让科学探究具有“探究味”

陈煜晴

【摘要】在科学探究的过程中教师要从学生科学学习的经验出发，用问题驱动引发学生的科学探究，以科学假设启迪学生的科学探究，用事实依据深化学生的科学探究，以整体认知完善学生的科学探究。

【关键词】小学科学；科学探究；问题驱动

科学学科是一门以探究为主的学科，探究应当成为学生科学学习的主旋律。在小学科学教学中，如何提升学生的探究效能，让科学探究具有“探究味”？这是一个非常重要的问题，也是一个迫切需要解决的问题。如果学生的科学探究过程都没有探究味儿，那这样的科学探究只能流于形式，自然无法凸显科学应有的本质。那么如何在科学探究的过程当中具有探究味儿呢？笔者认为，教师不仅要把握科学学科特点，把握科学教学内容的重难点，更要把握学生具体学情，从学生科学学习的经验出发，将教学切入学生科学学习的“最近发展区”。如此，就能引发学生的探究性思维，助推学生的深度探究。

一、问题驱动，引发学生的科学探究

问题在科学探究的过程当中，具有帮助学生打开科学探究大门的作用。大量的教学实践表明，学生的科学探究活动总是围绕着一个或多个与科学有关的问题展开。因此，引导学生进行科学探究时，教师可以“问题”作为驱动，让问题成为学生科学探究的动力引擎。没有问题的科学探究是盲目的，也是无序的、低效的。“学起于思，思源于疑”，问题是学生科学思考、探究的源头活水。在设计问题的时候，要想让问题引发学生的科学探究意识，很重要的一点就在于问题要能够打破学生的认知平衡，要能够激发学生在最近发展区内的积极思考。科学探究首先需要的就是探究动机，根据人的学习规律，当认知失衡的时候最容易产生探究动机，所以问题就要能够让学生的认知失衡，也就是上面所说的打破学生的认知平衡。而让学生在最近发展区内积极思考，也就意味着学生在接收到教师所提出的问题之后，能够激活自己已有的经验与知识基础来作出猜想。如果一个问题提出之后学生感觉非常茫然，没有任何思考的方向，不能激活任何已有的知识，那这样的问题就是没有意义的。

以青岛版小学科学三年级上册“水面的秘密”教学为例，在教学中，教师首先带领学生细致地观看了水龙头滴水的现象，深入地观察了水喷在植物的叶子上形成水珠的现象，以及向玻璃杯中倒满水，让学生观察水面高出杯口的现象等。通过观察这一系列现象，激发了学生的学习兴趣，让学生初步认识到“水面存在的一种秘密”。在此基础上，笔者向学生提出了一个问题：能否将硬币、回形针放置在水面上？问题激发了学生在“做中学”的探究欲望，很多学生赶紧将硬币、回形针投入水中，结果毫无疑问都沉入水底。据此，学生都认为硬币、回形针不能放置在水面。笔者对于学生的结论没有进行否定，而是向學生展示了一组视频实验，在视频中硬币、回形针被成功放置在水面上。由此，学生展开深度反思：水面为什么能托起硬币、回形针？做这样的实验应注意什么？哪些因素影响着水面张力？有了这些反思性问题，学生的科学实验就有了一个支撑点，学生就能全身心地投入到科学探究之中。在这个过程中，教师还可以引导学生撰写研究心得，从而让学生对水面张力的认知走向深度、走向深刻。

反思性的问题能引发学生强大的探究动力。教师要善于搭建问题框架，善于对问题进行加工，让问题成为有逻辑、有层次、灵活的结构体。通过问题，引导学生深入思考与探究。在上述教学中，当学生发现自己简单化的操作方法导致实验失败，而视频中的操作方法能促使实验成功时，自然会进一步完善实验方法，引发深度的科学思考。

二、科学假设，启迪学生的科学探究

美国著名教育家布鲁纳认为：不经过真正知识过程而单纯地接受知识，不能成为生动的知识。在科学教学中教师不仅要引导学生探究，更要鼓励、引导学生大胆假设。从某种意义上说，科学史上的一切重要发现，无一不是大胆假设的结果。当然，假设不是胡乱地猜想、瞎猜，而是有根据地作出推断，是一种对结果的预测。合理、科学的假设，能启迪学生的科学思考、推动学生的科学探究。

比如教学“通电的线圈（二）”（青岛版小学科学六年级下册）这部分内容，是在学生已经认识了线圈（详见“通电的线圈（一）”）的基础上展开教学的，学生已经认识到，通电的线圈能够产生磁性。那么，问题就自然而然诞生了：磁力的大小能否改变？磁极能否改变？经过学生“绕线圈”（“通电的线圈（一）”）的实践活动，学生作出了这样的假设：磁力的大小可能与线圈绕的匝数有关；磁力的大小可能与通电的大小有关；磁力的大小可能与铁芯长短、粗细有关，磁极可能与电流的方向有关；磁极可能与线圈的绕向有关，等等。在科学、合理的假设基础上，学生展开对比性的科学实验，即“通过控制假设的变量，观察所控制的变量与现象之间的关系”。在这里，科学的假设能够启迪学生的科学探究，学生能一个个地控制变量，比如在验证“磁力的大小与通电的大小有关”的假设时，学生就让线圈绕的匝数、铁芯等相关量都相同，只改变电池的数量。结果发现，电池的节数越多，通电线圈所能吸起的回形针就越多。正是通过科学假设，学生积极主动地参与知识建构，形成了科学的认知，比如要增大线圈的磁性，学生会想到要增大电流量、增加线圈的匝数、让铁芯变得短一些、粗一些，等等。在科学教学中，教师要引导学生联系已有的科学知识、生活经验等，对探究的问题与结论之间的关系进行合理的判断，从而让学生科学、合理的假设过程成为学生科学探究的重要经历。

