赏、分享、互助。长此以往，何愁学生的探究能力得不到提高，与人合作的意识又得不到加强呢！ 2．精心准备，提供有结构的探究材料 学生有权获得、使用多种器材也是科学探究活动的重要特征。教师为学生提供有结构的实验材料，是学生进行探究学习的关键和基础。丰富的、有结构的材料能激发学生们的灵感，活跃学生的积极性思维，从而创造性的进行科学探究活动，否则，科学探究就成了“无水之源”、“无本之木”了。在材料的准备上，教师应根据探究活动的需要，选择易于揭示科学概念、容易引起学生探究兴趣的、与学生探究能力相适应的材料。如《跷跷板》一课，我们首先让学生自己准备剪子、指甲刀、锤子，其次，我又为学生准备了杠杆尺、钳子、镊子、起钉锤等工具，学生通过讨论这些工具的使用方法，又通过亲身体验，知道了这些工具都是杠杆原理的应用，其中镊子属于费力杠杆。在这个活动中，学生们通过交流、实验等形式，认识了生活中杠杆原理的使用，为学生加强知识与生活实际的联系奠定了坚实的基础。 3.建立合作，科学搭配探究的伙伴 按照建构主义的教学论，学生是按照自己的方式来建构对事物的理解，由于已有经验、文化背景的特殊性，学生对事物的理解会各不相同。合作学习能使学生看到问题的不同侧面，对自己和他人的观点进行反思或批判，从而建构起新的和更深层次的理解，易于生成新的问题，同时，也增强了学生的集体观念和合作意识。所以，在科学探究前先建立合作小组，将学习能力、学习态度、学习兴趣、性别、个性不同的学生分配在同一组内，组成4人或6人的小组，促使合作学习小组形成“组内互助合作，组间相互竞争”的氛围。在科学探究活动中，各组进行制订计划、实验和调查、研讨和综合意见等合作学习，共同经历成功与失败，资源共享，共同提高。但同时也应注意，合作小组内的成员必须注意男女生合理搭配，学习能力、性格特点等方面也要进行协调，以防出现自认为“我能行”的学生越来越行，自认为“我不行”的学生越来越差的现象，不但合作意识没有培养好，反而出现了探究结果、探究能力上的两极分化。 4.开展小课题研究，加强课外学习的合作 科学教材的内容有很多是适合短期、中期、长期考察的，课堂40分钟完不成教学任务，在科学教学中，教师可根据教材内容和学生的实际，围绕一个主课题，确定几个小的研究专题，运用研究性学习方式，分工合作，提高学生学习科学的主动性、研究性和发现的能力。如在学习三年级上学期《天气》单元后，我们和学生一起确立了以下几个研究专题：①持续观察一个周或一个月的天气情况，并做好记录；②天气与气象有什么不同；③搜集我市一年的天气预报情况，根据相关数据分析我市不同县区在同一季节天气情况的不同点；④人类在生活中哪些活动影响了当地的天气；⑤天气的变化对人们的生产生活有哪些好处？又带来了哪些不便？人们采取了哪些措施克服不便？⑥什么是季风？⑦电视中“卫星气象云图”中各种颜色分别表示什么。并与学生一起制订研究方案、收集、整理资料、开展社会调研、辩论会、结题交流（开信息发布会）、总结反思，让学生在课外活动中再次经历科学探究的过程，逐步完善学生的知识体系。学生通过进一步地探索、发现和体验，初步学会对信息的收集、分析和判断，既锻炼了学生分析问题、解决问题的能力，又培养了学生的科学意志、实践能力和探究能力。 三、实践应用，获取体验 “一个人只要体验过一次成功的欣慰，便会激起多次追求成功的欲念”。科学探究要注重过程，注重学生的“体验”，学生只有在参与探究过程中去深刻体验成功，体验挫折，体验合作，体验质疑，体验挑战，才能真正探究了科学，真正实现了动手更动脑，即使探究失败了，对学生来说，也是一笔丰富的财富，同样具有重要的教育价值，使学生体会到“原来科学研究这么不容易，科学家真了不起”。如：教学《关节》一课中研究关节的连接方式时，我们先引导学生对其连接方式进行猜测、讨论，联系生活中相似的结构，进而再让学生利用简笔画的形式把自己的猜想画出来，学生经历了这样逐步深入的探究过程，对关节连接方式有了初步的认识，学生已初步尝到了成功的喜悦，尽管这喜悦在心中是有些不踏实的。当老师利用大屏幕展示出六大关节真实的连接方式后，尤其又利用骨骼模型展示了立体的关节以后，学生通过对比，对自己画出的内容就有了一个明确的判断，画对的体验了成功，画的不对的体验了失败，在失败的基础上经过思考又获得了正确的认识。 学生把所学的知识和技能应用于实际生活，这是由自然科学的实践性特点所决定的，在应用过程中，一方面学生的知识和技能得到了巩固和提高；另一方面当学生遇到困难时，必然要全力以赴，积极动脑，想尽一切可能，创造性地运用种种条件，解决困难，从而使自己的能力得到发展。