浅析小学科学探究能力培养六步曲

摘 要：文章以探究水和油的吸热、散热性能为例，从推陈出新、自主阅读、找茬思辨、合作共赢、求同存异、实事求是六个层次阐述如何引导学生进行实验探究，从而培养学生的科学探究能力。

关键词：科学;探究;阅读;吸热;散热

科学探究能力是一种综合性能力，学生在做中学、学中思的合作学习中，能培养提出科学问题的能力、收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，对于发展学生的创造性、批判性思维和想象力具有重要的意义。那么如何培养学生的科学探究能力呢，笔者认为，应该依托于实验探究，运用合适的策略，逐步培养学生的科学探究能力。

一、 推陈出新，设计探究方案

小学生的科学探究能力还处在不断摸索的阶段，教师可以引导学生回忆旧知或前概念，推陈出新，引导学生设计探究方案。例如，苏教版四年级上册《吸热和散热》一课的学习中，我们可以从以下几个步骤去引导学生设计探究水和油的吸热、散热性能的实验方案。

首先，教师可以先唤起学生的生活经验。在预测水和油的吸热、散热性能时，可以引导学生思考“生活中，你观察过父母在炒菜时水和油的温度变化吗？”学生通过交流讨论，会提出：炒菜时，油加热一小会就很烫，溅出来比水更容易烫伤皮肤等。通过联系生活中的现象，让预测有据可循。其次，教师可以引导学生联系旧知识。预测后，教师可以引导学生联系本单元前一课中“测量一杯热水的降温规律”的探究方法，让学生回忆当时是如何探究热水降温的规律，理一理探究的思路、找出哪些方法是可以借鉴的。通过回忆旧知，掌握可以分时段测量水温和油温的方法，从而比较它们的吸热和散热性能。最后，综合借鉴，推陈出新。教师引导学生回忆“测量一杯热水的变化规律”及“探究热在液体中的传递”所使用的器材及实验步骤，让学生设计出探究的实验装置和基本方法，即可以使用“酒精灯、铁架台、石棉网”组装加热装置获取热量，用温度计分时段定时测量、收集数据、分析温度的变化规律去认识水和油的吸热、散热性能。

二、 自主阅读，明确探究步骤

科学课本是小学科学课学习的主要材料，但在课堂教学中常常被忽略。而事实上，教材中对许多探究实验的研究问题、所需材料、实验步骤、注意事项等用文字、图片进行了说明。先阅读，有助于顺利完成实验，节省实验所需时间，减小实验失败概率。因此，教师在教学过程中，不应脱离科学课本，如果只是一味地引导学生自己设计，孩子们的脑海里是很难形成系统性的科学探究步骤的。我们在引导孩子设计探究方案后，应及时指导学生对教材自主阅读，并采用恰当的符号进行批注，罗列出探究的详细步骤、圈出影响实验成败的重要细节。一旦孩子们理顺了探究步骤后，即便离开教材、离开教师的“唠叨”，也能有序地开展探究。那么如何指导阅读呢？

首先，合理批注，明确实验探究的问题。在“探究水和油的吸热、散热性能”实验中，可以让学生用横线画出课本中“研究不同物质的吸热和散热性能”，并注明“探究问题”;在“用水和油来实验”一行中圈出“水”和“油”，以此明确本次科学探究的问题是：选择水和油比较这两种物质的吸热和散热性能。

其次，分析实验探究的器材，归纳探究方法。教师可以根据学生先前的实验方案设计，指导学生阅读教材，归纳实验器材、组装技巧和要求，进一步明确探究的方法。这个过程十分必要，脱离了这个环节，容易造成以下这些现象：孩子虽领到器材却不认识器材，不知道这些器材拿来做什么、怎么用、需要注意什么。学生手忙脚乱，严重影响了探究的成效。在“探究水和油吸热、散热性能”实验中，通过教材图文中的器材关注，孩子能明白需要组装合适的装置进行探究，即准备2组器材，每组一个铁架台，垫上石棉网安放烧杯，并利用酒精灯进行加热。两组器材中的烧杯一个装水，另一个装油，水和油要求同等质量。那么，如何确保酒精灯外焰加热烧杯呢？这时，教师引导孩子发现图片中酒精灯灯帽的高度，正好是石棉网安装的高度，而这个高度正好是酒精灯火焰的位置，也就是取掉灯帽恰好能让酒精灯外焰加热烧杯。

再者，阅读文字，理顺探究步骤。学生在阅读教材上的实验方法时，可以用数字标注探究步骤，并用画圈等特殊符号标注重要细节。在这部分阅读是，还要留意教材中的提示。在苏教版教材编写时，往往利用卡通人物引出一些关键信息。“探究水和油的吸热、散热性能”实验中，教材提醒学生可以使用试管实验，但是时间要相应缩短，火苗要保持一样。教师可以让学生圈出这句话的重点是：“火苗一样”“时间缩短”，启发学生在探究中一定要注意控制变量，保证水和油等质量、获取的热量要一样、测量方式要一样等。经过这么详细阅读、批注和归纳要点，即便离开课本、离开老师时时刻刻的叮嘱，学生对实验步骤也能做到心中有数，探究也就有章可循、能保证探究的成效。

最后，阅读活动记录，辅助探究。科学探究讲究数据的收集和分析，为了提高探究的效率，师生要充分利用教材后面的活动记录。“探究水和油的吸热、散热性能”实验中，教材的活动记录已经安排了相关记录表格和绘制曲线图表，教师要引导学生对这部分进行有效阅读，明白图表的意思、懂得如何记录和绘制曲线图。当孩子已经明白做什么、为什么做、怎么做、观察什么、记录什么的时候，教师就能放手让学生探究，真正做到由扶到放。

