培养学生实验探究能力

李峰

〔摘    要〕  《义务教育科学课程标准》（2022年版）总目标中指出，“科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础”。探究活动在科学课实验教学的每一个环节中都有体现，抓住日常生活情景提出问题，实施探究中有层次有目的进行有效指导以及在知识应用方面联系实际拓展，就能让学生养成大胆质疑的思维品质、一丝不苟的严谨态度、合作交流的学习习惯，还有勇于进行创新研究服务生活的责任态度。

〔关键词〕  小学科学；激发欲望；掌握方法；培养能力

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  09    070-072

《义务教育科学课程标准》（2022年版）总目标中指出，“科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础” 。

其中在探究实践能力培养方面具体要求：“形成科学探究的意识，理解科学探究是探索和了解自然，获得科学知识、解决科学问题的主要途径，理解科学探究设计提出问题、做出假设、制定计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流和反思评价等要素，具有初步的科学探究能力。能根据自身特点制定合理的学习计划，监控学习过程，反思学习过程与结果，具有初步的自主学习能力。”

面对信息来源日益多元化的今天，我們该怎样让孩子喜欢的科学课堂成为培养他们自主探究能力的主阵地，让他们具备独立进行适合他们年龄特点的科学探究活动的能力？本文结合日常的教学工作的观察与思考，认真进行了梳理总结。

一、提出问题，猜想假设——创设情境，激发实验探究欲望

一个独立的人，在平平常常的生活中可获取非常多的经验。这些经验包括运用不同的感觉器官获得，比如，借助阅读书籍获取的文字常识，凭借实践活动发现总结的经验，在与团队的互动交流中获取的经验。面对这些不同渠道的经验，小学生对于科学知识也就有了最初的基础经验。但对于这些经验的科学道理处于模糊状态。所以，我们要培养学生学会提出问题，对这些经验进行批判性思维。

所谓批判性思维，即对自己耳闻目睹的一切加以系统评价，然后做出回应。这些技能和态度都建立在一系列环环相扣的批判性问题的基础之上。我们会一个一个地学习这些问题，而我们的最终目标是将这些问题融会贯通，从而找到可以做出的最佳决断。

（一）一石激起千层浪——放置在课堂前端的“敲门砖”

学生学习效率的高低，取决于一堂课首次提问的参与率。首个问题的抛出，学生思维训练就此开启。我们一定要从学生的已有基础和实际情况出发来设计问题。问题情境要源自学生的生活或者学生能够涉及的领域。这样就会引发每一个学生的思维训练。例如，在教学《摩擦力的秘密》一课时，将课下同学们喜欢的游戏《拉小车》移植入课堂。虽然就是一个人蹲，一人拉动，在问及学生感受以后，学生对于这个游戏中遇到的现象就产生了质疑，学生就会产生一系列与摩擦力有关系的问题。在教学《蜡烛燃烧》一课时，师生可以进行点蜡烛比赛，教师点两支，学生点一支，运用感觉器官观察蜡烛，其实就是燃烧的现象，而后教师表演“隔空点蜡烛”。学生的目光被吸引了，头脑风暴瞬间展开，学生对于蜡烛这种平常的物体产生了探究兴趣，一堂课就在兴趣的引领下开始了。科学来源于我们的实际生活，在习以为常的场景中就蕴含着丰富的科学道理，将课堂的第一块“敲门砖”从学生所熟悉的常见的内容中提炼，会让学生从每一次探究活动中养成寻找问题的良好思维品质，也会在兴趣盎然中开启每一次探究之旅。

（二）于无声处听惊雷——安插在教学过程中的“爆破筒”

一节科学课堂教学的过程中，要遵循儿童注意力集中的时间规律。教育学家指出，小学生注意力的集中时间最长25分钟。教学内容要做好统筹安排，让科学课堂上实现学生注意力集中的延长和有效。这就需要教师在课堂教学中合理设计猜想环节，调动学生的思维，使其得到培养和训练。例如，在教学《把固体放入水中》，当学生们完成了一组常见物品的沉浮现象实验之后，得到了固体放到水里，有的沉下去，有的浮上来的结论。再抓住一片苹果是浮起来了巧妙设疑，一个苹果放到水里会出现什么情况？同学们的学习热情一发而不可收，不断地涌现出不同的想法。课堂教学的难点成功突破。再如在教学《摩擦力的秘密》时，同学们非常认真地完成了如何减小固体中的摩擦力的实验探究，课堂教学已经进行了大约25分钟，教师抛出一段《海豚在海洋中跳跃》的视频，然后问大家：“你发现了什么？有什么想问的问题？”同学们各抒己见，有的同学就说到了海豚身体表面光滑，就跟我们为减小固体之间摩擦力，就涂抹润滑油一样。抓住这一点，教师引导他们看海豚的体型，会不会与体形有关呢？把橡皮泥捏成四种不同形体，分别是正方体、三棱锥、圆柱体、流线体，让他们做出猜测。这样的教学设计的的确确在课堂教学中段会起到“爆破筒”的效果，学生会在兴趣的指引下完成又一次实实在在的科学探究。

二、制定方案，实施探究——有效指导，掌握实验探究方法

《义务教育科学课程标准》（2022年版）课程实施板块的教学建议中“3.以学生为主体进行教学设计”中指出“自主合作交流。根据探究问题引导学生自主设计方案，明确探究任务，注重激活学生的认知、情感和行为，激发学生自主参与、动手动脑、经历探究的过程，既要考虑学生自主独立的学习，还要考虑学生之间的合作学习。”

