以《齿轮》一课为例谈“探究—体验”教学策略

山东省临沂市第一实验小学 陈连恩

小学科学的学科特点，是以探究为手段，通过情境设置、提出问题、分析问题、解决问题为基本思路，培养学生的科学探究能力，提高学生的科学素养。在平时的课堂教学中，我注重让学生经历完整的科学探究过程，学会观察现象、提出感兴趣有意义的科学问题，并根据问题设计切实可行的实验方案，依据方案验证猜想、得出结论，并最终获得认知。通过不断的学习和锻炼，学生不仅学科学、爱科学，而且逐渐养成了善于观察、善于动手的科学情感态度与价值观。

在教学《齿轮》这一课时，我同样是根据生活经验，以问题导入，让学生想一想“哪些地方用到齿轮”，以此来确定本课的研究方向。学生通过交流，会产生一系列的有关齿轮的问题。在这些问题中，引导学生选取最基本、有价值的问题进行探究，从而确定本课的探究主题，即“研究齿轮的作用”。为了研究这个问题，我是这样设计的，先让学生制作齿轮，希望通过制作活动，让学生首先发现齿轮的特点（即合格的齿轮只有是圆形的并且齿轮要均匀，才能够很好地啮合在一起并能正常转动），然后通过实验去发现齿轮的作用（传递力量、改变用力方向、改变转速），为了巩固学生的学习成果，我还通过联系实际的方法让学生讨论齿轮在生活中所用到的地方，以及这些地方分别利用了齿轮的哪些作用。问题“生活中哪些地方还用到了齿轮呢？”将探究延伸至课下，不仅在时间、空间上拓展了学生的探究与学习，同时使学生形成一种科学来源于生活，又运用于生活的意识，培养将科学思维应用于生活实际的习惯。

在进行课堂探究时，我注重培养学生多方面的能力，比如动手操作的能力、细致观察的能力、动脑思考的能力，以及根据现象进行归纳总结的能力。通过确定探究内容、制定探究计划、实施方案等一系列活动，学生不仅能体验到完整、严谨的探究过程，而且明确了齿轮的特点，发现了齿轮的作用。同时，为了拓宽学生的知识面在探究活动之后，又引入我国制造和应用齿轮方面的内容，以进一步激发学生探究齿轮的兴趣。

案例：

在研究齿轮的三个作用时，其中一个齿轮的作用是改变转速，学生通过大小齿轮的啮合，能看到：当大齿轮以一定速度转动时，会带动小齿轮以更快的速度转动，但是无法用具体的数据体现出来。于是，我便引导学生通过标一标、数一数、比一比的方法，让学生明确感受到“改变转速”这一作用。

师：当我们匀速转动大齿轮时，你发现了什么？

生：小齿轮也在匀速转动。

生：小齿轮以更快的速度转动。

师：同学们观察得特别仔细。那小齿轮比大齿轮快多少，我们可以怎样去测量呢？

（小组讨论，汇报、补充与完善。）

师：我们可以这样做：将大小齿轮啮合，在啮合处，分别用标记笔标注啮合点，就像这样（教师示范），然后将大齿轮转动一周，数出小齿轮转动的圈数，并记录下来。看明白了吗？

生：明白了。

师：好，现在请同学们小组合作进行操作，注意仔细观察并记录下数据。

…………

师：哪个小组来汇报你们的发现？

生：通过操作我们发现，当大齿轮转动一周，小齿轮转动两周半，也就是说，小齿轮的转速是大齿轮的2.5倍。

…………

师：是的，通过观察、记录与比较，我们不仅发现两个齿轮的转速不同，而且还能发现它们之间的倍数关系，这就是记录的重要性。当我们在进行科学研究时，不仅要多看多想，还要多多地用手去做，在做的过程中，注意利用好我们的笔来进行记录，这样我们的科学研究才会更加深入与细致。

在科学课教学中应注重以“探究—体验”式教学为主要方法，在具体的教学过程中，我主要从一下几个方面来进行强化训练，以达到培养学生的科学素养的目的：

1.从生活场景中提出问题。

比如在本课中，齿轮是生活中常见的一种机械，学生都不陌生，尤其是高年级的学生，对齿轮更加熟悉。齿轮在很多玩具比如四驱车里都常常用到，学生会对齿轮的作用有一些浅显模糊的认知。因此，在上课之初，让学生说一说生活中哪些地方用到齿轮、说一说所观察到的齿轮有什么特点，以及对于齿轮所产生的疑问等问题。这样不仅可以对学生的学前情况有一个大体的了解，而且大大调动了学生的生活经验，激发学生的探究兴趣，为后续的探究活动做充足的准备。

为了让探究活动有效，集中学生注意力，我还注意利用讨论、交流、演示等多种方法激发学生的探究兴趣，以兴趣促学习，让学生在持续不断的兴趣推动下，完成一系列的探究、体验、发现活动。“做齿轮”环节是学生非常感兴趣的部分，学生的注意力往往落在材料、工具和动手操作上，而对此活动的真正目的——即思考齿轮的形状、特点以及齿轮要正常运转所应该具备的条件等问题常常忽略掉。为了解决这个问题，在学生做完齿轮之后，我又以“组装齿轮，让小齿轮正常运转”这样一个要求将学生的兴趣带入下一个环节。于是，在任务的驱动下，学生又带着这个目标，兴致勃勃地开始了新的研究。当学生通过探究，知道了齿轮的作用后，又让学生利用刚刚所学的知识猜测齿轮在不同机器中的作用并提出“生活中哪些机器中还用到了齿轮呢”这样一个问题。如此，便将探究活动自然而然延伸到课下，又让兴趣成为了课后探究的推动力。

