将探究贯穿于实验教学全过程

◇吕笃康 （新疆：新疆生产建设兵团第二中学小学部）

听课是学校促进青年教师成长的一种常见方式，几乎每一所学校对教师都有听课要求。但刚走上工作岗位的教师往往关注教学设计、教学方法以及如何组织教学，很少关注学生的学习状态、学习习惯、学习体验。因多种原因，很多教师并没有意识到有效听课对教师专业化成长的作用，只是为了完成听课任务而被动听课。引导青年教师带着目的去听课，往往会有意外的收获或者思考，可及时梳理和总结，形成条理化的认识。

《观察土壤》一课选自教科版四年级上册，从聚焦环节初步推测土壤里面有什么，探索环节通过观察土壤、土壤沉积实验探究，开展活动，再到研讨交流总结，让学生通过实证研究、探索，更加全面认识土壤的组成成分，同时也为五年级学习“地球表面的变化”单元奠基。在观察、实验、整理信息和得出结论的过程中，培养学生科学探究能力。

一、问题的提出

真实情境是教学过程中有效培养学生核心素养的重要载体。教师在开展教学过程中，需要仔细研读教学内容，选择恰当的情境设计，与生活联系起来，充分发挥学生学习的主动性，引导其走向深度学习。引入的设定需要恰到好处，运用知识和方法解决问题，从而培养学生的社会责任感。

师：地球约三分之一被土壤所覆盖，新疆土地总面积在全国占比多少？（166.49万平方千米，约占中国土地总面积的1/6。）

师：我们的食物有95%直接或间接地产于土壤，土壤和人类之间建立了密切的关系，那土壤里有什么？

教师通过饼状图，直观地展示可利用的土地面积，能够利用的土壤只有3%～5%，而我们的食物有95%直接或间接地产于土壤，凸显土壤的重要性，激发学生对土壤中有什么深入思考，另一方面也融入当地土地面积等知识，增进学生对家乡的了解。鲜活的实例是吸引学生的重要手段，能迅速集中学生的注意力，唤起学生探究和解决问题的欲望。教师需要认真研究教材，将自己的理解和教材相结合，充分挖掘与生活相关的内容，寻找生活中的实际案例。

二、做出假设

师：根据已有的经验，我们在土壤中可能会发现什么？请说出自己的理由和根据。

（小组讨论，可以画出来，或者用文字表述。）

（学生预测结果，汇报。）

科学家在进行科学研究的过程中，会根据已掌握的材料，运用分析、类比、归纳、想象等思维方法做出假设，设计创造性的实验方案，从而推进问题的解决。教学中应引导学生像科学家一样，经历科学研究的一般过程开展学习探究实践。教师要注重对学生实证意识和思维能力的培养。

学生对土壤已有了解，只是未上升到概念的学习。预测的目的在于了解学生原有的认知和生活经验，教学时唤醒学生的经验，为后续的观察增强目的性，使观察的行为更有意义。在实际教学过程中，常会有学生盲目猜测和假设，教师应该让学生明白，假设不是凭空产生的，要依据生活经验有判断。教师可以营造轻松愉快的学习氛围，在学生讨论环节要注重学生讨论的结果，强调学生可以画出来，或者文字表述，可以多种方式表达讨论的结果，以提升学生的参与度，让学生勇于分享经验，表达自己的观点，通过质疑、相互启发以及思维碰撞做出假设。教师要给学生充足的时间。学生可以采用“我认为……因为……”等句式表述自己的假设。

三、制订计划

提问：应该准备什么材料？

提问：观察土壤，我们可以采用什么科学方法？

提问：在实验中我们需要注意些什么？

提问：你觉得他们小组说得怎么样？有什么优点？有没有需要补充的？还要注意什么？

在进行“土壤中有什么”猜测后，教师并没有马上让学生观察土壤，而是采用选择材料、观察方法、注意事项等问题串的形式，引导学生设计探究方案，主动参与到土壤观察的活动中来，从而让科学探究更有效。采用互评和自评取长补短，讨论注意事项及可能出现的问题，引导学生通过自主探究来分析“土壤”的构成。

在科学课堂教学中，实验的设计需要教师搭建脚手架，由“扶”到“放”，引导学生自主设计实验，旨在让学生自主迁移，利用观察的学习方法揭示真理，即对科学现象进行观察和思考，让学生更好地发展。

四、搜集证据

任务一，提示观察土壤的方法：用眼睛看、用鼻子闻、用手摸。

第一步：教师提前在校园中收集土壤，让学生观察土壤中有什么；

第二步：用筛子，按照土壤颗粒大小进行分类；

第三步：采用画一画、写一写的方法，记录土壤颗粒的大小、形状等特点。

学生实验，教师按照小组进行指导，并完成记录单。

任务二，观察土壤在水中的沉积。

第一步：在小烧杯中的土壤里加入水；

第二步：用玻璃棒搅拌，并进行观察；

第三步：充分搅拌后，将杯子静置，放在桌子上，并观察。

学生填写实验记录单并讨论：观察到了什么？

运用科学的实验方法展开探究，实验前明确方法、实验目的及注意事项，即为什么要做这个实验，要解决什么问题；采用互评和自评取长补短，讨论注意事项及可能出现的问题，完成任务单的要求。在活动的过程中，教师为学生提供解决问题的方法，注重小组成员间的讨论、交流的重要性。同时教师巡回指导，了解学生的学习状态，及时纠偏。