如学习完《植物的“分身术”》一课后，生物实践兴趣小组的同学利用参观木瓜基地的机会，动手练习了木瓜的扦插技术，同时还了解了扦插以后的木瓜在保养、生长、移植、栽培的密度、对阳光的需求量等方面的知识。从这项活动中可以看出，学生在实践活动中能自觉运用学到的知识和方法探究新的问题，这也正反映了激发学生探究兴趣重要性。 四、张扬个性，发展独创 “教育是使学生个性得到张扬、让学生唱主角的过程，教育应该让学生成为他自己，而不是别人。”引导学生通过不同的途径，从不同的角度，运用不同的方法解决同一个问题，这样不仅能活跃学生的思维，开阔思路，同时也促进学生养成善于求异的习惯，对于培养学生的创新能力有着决定性的作用。人们在理解知识的过程中，往往习惯运用某种思维方式思考，时间久了，就会产生思维定势。因此，在教学过程中，教师要创造多样化的思维环境，提高学生思维的变通性和广阔性，教师在教学中要不失时机地创设思维情境，千方百计地为学生提供创新素材和空间，用“教”的创新火种点燃“学”的创新火花，才能有成效地培养学生科学探究的独创性，在教学中一定要注意保护儿童个性，千万不可以用成年人的所谓理智去律令孩子们。引导学生批判地接受前人的各种成果，形成不唯师、不唯书、只唯实的思想观念，不断超越自我，逐步形成自我发展的能力。在教学《电磁铁》一课中，当学生探究电磁铁的磁极改变的原因是与线圈缠绕方向有关时，大部分学生都采用拆下导线重新缠绕的方法，惟独六年级五班的王金铭和王禹昆两位同学直接把铁芯抽出来，反方向插入线圈中，取得了同样的学习效果。这样做，既节省了时间，又提高了学习效率。再如，学习了土壤对植物生长的影响之后，大部分学生在研究了“不同的土壤中植物生长情况的特点”之后，对种植植物产生了浓厚的兴趣，今天有个学生告诉我“老师，我种的土豆结了两个小土豆，而且还是绿色的”，明天又会有个学生把他种植的韭菜苗端进办公室，还大声地嚷着“这个韭菜叶怎么这么细呀！”后天就会有几篇观察日记放在了我的办公桌上……从这些现象看，小学科学的课堂教学起到了“一石激起千层浪”的效果。 五、引导反思，及时评价 科学课堂的评价既包括学生的评价，老师的评价、家长的评价，还包括社会的评价。苏霍姆林斯基说过：教学中要“引导学生进行自我教育”。《科学课程标准》中也指出：要关注学生的学习过程，关注学生的情感体验，在评价上要体现多元化，强调评价的促进功能。青岛版科学教材为评价提供了广阔的空间，而且评价的方式机会是非常灵活的：可以在教学活动结束时评价，可以将评价贯穿在教学过程中；评价时不仅要关注学生科学探究活动的结果，更要关注学生在此过程中每个环节的表现；不仅要对学生在课堂中的表现做出评价，也要对学生课前准备做出评价；不仅对学生的小论文或研究报告进行评价，还要关注学生得到这些结果的方法及其间的经历；不仅有学生的自评、互评，还有教师的评价、家长的评价，如他们提出研究的计划和假设，收集、处理信息的能力如何，在活动中是否表现出兴趣、责任感、创造性与合作精神等等，都是评价学生不可多得的契机；一个新颖的设计方案，一个大胆的假设，一次与教材不同的设想，一个与众不同的创造性活动，意见精美的手工制作，一次愉快的合作，一次有意义的调查……，都是给予学生评价的大好机会。其实，教师的评价不单是语言上的激励，教师的一个眼神、一个微笑、一个翘起的大拇指、一次不经意的摸头，对学生来说，都是无价的表扬，都是一种激励。学生自评、互评的效果也是相当有效的，这样学生会感到自己进步了，今后要比现在更有进步才对。对学生的评价还要注意发动学生家长共同参与，这样会使学生的进步更加透明，学生会感到人人都在关注他，关心他，从而会使他更加有信心，进步的更快，更加有兴趣的学习，探究能力也就逐步的得到提高。 同时，教师还要关注学生各个侧面的发展变化，即经过一个时间段后对学生在科学探究的不同方面的表现进行不断地比较，借此判断学生在该领域的成长和进步，以及尚存在的优势和不足，明确进一步发展的方向，使每一位学生都能健康的发展。 陶行之先生说过“教是为了不教”。教学的最终目的就是教学生学会自主学习，自主探究，帮助学生树立终生学习的意识，培养自主学习的习惯，体验知识形成的过程，得到探究知识、获取知识的方法，从而能自己处理生活中的事情，正确的分析、认识社会，使自己更好地生存。小学科学课教学的突出特点就是引导学生“自主探究”，倡导“真情实感，亲身体验”。作为一名科学课教师，一定要根据教学内容，结合小学生的年龄特点，激发学生的学习兴趣，引导学生进行真正的探究科学。 |
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