探究性教学在《蜡烛的变化》课堂的有效实施

罗培 柏毅

《义务教育小学科学课程标准》明确指出：小学科学是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程，科学学习要以探究为核心。这一模式的普及和应用，得到众多科学教师的认可并付诸实践。但在探究性教学组织学习的过程中，我们要意识到探究活动的学科价值、科学合理性，确保探究活动的开展取得良好成效。科学学习应该是学生在教师的组织和引导下，积极主动参与学习的过程。本文以笔者在实习期间所授的《蜡烛的变化》一课为例，对如何有效组织构建科学知识，引导学生积极进行探究、主动获取知识，从而提高学生的科学素养进行分析和总结。

一、小学科学探究是培养学生科学素养的重要途径

国际学生评估项目（Programme for International Student Assessment，PISA）是由经济合作与发展组织（OECD）发起实施的一项大型国际学生测评项目，主要测评领域为15岁中学生的阅读素养、数学素养和科学素养。PISA科学素养的测评主要从知识、能力、情境和态度四个维度展开，其中能力是科学测评的核心维度。2015年，作为核心测评维度的能力在原有的基础上新增了“评估和设计科学探究”部分，这与我国《义务教育小学科学课程标准》中强调的“探究式学习”理念不谋而合。无论是PISA科学素养测评，还是小学科学“探究性教学”，都强调在创设真实情境的背景下，让学生依据已有的知识经验做出猜想和假设，之后通过小组合作制定探究计划，讨论出合适的方案验证猜想、进行实验、搜集证据，将搜集到的资料进行整理分析、讨论归纳得到最后的结论。

小学科学课堂是趣味十足、充满神秘色彩的。小学科学课探究活动的开展应该是在教师合理组织、统筹规划、明确教学目标的基础上创设真实的问题情境，激发小学生主动探索的求知欲和好奇心，对学生的探究活动加以合理引导。学生在有效探究的过程中，能解决相关的科学问题，提升自身的思维探究和科学解决问题的能力，培养和提高自身的科学素养。

二、小学科学课堂中探究性教学的具体实施

（一）创设情境，关联学生的日常生活

小学阶段的学生总是对任何所闻所见表现出天生的好奇心，这促使他们去审视、探索和发现周围的事物。因此，在学生发展的这一阶段，重要的是教学过程要满足他们的认知需求，激发他们的探究精神，为探索和发现不熟悉的事物提供多种激励，这就要求小学科学教师善于从真实的生活情境入手激发学生的求知兴趣。比如在苏教版《蜡烛的变化》一课中，教师以“生活中你有没有见过物体发生变化的现象”来刺激学生联想和回忆生活中变化的场景。学生回答后，教师拿出一根常见的蜡烛向学生说明今天的主题是聚焦于“蜡烛的变化”。此时，教师趁机追问“你打算用什么方法来使蜡烛发生变化呢？”学生众说纷纭，大部分学生肯定会用生活中的常识来思考究竟可以用什么样的方法来使蜡烛发生变化。

PISA科学素养测评中提倡从个人生活的真实情境中入手来解决问题。小学六年级学生还处于具体运算阶段，抽象逻辑思维发展尚不完善，思考问题时仍需要具体事物的支持。因此，这一阶段的科学课应该从学生熟悉的生活场景或者感兴趣的事物引入，让学生在情境化的学习活动中积极参与设置问题和提出问题，并与他们所学的内容建立自己的联系。在这一过程中，学生能够获得比仅仅通过记忆和回忆事实更深刻的理解，并且能够培养发散性思维和探究学习的能力。

（二）有效提问，合理对话，引领生生互动

教师利用对话的力量来刺激和促进学生的思维和学习，有助于学生更加畅所欲言，基于自己的知识经验提出证据证明自己的观点。在此过程中，教师不仅需要专业知识来促进基于探究的教學，同时也要关注到学生的先前经验，因为学生需要从这些经验中获得关于他在课程中所涉及的概念的想法。例如，在《蜡烛的变化》的授课过程中，学生通过探究实验观察到切割和点燃都会使蜡烛变短。他们对这两种使蜡烛变短的结果产生了疑惑，于是教师就学生的疑问展开了引导。

