如何在科学课中培养学生的探究能力

李 强

（银川市西夏区第十一小学，宁夏 银川）

探究性学习活动的成效如何，很大程度上取决于探究者（学生）的兴趣与探究能力的强弱。探究能力的培养是科学教师的长期任务。根据我们的研究，小学1～6年级的学生至少要逐步形成以下六种科学探究能力：

●搜集查阅资料的能力

●调查研究能力

●制定研究计划能力

●总结交流能力

●实验操作能力

●科技创新能力

一、搜集查阅资料的能力

《基础教育课程改革纲要（试行）》明确提出：培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。培养学生搜集整理信息的能力，有助于优化知识形成的过程，改进教学方法，促进学生自主学习，并通过“课内—课外”相结合、“个体—合作”相结合，培养学生自学能力，让学生成为学习的主人。

科学资料的搜集查阅必须体现四性：

（1）科学性

（2）新鲜性

（3）典型性

（4）概括性

为了规范学生资料卡内容，便于学生高效搜集相关资料，我们设计了资料卡模板。

资料卡主题 搜集时间出处 搜集人资料摘要：●●●●

学生搜集查阅科学资料的主要途径有：

1.直接资料搜集

在科学课的教学中，获取第一手资料最有效的途径是实验和观察，通过实验、观察可以获取事实，寻找事物间的关系或变化规律。另外对一些社会科学问题的研究，作为小学生，研究经验欠缺，在老师的指导下，制定好有关问卷和调查访问表，请教有关领域的专家，获取资料是很重要的方法。

2.书报刊等文献资料搜集

文献资料的类型很多，按照文献的固有形式可分为文字文献、数字文献、声音文献和图像文献。包括书籍、期刊、报纸、剪报、特种文献、统计年鉴、统计表格、唱片、磁带、地图、图片等。对于查阅文献资料而言，最理想的场所是图书馆。

3.互联网搜集

网络资料查找也是资料查找的重要来源。然而网络信息良莠不齐，需要有正确的人生观、价值观、甄别能力以及自控、自律和自我调节能力，尤其是小学生要能自觉地抵御和消除垃圾信息及有害信息的干扰和侵蚀。因此需要教师指导学生查找网络资料时理性地处理信息，帮助学生获得有益信息。

二、调查研究能力

在探究性学习活动中如何培养学生的调查研究能力是个难点。教科版《科学》六年级上册有“调查校园中的动植物”活动、“做一次班级相貌普查”活动、“一天中做的事情其中有多少是与生物有关的”。六年级下册有“我家一天的垃圾统计”“我一天用了多少水”“考察家乡自然水域污染报告”……这些探究性学习活动体现了课标对学生调查研究能力培养的高度重视。在课题研究中，我们重点培养高年级学生如何写调查报告。先给学生模板：再对学生进行以小组为单位的培训，明确调查分工，群策群力完成调查任务。最关键的是对数据进行汇集、分析，得出比较科学的调查结论。最后通过全班交流，找出本组的不足，完善调查报告。

调查报告（ 小组）调查目的调查地点调查对象调查时间调查准备简要过程调查结论

课题研究中，我们发现调查报告能力的培养最好在小学高年级进行，小学中低年级的学生年龄偏小，能力偏弱，暂时不具备进行调查研究的条件。

即便对小学高年级的学生而言，五年级学生驾驭调查研究的能力与六年级相比也是有一定差距的。从收集回来的资料来看，六年级的学生在老师的指导下调查报告做得已经像模像样了。

三、制订研究计划能力

制订研究计划，就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。一般做法是先分析探究要解决哪几个问题，每个问题有哪几种解决方法。根据现有的条件和探究的要求，各应该选择哪种方法为好，然后根据这些被选中方法确定需要什么实验器材，按这些方法的逻辑关系构思出操作步骤。

制订研究计划将使探究者明确收集信息的途径和方式、确定收集信息的范围和要求、了解探究所需的器材和设备以及建立分析数据的方法和思路。研究计划使探究步骤更加有序、探究过程更加科学，如果没有研究计划和实验方案，科学探究的操作也就失去了根据。研究计划不当或者实验方案不妥，将直接影响探究结果的可靠性和科学性。

教师在帮助学生制定过程中关注以下几点：

1.研究计划的内容以教材为主，适当拓展。

2.研究计划的重点不在探究的操作方法和操作技能上，要通过探究满足学生求知欲和对身边世界的理解，获得对科学探究本质的理解，培养科学精神和态度，指导的重点应在科学探究的基本过程和科学思维方法上。

3.研究计划的指导形式以课内为主，集体辅导，对特别有兴趣的同学也可在课外加以指导。只要教师在教学中关注学生的提问和质疑，善于发现与教学内容有关的探究活动，并加以启发和引导，指导帮助学生制定课内外探究的目标和方法，久而久之，学生探究的科学素养一定会得到很大提高。

学生研究计划的制订有一个循序渐进的过程，教师要由扶到放地加以引导：

三年级可以完全由教师帮学生制订好研究的计划，学生按计划进行探究实验。

四年级以及五年级上学期，教师要做好扶的工作，可以出示制定一半的研究计划供学生使用，使之能了解计划制订的格式及一般步骤。

五年级以后，教师就可以放手学生自己制订研究计划，当然教师要做好指导工作，如可让小组汇报制订的研究计划，其他同学帮忙提提建议，这样不仅帮这个组完善了研究计划，而且也为其他小组提供了学习的机会。