（一）制定方案，选择有价值问题进行探究

一次成功的科学研究需要合理的方案设计，严密的步骤安排及科学的人员分工。当学生面对一个需要研究的问题，就需要群策群力，让大家能够在思维碰撞中完善研究方案。如在教学《把固体放在水里》时，将苹果、粉笔、硬币、塑料棒等物品放在学生的实验桌上，在让学生观察后问：“你想知道什么？”学生提出：“我想知道哪些物体下沉，哪些物体不沉？这是为什么？” “哪种固体下沉得快？ 为什么？” “是不是所有的固体都下沉？”……学生在问题面前显得异常兴奋。教师问大家该如何来解决这些问题？学生陷入沉思，学生的思维能力开始彰显。短时间内，大家的小手就举起来了。怎样才能有最多的收获呢？让学生把自己的想法说给本组同学，把自己小组的实验方案制定好。全班交流，在质疑中思考，在碰撞中完善，方案不断成熟，确保科学研究达到良好的效果。

（二）实施探究，培养合作能力和实践能力

我们在课堂上是无法实现严密的真正意义上的科学探究活动，我们需要让学生在有限的条件中，展开我们的科学研究活动，通过研究，让学生养成科学实验室里进行科研的合作交流、一丝不苟、态度严谨等习惯。只有在一次次的研究中，这些科学家具备的素养才能逐渐根植于学生的素养中，从而实现科学素养的提升。例如在教学《搭桥》一课时，学生对于廊桥的搭建一无所知，在完成了一系列前置活动后，就需要小组内分工协作。这个时候会发现，有的小组分工明确，井然有序，有条不紊；有的小组分工与设计具有创新性，所以操作过程非常顺利；有的小组则是一片混乱，在操作中总是一次次失败，没有过多的思考与反省。当出现这种情况时，恰恰才是学生学习的最佳时机，引导他们互相学习，互相借鉴，互帮互助，学生的科学研究愿望得到实现，大家的科学素养就会不断提升。

在每一次的小组研究中，不可缺少的就是实践活动。比如动手实验操作、深入实地进行观察记录等，这些都需要学生运用双手和感觉器官來完成。在经历操作、观察、记录、分析等活动的过程中，伴随着出现的是一次次意想不到的问题火花，同时也会引发一个个值得继续研究的问题。比如在教学《蜡烛燃烧》这一课时，学生们准备实验器材，为了让学生成功学会收集气体，我问道：“大家打算怎样收集这种气体？”有的同学说用塑料袋兜住，有的同学说用个瓶子兜住，有的说用集气瓶，但没有及时封口。在此基础上，引导大家学习收集二氧化碳的方法，也就成功突破了本节课的难点，教学效果非常理想。由于结论建立在学生自己动手实践的基础上，因此学生学到的不仅仅是简单的结论，更重要的是掌握了得出结论的过程和方法。

三、汇报交流，拓展创新——联系实际，培养实验探究能力

科学研究过程中的实践活动中，大量的现象被学生发现，而且也逐渐对这些现象有了自己最浅显的分析。这些发现和思考，就像一条条小溪，需要汇集在一起，形成一个具有更大能量的湖泊。要想达到最理想的状态，两个层次的汇报交流显得更为重要。一次是单个研究小组内部的汇报交流，形成本组的观点，总结本组的质疑；一次就是所有研究小组的交流，汇报中有质疑的小组，也会出现答惑的小组，有交流发现收获的小组，也会出现及时补充的小组，最终实现本次科学研究的最佳效果。例如在教学《研究磁铁》时，通过实施探究，学生直观感性地看到了有关磁铁的种种现象，但没有得出探究的结论，教师适时提出问题：“通过这些现象，你们小组得出哪些结论呢？”小组成员之间进行讨论和意见整合，最后进行全班交流，然后在对其他小组的观点进行思考后，得出了有关磁铁的各种知识。

拓展创新，培养学生的实验探究能力，也是学生社会实践的重要因素。不难发现，当我们有了收获之后，无论是知识类还是实践类，第一层反应就是去寻找这些收获在生活中的存在或应用。在此基础上，就会产生一种思维的冲动，这就是第二层，用这些知识来进行大胆设计，这就是拓展创新。我们面对思维活跃、表现力强的小学生，需要为他们创设有效的多层次的创新机会。当然，由于条件限制，我们的拓展创新环节可以设计为说一说、画一画、模型制作等多种形式，完成地点也不拘泥于课堂，课下任何时间完成都可以。如在教学《把固体放在水里》时，在这节课的最后教师设计了这样一个拓展题：“小明做家务时不小心把盐洒在了芝麻上，他该怎么把它们分开呢，谁能帮帮他？”问题的提出，又一次激发了学生探究的兴趣，每个小组成员都积极地发表自己的想法，使这节课又出现了一个小的高潮。学生回答后，让学生回家去亲自试验，得出可行的方法。

总之，探究在科学课实验教学的每一个环节中都有体现，抓住日常生活情景提出问题，实施探究中有层次有目的地进行有效指导以及在知识应用方面联系实际拓展，就能够让学生养成大胆质疑的思维品质、一丝不苟的严谨态度、合作交流的学习习惯，还有勇于进行创新研究服务生活的责任态度，这样，科学课的探究活动的组织就是成功的。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022