师：切割和点燃都会使蜡烛变短，有什么区别呢？

生1：有区别，点燃之后变短的那部分蜡烛会变成液态的，切割只是把蜡烛切成好几段。

生2：有区别，切割蜡烛只是变短，但点燃要是一直持续下去就会烧没了。

师：两个人想法有点不一样，一位同学认为点燃会使蜡烛烧没了，另一位同学认为变短的部分变成液态了。看来这个地方有争议。有争议的地方我来帮帮大家。在实验前你们用电子秤称量了蜡烛，现在再称量一次看蜡烛质量有没有变化？

生1：点燃之后蜡烛质量变轻了，是不是有些物质被消耗掉了？

师：首先，质量变轻了说明点燃的过程中有东西少掉了，和另外两种方式比较，这位同学认为有些物质被消耗掉了。那么点燃变短的蜡烛去哪了呢？是不是变成了我们不太容易发现的物质？

生1：我认为要不气态化了，要不液态化了，说不定会产生新的物质，但肯定不是凭空消失。

师：你们有不同的想法。如果蜡烛燃烧产生了一些我们不太容易发现的物质，那有没有什么方法可以让我们再次捕捉到它呢？（此时学生比较困惑）

师：我们从生活中找答案。（出示纸张燃烧的图片）纸张燃烧会产生黑色的物质，这个现象会不会给你一点启发？

生1：纸张燃烧产生了黑色粉末，就是炭黑。

师：那蜡烛燃烧会不会产生新物质呢？在蜡烛点燃的基础上我可以给大家提供一个白瓷勺，你可以把白瓷勺盖在蜡烛火焰上方，过一会儿你可以观察一下这个白瓷勺，也可以用纸擦一擦白瓷勺。想不想试一试？

学生跃跃欲试，实验之后发现白瓷勺底部变黑，就是炭黑。

师：大家看来都观察到蜡烛点燃产生了炭黑，那会不会还有一些我们不太容易发现的物质？

在学生存在疑惑的时候，教师借助视频：把一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯盖在点燃的蜡烛的上方，观察烧杯内壁有什么变化？学生观察到烧杯内壁不仅有水珠出现，而且变得有点浑浊。此时，教师可以提示学生：四年级的时候你们学过用澄清石灰水可以帮助我们验证一种不太容易发现的气体，这时学生恍然大悟：二氧化碳。通过一环紧扣一环的有效提问，学生的思维得到了拓展，同时也联想到了已有的先前知识，学生将实验结果、已有的先前知识和提出的假设三者紧密联系，也推动了自身科学思维能力的发展。

澳大利亚学者已有的案例研究表明，教师使用有效的话语进行提问引导，捕捉学生在探究中的好奇心，提供动手实验，使他们能够检验自己的假设，并对疑惑的问题进行解释，能够帮助学生变得更有科学素养。因此，小学科学教师应该学会合理引导、有效追问，同时关注学生的先前知识，处理好学生前后科学知识的衔接并加以巩固。

（三）小组合作，深化探究实验的过程

众所周知，当学生有机会与他人互动时，他们会积极听取他人的意见，思考不同的主张，提出自己的想法，进而学习将不同的概念和观点纳入自己的理解。小组合作学习是小学科学课堂倡导的高效学习方式之一。学生在以探究为基础的学习课堂中，制订探究计划、进行实验、验证假设，并在相互之间以及与教师进行讨论和辩论。这样，学生在相互提问和回答问题的过程中各抒己见，明确自己的想法，并对课堂讨论做出持续的贡献。例如，在《蜡烛的变化》一课教学中，全班六个小组分别做蜡烛的切割、点燃和加热实验，学生明确自己的任务，有的负责切割，有的负责点燃，有的负责加热，有的负责记录。学生在小组内边观察边记录实验过程和现象。每位学生都各司其职，交流自己观察到的对于科学知识的理解并在课堂上积极发言。

在小组合作学习中，学生之间优势互补，资源共享，就所要探究的问题搜集证据并加以解释说明。不同小组成员间的讨论有助于学生借助集体的智慧及时改进和完善自己的想法，提高自身的科学素养。交往和互动的过程有助于激发灵感，增强思维的灵活性和广阔性。