实验的环节需要教师提供有结构的实验材料。教师可以对教材中的实验材料进行改进，便于学生清楚地观察实验现象，也可以采用生活中的材料进行实验展示，潜移默化地把科学与生活联系起来。学生在今后的学习生活中，可以利用生活中的材料解决科学问题，这也正是学习科学的意义。

任务单的使用能够帮助学生提高实验效率，并按照实验的一般步骤开展。从土壤颗粒到放入水中观察，目的和内容清晰，实验步骤明确，能够有效保障实验的顺利进行。教师可以提出开放性的问题，让学生小组间展开交流，要允许学生出现不一样的想法和实践。从多方面、多角度观察土壤，可以提高大脑皮层的分析综合水平，促进学生思考。

五、处理信息，得出结论

土壤颗粒是什么样的？

小结：土壤中大于2毫米的颗粒是小石子，小一些的是沙子，更小的粉末状的是黏土，一般只有1毫米的几百分之一，有的甚至肉眼都看不到。

土壤在水中是否有分层的现象？

小结：土壤沉积物在水中的分层情况。指导学生分别从沉积土壤的最上层和最下层刮出一点，涂抹在白纸上，仔细观察，并用手指摸一摸。

大家有没有思考过，土壤中这些大小不同的颗粒源自哪里？

通过观察，我们发现，除了大小不同的颗粒，土壤中还有什么？

土壤中生活着很多动物和植物，我们据此推测，土壤中还有什么？

动植物残体在土壤中腐烂以后，变成了腐殖质。腐殖质使土壤变得肥沃，是植物生长必需的营养元素。

谁能完整地说说土壤中有些什么？

结合之前所学内容，在充分的证据面前，得出结论。学生不能为了汇报而汇报，不能只是为了完成教学环节，而是要将回答落到实处。教师在问题的呈现中板书，层层递进，得出结论。不断推进的问题，引导学生提出问题、发现问题、解决问题，从而塑造独立的学习者，增加学生的自主权。

腐殖质的认识既是重点也是难点。在交流过程中，教师可以结合照片、视频等资料，让学生了解什么是腐殖质，作用是什么。在解决问题的过程中，学生会逐渐形成独立自主思考和学习的能力。处理信息的过程，是知识建构的过程，是建立在观察、实践基础上的。注重亲身体验和感受，帮助学生开展自主知识的建构。

六、表达与交流

土壤和人类之间能够建立怎么样的关系？你能说一说吗？

你睡在土壤上了吗？你穿过土壤吗？你吃过土壤吗？你喝过土壤吗？你今天玩土壤了吗？

小结：现在知道你的吃、穿、住、玩都离不开土壤，说明土壤对我们人类非常重要。

表达交流环节与问题的提出前后呼应，指出人类与土壤之间的关系，通过是否吃、喝、玩、睡过土壤，再次激发学生的学习兴趣。学生很好奇，在揭示答案后，学生恍然大悟并主动回答自己的经历。教师设计的问题充分利用生活中的教育资源，提出与学生生活中常见的、易于观察且能够调动学生兴趣的问题，充分发挥学生的主动性和主体性，从而更好地学习，同时将情感态度价值观的教育渗透于具体的行为中。

实验记录单的设计应突出层次性和指导性，并鼓励学生用图文结合的方式表达想法。多样化、个性化的记录方式更能激发学生的兴趣，锻炼他们发散性思维。实验结束后可以作为资料收集，作为教师自己的反思和研究素材。记录单涉及本课重要的实验观察过程和结果的记录，能够反映学生在学习、观察过程中的参与情况，体现小组成员间讨论、学习的结果。教师授课时往往“热火朝天”，学生回答得也是“头头是道”，但翻阅学生的记录单，会发现有的小组填写得并不理想。那么讨论环节中学生在干什么？是否都参与了活动？值得思考和深究。

设计突出层次性和指导性。本节课最大的亮点是，将科学探究贯穿于实验教学全过程，从问题的提出、猜想与假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论到表达与交流，贯穿整堂课的设计。问题的设置源于生活，学生是逐步探究习得的结果，而不是被动地接受知识。要让学生明白，科学研究需要的是证据，而且证据越充分越好。这是一个严谨的分析、推理过程，它可以提醒学生，分析、推理的结论是否正确必须经过实验验证。

一节课不可能面面俱到，关注的点不同，听课的感受也不一样。可以从信息技术的应用，例如，智能互动、课件的使用等教学手段的辅助角度听课，也可以重点关注教师的教学设计、课堂互动、学生的表现。听课是一个教学经验积累的过程，也是教学理念的落实过程。带着问题去思考、发现问题，并找到解决问题的方法。从自身角度去思考，如果是自己上课应该怎么处理，带着谦虚的态度向同行请教，在课堂实践中验证。把自己的想法和精彩的地方记录下来，相信你在教育实践的路上一定会越走越远。