略谈小学科学探究活动优化设计的策略

● 张 俊

“你要我们做什么？你要我怎么做？”长期以来，我们的学生就是在这种被动、机械的模式下进行着学习，思想僵化、缺乏创新。反思我们的教学则不难发现：思想僵化是因为我们给了学生太多的“必须”，缺乏创新是因为我们留给学生太少的“可能”。

《小学科学课程标准》指出：“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。”科学知识、科学方法、科学态度、科学价值观，很大程度上要通过探究活动来形成，仅用传统的讲授式学习是难以培养学生的科学素质的，探究性的活动才是科学最本质的内涵。因此，只有引领孩子们亲历科学，让学生在“真枪实弹”式的探索研究过程中经历、感悟、体验，才能培养学生的实践能力、创新精神，使学生的科学素质得以提升。

本文结合小学科学课堂教学的实际，就如何优化设计科学探究活动，提升学生的科学素质方面作些思考与探索。

一、立足于做，突出科学探究活动的实践性

“一切的真知都是从直接经验发源的”。认知心理学告诉我们：思维产生于动作，智慧自动作始。因此，学习最根本的途径就是学习者自身的活动。把这一原则应用于教学过程中，就应该放手让学生动手动脑去探索。小学科学教育中的实践活动作为一种基本的活动形式，应当努力通过“动手做”，突出科学探究活动的实践性。

如我在《怎样加快溶解》一课是这样设计的：“同学们，今天我们先进行一次比赛，你们桌子上有同等量的碱块和同等量的水，请你们动动脑筋，看看哪一组的碱块溶解得最快！”一石激起千层浪，同学们个个摩拳擦掌，行动起来。一时间，教室成了“混乱”的海洋：乒乓的声响、轻声的商量、大声的讨论……一幅活生生的“乱”场面，可学生心灵深处“希望自己成为一个探索者、发现者”的愿望被激发了，没过多久，学生便纷纷举起手来。

再如教学《沉与浮》一课时，我让学生把拧着盖子的塑料瓶与马铃薯放入水中，学生看到了塑料瓶在水面上浮着，马铃薯沉到了水底。然后提出问题：“谁能想办法把浮着的塑料瓶沉入水里？”学生边动手操作，边想办法。有的学生把盖子拧开，往瓶里灌水，水灌满了把瓶子放到水中，瓶子沉到水下去了；有的把盖子拧开，往瓶子里装沙子，装满了放入水中，瓶子沉下去了……。实验过程中，有的同学发现装的沙子少，沉不下去，再拧开盖子，往瓶子里多装一点，装到一定量，瓶子就沉到水里了，学生在研究中理解了“瓶中必须装一定的重量，才会沉入水里”。而让沉下去的马铃薯浮上来，有的把马铃薯挖空成小船形、有的用橡皮管绑住马铃薯、有的往水里放盐……学生在无拘无束的探索研究活动中，想出了许多办法解决了“把浮着的物体沉到水里和把水里的物体浮出水面”。这是书本上没有提到的新发现，更是同学们在自己亲身的实践活动中放开手脚所得到的成果。

二、着重于思，注重科学探究活动的启发性

“学起于思”。学习的关键在于学生运用自己的智慧和能力去思考问题。由于科学实践活动是以充分调动学生的各种感受功能为前提的一个综合学习的过程，因而必须通过有效的激“愤”促“悱”，强化实践活动的启发性，努力使探究活动中出现的现象或研究的结果能够激发学生进行深入的思考。但并非每一项科学探究活动都具有很强的启发性，尤其是占有较大比例的测量性、验证性实验更是如此。由于学生都不同程度地存在着思维的惰性，一些学生在实验中懒于思考，或思考缺乏应有的深度和广度，容易浅尝辄止。为防止和克服学生在实验中这种有“手”无“心”，或不求甚解而满足于简单机械操作的倾向，教师就需在增强科学探究活动的启发性上多下功夫、多动脑筋。

如学过《摩擦起电》之后，我们可以问学生：这里有一些混有锯末的大头针。用什么方法能把它们分开？有的同学提出：摩擦塑料尺，可吸走锯末。又有的说：可用磁铁吸出大头针。我表扬他们的想法，鼓励他们继续思考。又有同学说：把它们放在水里，浮在上面的是锯末，沉在下面的是大头针。还有的同学说：可用簸箕将锯末簸出来，可以用筛子筛出锯末，可以用火烧，用扇子扇；可以用吸尘器吸走锯末，可以把大头针一根一根挑出来……同学们争先恐后地提出解决问题方法，通过脑力激荡，使学生思维越来越活跃，这正是创造性思维具有的特征。