三、小学科学探究性教学的启示

（一）转变传统教学观，教师合理引导探究

基础教育课程改革以来，全国各地各中小学积极践行新课改的核心理念：一切为了学生，以学生发展为本。基于此，教师要从课堂的领导者、主导者、指导者转变为设计者、激励者、共生者，更多的是为学生提供探究、交流的平台，满足学生发展的认知需求。除此之外，实施探究式教学还需要教师的有效指导，教师高质量地组织和实现探究活动，不仅能使学生发展科学素养，而且能发展学生的综合能力，如学习的主动性，独立学习、分析和综合学习内容的能力，规划和管理学习时间的能力以及信息管理技能。科学探究不等同于实验探究，科学探究的本质应该是鼓励学生将事实证据、已有的科学知识和提出的解释三者之间更紧密地联系起来，让学生领悟和建立以证据为基础的科学本质观。这是探究性教学的根本目的。

（二）创设探究情境，激发学生探究兴趣

探究活动要具有有效的情境设置。兴趣是教学的必要因素，也是小学生内在的驱动力，激发小学生学习兴趣，是探究活动开展的重中之重。教师可以借助有效的情境设置，实现活动的吸引力与探究活动的融合，激发小学生的好胜心与探知欲。比如，可以从小学生生活中常见的生活场景或者他们感兴趣的动画片入手，创设有趣的教学情境，进行必要引导。教师在引导学生发现问题时，需要一定的铺垫，一是对教学内容相关知识的铺垫，二是创设相关的情境。学生要具有相关的知识，才能创造和发现。我们在科学教学中，要重视对科学基础的教学，关注学生的先前知识。学生有了知识的基础，还需要一定的情境才能激发创造的欲望，这需要科学教师在科学课堂上为学生的探究活动创造必要的情境，同时进行必要的引导。

（三）完善科学课堂评价体系，深化探究合作

首先，科学课堂的评价内容不只是科学知识的评价，也包括科学探究、科学态度、科学技术与社会的评价。其中科学探究过程是科学教学的重要环节，教师除了课堂记录单和学业考试之外，还可以借鉴英国APU科学探究能力评价体系来记录学生的科学探究表现。APU是国际上最早对學生科学探究能力进行研究和评价的机构，它采用纸笔测验考试和表现性评价相结合的评价模式，开发了一整套可用于课堂教学的量化评价工具（如情境性试题）和质性评价工具（如现场观察和工作单）。教师可以根据教学内容、学情分析和探究技能等领域开发出本土化的适合我国国情的科学探究试题。这样，不仅可以真实了解到探究性教学的实施效果，也有利于教师反思教学过程，更好地完善课程设计。

其次，科学课堂的评价主体应该多元化。传统的评价体系大多是教师根据学生的课堂表现来进行评价。但探究式课堂的主要学习模式是小组合作，这种模式极大地调动了学生学习的积极性。小组分工合作、各司其职，由于每个学生都是独特的个体且存在差异，每位成员对探究过程都起着不可或缺的作用。基于此，学生互评可以让学生清楚地知道自己哪个环节出现了错误、应该怎样修正。学生只有时时刻刻进行自我反思、自我监控，才能成为学习的调控者;小组成员只有取长补短，才能实现共同提升、和谐共处、相互尊重的融洽课堂氛围，有利于实现班级整体课堂教学质量的提升。

科学教育的主要目标之一是培养学生的科学素养，发展学生从事科学探究的能力。教师要尊重学生的主体地位，用引导与帮助的有效互动，来支撑学生在课堂上的有效探究;在探究活动开始前，要创设系列情境，组织大量的刺激要素，以不同形式刺激学生与问题对话，强化学生对问题的观察、思考;要合理组织小组合作教学，对学生进行开放性课堂评价，及时接收学生的信息并进行反馈和调控;课后要通过教学研讨和自我反思及时审视自己的教学过程，找出课堂中的低效或无效的问题并加以改进，促进探究性课堂的教学有效实施，培养学生的科学素养。