试论科学教学中学生探究能力培养的三个层次

摘 要：科学课程旨在通过探究式学习，帮助学生建立一些基本的科学概念，培养学生科学探究能力和科学态度，让学生初步形成对科学的认识。文章以探究电磁铁的基本性质为例，从示范实验、引导阅读、继续探究三个层次阐述如何激发学生探究兴趣，锻炼学生动手能力，让学生追求探究深度，以培养学生的科学探究能力。

关键词：科学课程;探究能力;三个层次;电磁铁

中图分类号：G623.6 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2020）34-0060-02

科学课程是一门具有活动性和实践性的课程。探究是学生学习科学课程的主要方式，学生要在探究过程中建构科学概念，掌握科学方法，培养科学态度。教师在科学教学中，要引导学生细心观察身边的事物，主动对生活中的一些现象产生探究兴趣，多问为什么，以培养学生的好奇心和浓厚的科学学习兴趣。教师可根据学生的认知情况设计问题，以引发学生思考，步步推进科学探究活动，让学生逐步学会“自主、合作、探究”的科学学习方式。为此，教师要根据课程实际做好探究能力培养的三个层次——示范实验、引导阅读、继续探究，以顺利完成教学任务，实现教学目标，提升学生的科学探究能力和创新能力。文章以教科版科学六年级上册“电磁铁”教学过程为例，探讨在科学教学中培养学生探究能力的三个层次。

一、示范实验，激发探究兴趣

学生已经学习过“磁铁”以及“电和磁”的相关知识，所以，教师在教学电磁铁的性质探究时，可采用新知带旧知的方法，从以下几个步骤引导学生设计探究电磁铁基本性质的实验方案。教师在教学中首先唤起学生的生活经验，给学生做一个实验。实验的装置由几个长尾夹和密绕着漆包线的铁钉组成。教师将装置展示给学生看，并在课件中展示这个装置：“我可以用密绕着漆包线的铁钉把长尾夹给吸起来，你们相信吗？”学生对此是存有质疑的：“不能吧！明显一个大一个小，怎么能吸起来呢？”为了消除学生的疑惑，教师开始进行示范实验，只见长尾夹一会儿被吸起来，一会儿又掉下。而长尾夹被吸起或掉下完全取决于铁钉上漆包线的两端是否连接电池。这个实验过程教师示范了几次，学生们看得都非常认真。“这太神奇了，一根小小的铁钉，竟然能把长尾夹吸起来。这是怎么做到的呢？”当学生的探究兴趣被调动起来之后，教师进行积极引导，让学生认真回顾刚才的示范实验过程，学生们恍然大悟：由线圈和铁钉组成的装置就叫电磁铁。当漆包线的两端连接电池时，长尾夹就被铁钉吸起来了，而当漆包线的两端不连接电池时，长尾夹就掉下来了，即接通电流产生磁性，断开电流磁性消失。在示范实验中，教师让学生仔细观察实验过程，总结电磁铁的组成部分：铁钉和漆包线。铁钉在电磁铁中叫铁芯，漆包线像一个个圈缠绕在铁钉上，所以叫线圈，由铁芯和线圈两部分组成的装置就是电磁铁。

示范实验有利于激发学生的科学学习兴趣。为此，教师要做足示范实验的功课，在备课中要反复多做几次，避免出现示范实验的失误。

二、引导阅读，锻炼动手能力

科学课本是学生学习科学课的主要依据，但在课堂教学中常常被教师忽视。当看到教师的示范实验后，学生又产生了进一步的探究热情：“老师，我们也想做一个电磁铁装置，亲自探究一下它的神奇魔力。”对于学生的探究热情，教师要给予肯定，并大力支持，引导学生阅读科学课本，课本里有电磁铁制作过程介绍。当学生通过阅读科学课本了解到具体的制作过程之后，教师再发放制作电磁铁的材料，给学生提供动手实践的机会。在学生参照课本制作电磁铁装置的过程中，教师不要过多干预学生的行为，但可以适当提醒学生注意过程与步骤。装置制作完成后，教师可以组织学生做演示实验，加深对电磁铁性质的理解。

因此，在实际科学教学中，教师不能脱离科学课本，如果只是一味地引导学生自己设计，学生的脑海里很难形成系统性的科学探究步骤。教师要指导学生自主阅读教材，让学生自行批注，罗列出详细的探究步骤，圈出影响实验成败的重要细节。一旦学生理顺探究步骤后，即使离开教材，离开教师的指导，也能有序开展探究活动，这就达到了培养学生科学探究能力的教学目的。

三、继续研究，追求探究深度

当学生做好电磁铁装置，并进行演示实验之后，教师继续提问：“老师让你们做这个装置，只是让你们看看它是否能吸起长尾夹吗？”学生思索一会儿回答：“应该不是。那么，老师，电磁铁还有什么研究价值呢？”当学生的探究热情再一次被激发起来之后，教师带领学生继续进行探究电磁铁的实验：电磁铁有没有南北极，如果电磁铁有南北极，南北极又与哪些因素有关？

教师积极鼓励学生进行大胆猜想，然后通过实验验证猜想。有的学生猜想用下面的方法探究电磁铁是否有南北极。（1）把电磁铁悬挂起来看它是否指南北。（2）设法让电磁铁浮在水上看它是否指南北。（3）把通电的电磁铁靠近指南针，如果钉尖吸指南针南极那就说明钉尖是北极，如果钉尖吸指南针北极那就说明钉尖是南极。教师让学生通过具体的实验验证猜想，于是，学生发现，把电磁铁悬挂起來、让电磁铁浮在水面上这两种验证电磁铁是否有南北极的方法实施起来有一定难度，而用通电的电磁铁靠近指南针的方法比较可行。接下来，教师就可组织学生利用通电的电磁铁靠近指南针探究电磁铁是否有南北极，如果电磁铁有南北极，南北极又与哪些因素有关。学生可把需要验证的问题写下来，并做好记录，然后各小组按照分工分别完成实验，并将实验情况记录在相应的表格中：电磁铁是有南北极的，电磁铁的南北极与电池的正负极连接方向有关，与线圈的缠绕方向有关。在实验中，学生通过回顾旧知磁铁，还探讨了磁铁与电磁铁的区别：磁铁有磁性，南北两极不改变;电磁铁通电才有磁性，南北两极能改变。

随着探究实验的继续进行，教师可鼓励学生追求探究的深度，做各种验证猜想实验，并做好实验现象、实验结果记录，让学生在实验中用科学的思维解决问题。在科学教学中，教师要转变学生的思维模式，让学生在获得基础知识与基本技能的同时，提高分析问题和解决实际问题的能力。

四、结语

综上所述，科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的基础性课程，重在培养学生的科学探究能力和科学态度，让学生初步形成对科学的认识。教师在教学中可以从示范实验、引导阅读、继续探究三个层次激发学生探究兴趣，锻炼学生动手能力，让学生追求探究深度，推进探究有序、有效开展，从而提升学生的科学探究能力。

参考文献：

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[2]王妍.低学段小学生科学实验动手能力存在问题及对策研究[D].渤海大学，2019.

[3]李祥.基于“STEAM”教育的小学生科学探究能力培养的实践研究[J].安徽教育科研，2019（08）.

作者简介：刘毅锋（1983-），男，福建仙游人，一级教师，从事科学课教学与研究。