在引导学生进行科学假设时，由于每一位学生的经验、知识等的差异，使得学生的假设也不尽相同。有些假设是科学的、合理的，有些假设可能只是学生科学认识的迷思、相异构想等。教师要尊重学生的假设、呵护学生的奇思妙想、鼓励学生假设，充分运用学生的假设。通过假设，启迪学生的科学思维，从而让学生的科学学习更具有探究性。

三、事实依据，深化学生的科学探究

科学的探究以科学的哲学观、科学的方法论等作为基础。“实践是检验真理的唯一标准”，小学科学探究同样以事实作为依据，实事求是，从实际出发。在科学探究过程中，有时尽管学生的假设有一定的依据，也看似合情合理，但经不住实践的检验，在事实面前不成立，这样的假设应被果断地否定。

比如教学“摆的秘密”（青岛版小学科学六年级下册），学生根据生活化的经验作出了不同的假设。如有学生认为摆的快慢与摆的长短有关；有学生认为摆的快慢与摆锤的质量有关；还有学生认为摆的快慢与摆的摆幅有关，等等。在学生经验假设的基础上，笔者引导学生展开深度探究。学生自主设计实验方案，自主展开实验过程。在实验过程中，学生彼此之间展开合作，对相关的操作性问题进行了深入的交流。比如“如何使用秒表测量摆的快慢？”“怎样才算摆了一次？”“需要控制哪些变量？哪些量不需要变化？”“怎样保证不对摆施加外在的推力？”通过科学探究实验，引导学生对自己的假设进行研判，即“哪些假设是不成立的，哪些假设是成立的，为什么？”“摆的快慢与摆的长短之间到底有怎样的规律？”在科学探究活动中，教师要引导学生尊重实验事实，而不能让经验常识误导自己的判断，如有学生在科学实验之初固执地认为，摆幅越小摆得越快，或者摆幅越大摆得越快，或者摆锤越重摆得越慢、摆锤越轻摆得越慢等。在科学探究中，教师要善于激发学生的“认知冲突”，强调学生的“自主建构”，注重引导学生“自我調节”“自我监控”，引导学生积极地迁移应用。教师要致力于培育学生科学的探究方法，从而提升学生的科学探究力，发展学生的科学素养。

科学知识是复杂的，是由众多的概念、理论、原理等组合而成。在小学科学教学中，教师要尊重事实，引导学生冲破表象的干扰，引导学生经历去粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼的深度探究，从而把握科学现象背后的本质。

四、整体认知，完善学生的科学探究

小学科学知识不是彼此独立的，而是存在着千丝万缕的关联。作为教师，在科学教学中要引导学生形成知识结构，从而完善学生的科学探究。科学知识结构有时就是科学学科的骨架，在学生科学学习中发挥着支撑作用。教师要有一种整体、系统、结构的思想，对科学中的相关知识能统筹安排，引导学生整体驾驭。

比如教学“形状和结构”这一单元的知识，要将“抵抗弯曲”“形状与抗弯曲能力”“拱形的力量”等相关内容进行整合，让学生进行整体性探究。其中，“抵抗弯曲”中的相关知识是基础性知识，“形状与抗弯曲能力”是关键性知识，“拱形的力量”是应用性知识。在教学中教师要引导学生将相关联的科学知识结合起来进行整体思考。以此助推学生科学地进行深度探究。比如在学习“形状与抗弯曲能力”这一部分内容时，学生经过探究认识到“工字型”“L型”“W型”“口字型”等形状的纸相较于“一字型”的纸，能增强抗弯曲能力，其中“W型”纸的抗弯曲能力最强。为此，教师引导学生深度思考：为什么改变了纸的形状就能增强纸的抗弯曲能力？为什么“W型”纸的抗弯曲能力最强？从而引导学生认识到“改变了纸的形状，其本质就是减少了纸的宽度、增加了纸的厚度”。这样，引导学生将这一部分内容与“抵抗弯曲”的内容结合起来，让学生获得了对科学知识的本质性、深度性理解。再比如在学生学习“球形”“圆顶形”等相关知识时，同样要引导学生将之和“拱形”等相关知识结合起来。从而让学生认识到“圆顶形可以看成是拱形的组合”“球形可以从各个方向看成拱形”等。

在指导学生科学探究的过程中，要用明确的问题引导探究的方向，并注意探究方法的多样化。教师要交还学生充分的独立探究空间，让科学探究回归科学的本体，在“繁华落尽见真淳”的简约与务实中实现教育价值。

【参考文献】

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