具体操作过程中我们给学生提供研究计划模板，以降低学生学习的难度。

小组实验（研究）方案（计划）研究题目我们的推测实验器材相同条件不同条件实验方法

四、总结交流能力

科学家用结果能够重复验证的方式交流他们的解释。这就要求科学家清楚地阐述所研究的问题、程序、证据，提出的解释以及对不同解释的核查，以便质疑者进一步核实或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。而课堂上，学生说出他们的解释，使别的学生有机会就这些解释当面提出疑问、审查证据、找出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生互相讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。

五、实验操作能力

从某种意义上讲，科学课是一门以实验为核心的学科。学生的实验操作能力主要源自实验室。学生的科学探究能力直接决定着探究效果。而实验操作能力是重要的探究能力之一。

1.明确实验目的

在实验开始的时候明确地告诉学生要干什么，我们带学生做实验的时候发现有一部分学生不知道做这个实验的目的是什么，或者是他把注意力放在了一些不应该注意的地方。经常是老师说做实验大家就争先恐后地开始做，做着做着又不断地询问。只有明确的实验目的，才能有的放矢，才能从整体上把握实验进程。

2.规范操作要求

（1）教师的演示实验要规范，科学用语要准确

演示实验中，教师的一举一动都会成为学生独立操作的依据和榜样，对学生的实验技能起着示范作用。教师操作应按规定进行，在使用仪器、连接和装配仪器及演示现象时动作要准确、有序，而且语言也要科学规范，不能口语化。

（2）指导学生正确使用仪器

有很多科学实验都要借助仪器进行，因此仪器的使用情况直接影响着实验的成败。在实验前老师要教给学生正确的操作方法，并指导学生反复练习熟练后再进行实验。例如温度计的使用与读数有很多要求，如液泡不能碰到杯底和杯壁，不能将温度计拿出水面再读数，读数时视线要与液面相平，教师要做好示范与引导。在使用托盘天平时，取用砝码、移动游码必须用镊子而不能用手；点燃酒精灯后火柴签不能随手扔在地上，要放在专门的废物杯中；电路的连接应先接线路后接电源，拆卸时先断电源，后拆线路等等。

（3）先制定方案，再分发实验用具

在实验时，教师要先制定实验方案，考虑分发实验用具的时机。因为如果一开始就将器材放在桌上一定会干扰学生的注意力，而且很可能学生会情不自禁地观察这些器材甚至去摆弄它们，这样课堂一定会很混乱。因此等实验步骤全部落实以后再请材料员到讲台领器材，有些材料甚至可以分批发放，实验结束及时将器材送还。

（4）分组实验，角色分配

提高实验操作有序性的办法之一是将学生分成小组，进行小组实验，并进行学生的角色分配。将学生4～6人分成一个小组，并让学生自己分配角色，小组长、记录员、实验员、材料员、观察员等等，既分工又合作，共同完成实验任务。教师根据小组的表现为各小组打分，充分激发他们的集体荣誉感，这样实验会井然有序地开展。

（5）教师巡视、指导，确保实验顺利进行

小组实验并不意味着老师采取了“放羊式的教学模式”，这时教师的主要任务是巡视指导，及时解决实验中出现的各种问题甚至突发事件，以免造成课堂的混乱，导致实验不成功。

（6）充分利用科技兴趣小组，培养学生的实验操作能力

在培养学生实验操作能力上，我们和宁夏大学物电系合作，充分利用高校资源，开发校本课程弥补教材资源不足。每周宁夏大学物电系学生给我们送来一节生动有趣的科学小实验，学生完成实验后，在老师的指导下探究实验原理。这既培养了学生的动手操作能力，又培养了学生的科学思维能力。课题组负责教师课前和支教大学生研究教学方案，在课堂上一起参与实验指导，课后及时总结反思，形成了共同提高、多方受益的良好局面。

在支教大学生讲义的基础上，我们广泛搜集素材，编写了科学校本教材《科技小实验小制作18例》。这本教材图文并茂，附有大量操作图片，实验材料简单易找，学生容易上手；实验原理清晰明了，一看就懂。这本教材以《义务教育科学课程标准》为依据，是对科学教材的拓展、丰富和补充，填补了我校校本教材的空白。

六、科技创新能力

在培养学生科技创新能力方面，科学教师要精心挑选对科学有浓厚兴趣的学生，在获得家长支持的前提下，专门进行培训。首先，带领学生认真学习青少年科技创新规则，明确创新要求。接着还要找历年获奖创新作品图片及视频资料，和学生一块儿分析获奖因素。最后鼓励学生从身边科学现象入手，培养观察发现的敏锐力，大胆实践，勇于创新。

［美］国家研究理事会科学、数学及技术教育中心《国家科学教育标准》科学探究附属读物编委会.科学探究与国家科学教育标准——教育学的指南［M］.罗星凯，译.北京：科学普及出版社，2010.