再如《叶的蒸腾作用》一课，讨论“树木比较多的地方，空气为什么比较湿润？”有的同学认为树叶挡住了太阳光，土壤比较湿润，土壤中的水蒸发使周围的空气比较湿润；有的同学则认为植物体内有水，植物体内的水也会蒸发，变成水蒸气飞散到树林周围；有的同学认为两者兼而有之。对这样的回答，谁对谁错，我不表态，而是问“他讲得有道理吗？你同意他的观点吗？有没有补充？为什么他设计的方法最好？”……经过这样长期的训练，不仅使学生养成良好的听课习惯，而且培养了学生思维的积极性，营造了良好的探索研究氛围。学生的创新能力、科学素质也就在长期的“思、辩、论”中得到了有效的培养。

三、着眼于疑，强化科学探究活动的探索性

“思源于疑”。疑是汲取知识的动力，有疑惑才有探究，才有积极主动的思维活动。正如人们所说，教学过程就是教无疑者有疑，教有疑者无疑的过程。在科学教育的实践活动中，教师通过不失时机地设疑激惑，营造强烈问题情境，引导学生通过实验进行积极的探索，这对促进其手脑结合和创新能力的培养无疑是大有裨益的。

我们要努力为学生创设一种民主、平等、宽松的质疑问难的环境。凡是学生能自己发现的问题教师不要去提示，我们要多一点“你还想知道什么？还有哪些问题不懂？”，少一点“为什么……”如教学《蟋蟀》，开始教师可指着蟋蟀问：“你们想知道它的一些什么？”，接着解决学生提出的问题：哪里能捉到蟋蟀？蟋蟀喜欢吃什么？蟋蟀的身体结构是怎样的？”……总结时问：“你们还有哪些不懂的问题？”鼓励学生质疑。

例如教学《物体的热胀冷缩（二）》时，在提出为什么用热水可以使瘪了的乒乓球鼓起来的问题后，学生自然联想到上节课固体的热胀冷缩的内容，认知水平较好的学生还会联想到球里是空的，内有空气。于是学生假设：1、认为是乒乓球的外皮受热膨胀的结果；2、认为是乓乓球里面的空气受热膨胀后把瘪的地方顶起来的，3、认为……谁的假设正确呢？这一问题又一次激发了学生进一步去探究提出的假设是否正确的欲望。当然，预测和猜想既可能是正确的，也可能是错误的，当学生通过实践研究发现自己的预测或猜想是错误的时候，也就为其下一步进行成功的预测或猜想创造了条件，这就是人们常说的“失败是成功之母”的道理。实际上，“尝试错误”做为一条重要的学习原则，在探究性实践活动中恰当地加以运用，对提升学生科学素质有着积极的意义。

四、着力于放，扩大科学探究活动的开放性

著名美籍华人物理学家杨振宁先生曾对中美教育作过比较，结论是：中国教育按部就班，严谨认真，而美国的教育是渗透性的；中国教育着重演绎，美国教育则强调归纳；中国教育着重理论的抽象思维，美国教育强调动手能力的培养；中国教育传统要求谦虚谨慎，美国教育则鼓励学生向权威挑战。杨先生认为，中美双方教育的传统是互补的，若能将两者和谐结合起来，在教育上将是一个有意义的突破。其实如果我们认真反思一下我国教育的“短处”，就不难发现，似乎它们都与我们的教育管得太多、放得不够，以及学生学习过程中缺少应有的开放性有关，而科学探究活动在弥补这方面的缺陷上应当是可以有所作为的。

例如我们曾就“水域的污染”问题组织了一次科学考察活动。先是让学生进行策划，明确要研究的问题：本镇的河流污染程度怎样？河流污染对人有什么危害？河流是怎么被污染的？污染源在哪里？怎样防止河流污染？接着放手让学生查阅书籍、调查访问、实地考察来收集资料，然后组织学生对搜集到的资料进行分析、比较、加工、整理，再写成考察报告和科学小论文。学生通过自身的实际研究，对各种问题和现象获得了深刻的认识，所以写出了高质量的考察报告和科学小论文。最后孩子们在集镇范围进行了“保护家乡水”的专题宣传，还向镇政府有关部门提出了自己的建议。在这种开放式的研究过程中，不但培养了学生自主学习能力，而且还让孩子们从中悟到创新学习的原理和科学的精神，这正是我们提升学生科学素质所需要的。

陶行知先生指出：“文明是人类用头脑和双手造成的，只会劳心不会劳力和只会劳力不会劳心的人都是没有希望的。”在科学探究活动中，学生运用形象思维在头脑中形成活动方案，需要通过做来检验，才能判断是否可行，设计过程的错误或缺陷也只有在做的过程中才能得到修正和完善。因此，在小学科学课中，引领学生经历科学探究活动的全过程，既是小学科学课堂教学的客观需求，又是培养适应时代需要的创新型人才的必然。