通过本课的教学，我深刻认识到兴趣对于学生学习的重要的推动作用。如果我们能找到学生的兴趣点，并充分利用到课堂的学习中，在教学中就会起到积极的辅助作用。

2.探究学习以发现为目的。

科学探究的目的是让学生有所发现。学生在这个过程中，发现得越多，探究越有意义、越成功。因此，在学生进行观察、操作等一系列探究活动时，我总期待着学生能有更多的发现。因此，在课堂中，我会给学生留出充足的时间去进行探究。比如本课中，在制作完小齿轮之后，给足学生时间让他们的小齿轮转动起来，以此来检验齿轮是否合格。通过这种方式学生会对齿轮的特点有新的发现。学生会发现，齿轮要想正常运转，齿的大小应该一致并且均匀分布、齿轮的形状应该是正圆的、齿轮的中心点也应该是在齿轮的正中心位置等问题；当解决了这些问题再次验证齿轮的合格性时，学生又会进一步发现，当齿轮相互啮合在一起进行转动时，相连接的两个齿轮的转动方向、转动速度也会有一定的关系，从而转入下一个问题的研究……这样一环又一环，一个问题的解决又连出另一个问题的提出，从而引导着学生不断深入研究下去。

学生在探究活动中的发现不仅激发了学习热情，更重要的，这些发现为进一步的探究与更深入的发现提供了前提和保障，也为最终获得实验结论提供了依据。

3.用记录将探究中的发现进行整理与归纳。

在进行探究活动时，学生充满兴趣，他们小心翼翼操作、专心致志观察，心情无比激动。此时，他们的注意力是非常集中的，思维也是活跃的，他们会发现很多问题，但是往往由于过多的关注实验操作，他们常常会对发现到的问题、或是测量出的结果没有进行及时的记录。这样虽然探究学习花费了大量的时间，也获得了想要的现象，却没有将有用的信息及时记录下来，在实验结束时，就没有完整全面的实验数据或实验信息，就不能进行再次的分析与比较，从而实验探究的收益也会相应减少。因此，我们要注意培养学生认真观察，并且及时记录的好习惯，用简洁、有效的记录表、记录单等形式将操作中的发现详细有序记录下来，为后续的数据比较、分析、归纳、总结等环节提供依据。

在《齿轮》一课的教材中，提供的是一种比较开放的实验记录表，没有很多的引导内容，目的是让学生根据自己的发现进行简单的随记，对于我的课程设计不是特别的适合，于是我进行了改进，增加了两个栏目，即齿轮的组合方式和研究齿轮所使用的实验方法，这样就可以让学生有针对性地进行操作，节约了时间、明确了研究方向，同时也让学生的活动更有目的性。学生依据实验记录单的目标要求，顺利完成了观察实验，得到了想要验证的问题的答案。在本课的教学中，正是有效、准确的实验记录，为学生分析实验现象提供了事实依据，为归纳总结齿轮的作用提供了有力保证。

4.交流让认知清晰化准确化。

在探究的过程中，学生通过观察与实验，会有很多新的发现。及时引导学生将各自的发现与同伴进行交流讨论，可以碰撞出思维火花，拓展学生的思维，从而获取多方面、多角度的认知；如果学生有所发现，却不进行表达与交流，那么新的发现就无从得到更清晰的认知，无法得到更完善的补充，甚至无法证明它的正确性，必要的交流不仅可以锻炼学生的表达能力，还可以锻炼学生的分析、总结、概括能力，同时也为后续探究的顺利进行提供了保障。

在本课的探究过程中，每当进行完一个小环节，我都会留出部分时间供学生进行表达与交流，让每位学生、每个小组在集体智慧的帮助下向着更加正确、严谨的探究方向去努力。我的交流主要分为以下几种类型：一是感受体验方面的交流，比如做齿轮的心得、玩齿轮的感受；二是发现问题后的阐述，比如转动自制的小齿轮时，出现的一些需要改进的问题，诸如此类的陈述；三是活动成果的展示，如探究齿轮的作用后，各小组对本组的发现进行全班的汇报；四是学生利用所学知识解决生活中实际问题的想法和猜测，如“汽车里的这些齿轮会有哪些作用”？通过丰富的交流形式和交流内容，让学生的思维得以碰撞，让学生的体验与经历得以丰富，使探究学习活动往更深、更广处发展。

5.问题是使探究学习不断深入的阶梯。

爱因斯坦说过，提出一个问题往往比解决一个问题更重要。学生的探究活动往往是从一个个问题开始，又从一个个问题不断深入的。基于此点，本课也是以问题进行引领，学生会从一个问题的提出到一个问题的解决中产生新的问题，从而使得探究向更深更广处延伸。

在本课的探究中，以“齿轮有什么作用”引入学习，学生在一系列的探究活动中会不断地提出问题，不断地解决问题，最终对齿轮的作用有了非常清晰的了解，而在主题探究结束之后，学生又会提出诸如“生活中还有哪些地方用到了齿轮呢”等一系列与生活相关的问题，这样自然而然将探究活动延伸至课下，使得学生的探究学习渗透到平时的生活中，让学生学科学、用科学的能力也得到相应的发展与提升。

在小学科学教学中，我们要注重培养学生善于提出问题、分析问题、根据问题设计实验方案、并想办法改进、完善方案，通过实验操作验证猜想等一系列的能力，通过这样不断的练习，让学生对事物的形成、发展、变化过程有逐渐深入的体会和感触，并不断提高科学素养，这是科学教师的本分，也是我们需要不断为之努力并且反复追求进步的地方。