把学生领上科学探究的“道”

张陈江

一直觉得科学探究对于学生来说，不仅仅是单纯的动手操作。为此，我愿意花上足够多的时间让他们在动手之前，独立思考、合作探讨、充分表达、仔细倾听、相互补充，直到形成一个相对较完善的实验方案。我坚信在这个比较漫长的过程中，大多数孩子应该对这个方案能加深理解，从而在动手时更有目的性和针对性。基于这样美好的设想，我开始付诸实施。没想到——

问题接二连三

这节课研究的是“电磁铁磁力大小与什么因素有关”。我首先将学生的假设集中呈现出来，并让各个组经过民主讨论后选择一个作为研究对象。这时，第一个问题出现了——到底听谁的？

面对众多的选项，每个学生都有自己的选择。当四个学生汇聚到一起，都希望别人能支持自己的观点。可怕的是四个人都这样想。更可怕的是，四个人的选择各不相同。最可怕的是谁也说服不了谁。

矛盾在瞬间爆发了！有的组很顺利地确定了研究主题。有的组却分成了两派，二对二，势不两立，争论不休。有的组甚至是三对一，形成围攻之势，却久攻不下……

我被迫叫停了讨论，开始进行疏导。从小组成员的分工到实验效率的提高，从全班各组实验主题的分配到单个小组实验的意义，总算暂时解开了哪些顽固的疙瘩，各组形成了比较统一的意见。

我给每个小组一张表格，请各组根据刚才确定的主题设计实验方案【简】。

问题又出现了——假设的表述不完整。有的组说“电磁铁磁力大小与电池数量有关”。有的组说“铁钉越长磁力越大，铁钉越短磁力越小”。有的组干脆寥寥几字“导线长短”。针对这种普遍出现的情况，我告诉学生，这一类的假设通常由两部分组成：“该现象与什么因素有关”、“具体有怎样的关系”。学生根据这个格式对各自的假设进行了修正，渐渐地都能完整地表述了。

不过，一波未平一波又起。新的问题又来了——不同条件是什么？不同条件的设置是什么意思？

仔细想来，学生产生这个疑问还是正常的。从表格上观察，这个“不同条件”出现得十分突兀。在这之前，应该先让学生把实验过程梳理一下，当实验的过程在头脑中有了雏形以后，再来填写不同条件就顺理成章了。经过尝试，证实了这个想法。这张表格中也应该添加实验过程设计的部分。

最后一个问题——相同条件的列举。学生了解了实验操作的过程，知道了一组对比实验中的不同条件，自然就明白了其他条件都应该相同。所以有学生概括性很强地写着“其余条件都相同”。还有学生具体到“导线相同、铁钉相同或者电池相同”。我追问他们：对于导线相同，究竟是导线的长度相同？还是导线粗细相同？还是导线颜色相同？听了我的追问，学生才详细地罗列出更具体的相同条件。我告诉他们，在设计实验方案的时候，表述要具体，要使人能对照方案很明了地知道怎么操作。

一连串的问题终于解决了。我也进行了反思。

首先要了解学生。这个班是我今年新接手的班级，他们的三四年级科学都是兼职教师带的。所以对于他们的知识基础、探究能力、操作习惯等都在熟悉的过程中。小组合作习惯、对实验设计的能力现状都和我的预期有些距离。

其次，要根据学生的一般认知过程设计教学环节。一味地依据教师口味设计菜谱，会让这顿大餐形成很大的浪费。

最后，我意识到今天花这么多时间纠结在实验方案的设计上，还是很值得的。毕竟实验设计能力的提高不是一朝一夕就能实现的，需要经历多次探究活动的“实习”和“打磨”，才能让学生逐渐掌握对比实验的特征。其中还包括引导学生对自己探究过程进行。

及时回顾反思

在后一节课上，我提供材料让学生根据自己实验方案中设定的步骤进行操作。材料员根据小组研究的需要到老师处领取相应材料。比如研究铁钉粗细是否影响电磁铁磁力的小组就选择了长短、材质相同粗细不同的铁钉，一根导线，一节电池和若干回形针。研究电池数量影响电磁铁磁力的小组选择了三节电池、一根导线、一枚铁钉和若干回形针……

十五分钟后，实验基本结束。我将学生汇报的数据进行了汇总（表简）。

通过观察，学生发现电磁铁磁力大小与铁钉粗细、导线长度、电池数量、导线圈数、导线粗细、铁钉长短、线圈直径都有关系。

我问第12实验组：“你们在实验的时候，除了线圈直径不同以外，其他条件都保持相同吗？”他们信誓旦旦地说：“是的。”我问：“直径是0.5厘米的线圈，你们在铁钉上绕了几圈？直径是1厘米的线圈，在铁钉上绕了几圈？相同吗？”他们傻眼了，面面相觑：“这个……我们没注意。”我说：“要是圈数不同的话，那实验数据就能说明电磁铁磁力大小与线圈直径有关？”别的学生看看他们又看看我，纷纷摇头。

我又问其他小组：“你们在实验时，有没有哪些条件给疏漏了呢？大家再回头检查一下。”

果然，有小组发现问题了。第1小组发现他们在粗细不同的铁钉上绕上相同圈数的导线，可是由于铁钉有粗细，所以线圈的直径也不同了；第12小组还发现他们的线圈和铁钉之间的间隙也不同；第9小组发现粗细不同的导线绕成的线圈的长度不同。我还向第9组坦诚在准备材料时的困惑：我只找到了粗细不同的导线，但是导线的材质不能保证相同；还有的组检查出实验时线圈排列有时紧有时松；……

最后，经过对数据的比较和筛选，学生发现电池数量和线圈圈数对电磁铁磁力的影响是比较明显的。而其他因素，也有可能影响电磁铁磁力大小的。如果能找到控制实验中相同条件的办法，就可以用实验来一一证明。下课前，学生和我约定——

这个课题，我们要继续研究下去。

【作者单位：苏州工业园区东沙湖学校 江苏】