三、 找茬思辨，追求探究严密

科学课本中所设计的探究方法，不一定严密。在教學中，教师应该多问问学生“还有哪些地方可能会干扰实验结果”“有没有需要改进的地方”“刚才的实验方法真的严密了吗”等问题，启发学生去质疑、去思考、去辨析，吹毛求疵中寻求更为严密的科学探究方案。例如，在前面我们已经利用控制变量法阐述了水和油吸热、散热性能的探究实验。那么教材上设计的方法真的严密吗？控制变量中提到那些条件真的能做得到吗？教师可在这个时候问问学生“这些条件真的能保证一样吗？”，学生就会在质疑中指出两个实验装置中的火苗很难保证大小和高度一样。“你有没有什么更好的办法让水和油所接受的热量是一样呢？”，通过问题驱动，师生共同提出改进的策略，即只组装一套实验装置，将两个装等质量水和油的小烧杯放在大烧杯内。通过加热大烧杯里的水，使水和油获得同样的热量。经过这么一处理，这个探究更为严密，也更能培养孩子严谨的科学态度。

四、 合作共赢，提升探究效率

分工合作是能提升学生的探究效率的一个保障。小学阶段的孩子个体独立完成探究活动是比较困难的。因此在开展探究活动的时候，教师应该引导学生合理分工，激发学生团队精神。探究团队以4人左右为宜，组员可划分不同的职责，例如，组长、概括总结员、监督员、记录员、汇报员、操作员等，做到人人有职责、有任务，同时也可一人兼任数职并实施职责轮换制等。这样既培养学生的合作探究能力，提升探究效率;也可培养学生的动手、表达、组织等多种能力，避免组内一或两人包干，其他组员游离课堂之外的现象。

例如，在“探究水和油的吸热、散热性能”实验中，我们可以根据实验的大体流程，建议学生做如下分工：（1）领取、组装、整理器材：1、2号生;（2）计时员与记录员：1号生;（3）水温和油温判读：3、4号生;（4）酒精灯操作员：2号生，实验总结与汇报：3、4号生。明确各自职责后，学生在探究过程中心中有数，明白各自所要承担的任务，促使组内探究活动有条不紊地开展，提高探究效率。

五、 求同存异，归整探究信息

在小学科学探究活动中，数据采集与分析的活动占了相当大的比率。处理信息的能力，也是探究能力非常重要的组成部分，学生通过不断比对、分析，科学思维能力进一步提升。那么如何处理采集到的探究信息呢？通常，在科学探究中经常会受到客观或人为因素的干扰，而出现少数“异常”数据。那么信息处理时，教师应当引导学生暂时忽略异常数据或现象，把握整体、纵观全局，提炼基本规律，才能比较准确地获取探究结论。

例如，在“探究水和油的吸热、散热性能”的实验过程中，我们会发现，水和油在加热和停止加热前一两分钟的温度和后面四五分钟的温度差异较大。加热时，前一两分钟油升温比水慢，随后几分钟油升温持续赶超水温;停止加热时，前一两分钟油降温比水慢，甚至不降反升，但紧接着油很快出现降温比水快的现象。所以在处理数据的时候，教师要引导学生把握水和油大多数时间的温度变化规律，暂且搁置前一两分的特殊数据，才能归纳出油的吸热、散热性能比水快。

六、 实事求是，推进探究深度

科学不容许隐瞒和欺骗，我们要引导孩子尊重事实，关注“异常”。许多新发现、新突破都源于科学家对一个个“异常”孜孜不倦地探索。人们的惯性思维和已获知的信息，经常使探究流于形式，而忽略了那些出其不意的“异常”，甚至刻意去隐藏或篡改。殊不知正是这些异常，更能成为学生深入探究的动力，激发学生自主学习。

例如，在刚才的探究中，我们提炼水和油吸热、散热性能规律时，可暂时忽略“异常”数据，但这些数据客观存在，学生也特别好奇，我们何不趁此机会挖掘新的探究问题，推动探究的深度呢！此时，教师可以让学生思考“为什么前一两分钟数据这么特殊呢？你觉得可能是什么原因？”“利用酒精灯加热或停止加热，水和油就真的立即接受了热量或释放热量了吗？”通过问题启发，在思维碰撞下，引导学生发现加热时，大烧杯里的水需要等待一两分钟才能慢慢升温，这导致小烧杯里的水和油不能立即接收热量。二者之间存在时间差，使得加热头一两分钟油未必升温比水快。同理，停止加热后，大烧杯里的水在头一两分钟可能仍从石棉网中获取热量，致使这一阶段小烧杯里的液体仍可能继续升温。

搞清楚异常的原因，教师再引导学生思考如何控制水和油从一开始就吸热，停止加热时就立即释放热，继而优化探究方案：探究吸热性能时，往大烧杯中加入的水应温度略高于小烧杯的液体温度;探究散热性能时，停止加热时应立即往大烧杯里加入适量的冷水，使其温度低于小烧杯里的液体温度。教师可将该探究作为拓展课，激励孩子务实求真，勇于探索。

綜上所述，通过上述六个层次的能力培养，引导学生通过设计探究、有序探究、严谨探究、高效探究、收获探究、深入探究，层层推进，从而提升小学生的科学探究能力。

参考文献：

[1]沈旭东.小学科学教学中不可忽视的“教材阅读”[J].小学科学：教师版，2017（6）.

[2]刘佩红.小学科学教学中小组合作学习模式的运用[J].中国农村教育，2020（9）.

作者简介：

周小珍，福建省厦门市，福建省厦门市海沧区育才小学。