關注教學細節 提高科學探究活動的有效性

■俞偉國

關注教學細節 提高科學探究活動的有效性

■俞偉國

如果課堂教學對學生的科學素養、探究能力沒有什么提高和幫助，即便是再精彩、再豐富的科學探究活動也是低效的，甚至是無效的。該怎樣來提高科學探究活動的有效性呢？筆者結合自身教學實踐，就教學細節談一下體會。

教學細節；科學；探究活動；有效性

在現今的小學科學課堂上，經常看到課堂上氣氛熱烈，學生動手操作和實驗的機會明顯增多，呈現出一幅熱鬧活躍的活動場景。然而，很多時候學生雖然親身經歷了一個又一個的探究過程，但他們的頭腦思維沒有活躍起來，在熱鬧的表象下忽略了教學的有效性。如果課堂教學對學生科學素養、探究能力的提高沒有幫助，再精彩再熱鬧的科學探究活動也是低效的，甚至是無效的。那么，該怎樣來提高科學探究活動的有效性呢？筆者根據自身的實踐和思考，從教學細節上，來談談一些個人的體會。

1 有效備課是有效探究的前提

備課是教師上好一節課的關鍵，也是提高探究活動有效性的前提。做到有效備課應該做好以下幾點。

1.1 概念的建構

新教材中每一課都有一個或多個科學概念，教師要引導學生進行科學概念的建構，而每一個科學概念又是不孤立的。首先，它是本單元核心概念下的某一方面或某個點的科學概念；其次，它與前后課，甚至前后單元都是有聯系的，即背后有一個“大概念”的框圖。因此，我們不應單一地將某個科學概念孤立在某一課中去分析、去理解。教師要精心確定出一系列大的概念——概念性的框架，引導學生開展科學探究活動，去建構相關聯地科學概念。可以說這種概念性的框架是指導學生深入學習科學概念的基礎。

如教科版五年級下冊第一單元“沉與浮”，該單元包含8課時的內容，分別是物體在水中是沉還是浮；沉浮與什么因素有關；橡皮泥在水中的沉浮；造一艘小船；浮力；下沉的物體是否會受到水的浮力；馬鈴薯在液體中的沉浮；探究馬鈴薯沉浮的原因。這8個課題就是學生要學習的內容，反映了科學概念雙向發展、螺旋上升的過程。

該單元是從觀察沉浮現象入手。從物體的沉浮現象開始，探尋物體沉浮的規律，繼而研究影響沉浮的變量(同種材料、不同材料、體積大小、重量、形狀、浮力和重力的關系、液體的密度)，最后形成適合小學生年齡特點的有關沉浮現象的本質解釋。每一課都有一個主要的科學概念，但這個概念不是孤立的，是建構在單元的“大概念”框圖下的，每一課的核心概念都能從這個“大概念”框圖中找到相應的位置，并找到與其相關聯的概念，在這樣的背景下組織引導學生進行的探究活動也會變得系統、有效。

1.2 材料的準備

作為科學教師，我們深刻體會到，提高課堂教學效率首先必須準備好材料。實驗材料是學生進行探究活動的工具，材料的準備必須符合學生學習的實際，且具有安全性、實用性、科學性、典型性、代表性的特點。此外，上課前，教師應對每一個演示實驗、分組實驗進行試做，對學生在實驗中可能會遇到的問題做到心中有數。如“生活中的靜電現象”一課，教材安排了用兩個氣球來檢驗帶相同電荷的物體會相互排斥的實驗，這需要在人為控制得很好的情況下才能達到預期的實驗效果，因為兩個氣球經過毛皮摩擦后帶電荷的只是經毛皮摩擦過的少數部分，因此氣球只會發生旋轉，有時根本看不到教材中出現的兩個氣球排斥現象。如果用塑料吸管取代教材中的氣球，只需用毛皮稍加摩擦，塑料吸管馬上發生排斥現象，而且效果要比氣球明顯得多。所以有時對教材中提供的材料進行替換，實驗現象將更為明顯，探究也將更為有效。

1.3 實驗的改進

根據遇到的問題，教師應積極改進實驗，保證學生探究活動的有效開展。

在教學“浮力”一課時，有一個教學目標是要讓學生學會用彈簧測力計測量會浮的物體在水中的浮力。要讓學生能夠思考出用一根線拉住被測物體（泡沫或塑料瓶）、然后從水底的定滑輪穿過、彈簧測力計再向上拉，這種操作方法對學生來說存在一定難度，何況定滑輪的內容在六年級（上）才出現，對于五年級學生要憑空想到這種方法則是難上加難。筆者在教學這一課時，將彈簧測力計進行了改進，在測力計鉤子處沿反方向安裝了一根金屬條，這樣測力計就可以倒過來直接測壓力，學生在測泡沫在水中浮力大小的時候只需把測力計倒過來，用金屬條把它往下壓，就可以在測力計上讀出壓力的大小，從而計算出浮力（浮力=壓力+重力）。經過對測量工具的改進，教師也不再需要把教學重點放在探討如何測量浮力大小的方法上，可以把更多的時間放在探究浮力大小與排開水量的關系，大大提高了探究的效率。

2 培養學生良好的學習習慣是有效探究的基礎

良好的學習習慣對科學探究的有效性是有著很大影響的。在探究活動中，學生無序的討論等不良行為會造成混亂的學習環境，不僅影響到學生的觀察，也影響了學生的思維。探究表面轟轟烈烈，小組合作流于形式。因此，學校在小學科學教學實踐過程中，從課前準備(材料準備和收集材料)、課堂探究、小組合作、科學作業、課后實踐等方面對學生的學習過程中以“升級卡”（見表1）方法進行評價，在近3年的實踐過程中，學生的科學學習習慣有了明顯的改善，為開展有效探究奠定了基礎。

3 精心組織探究活動是有效探究的重要因素

3.1 暴露學生的“前概念”來確定探究的起點

高度關注學生在課堂教學開始時展露出的不斷擴大原有知識、技能和態度。優秀的教師尊重并理解學生已有的經驗和想法，并以它們為基礎來為學生構建新的理解。

建構主義認為，在實際情境下學習，可以使學習者能利用自己原有認知結構中的有關經驗去“同化”當前所建構的新概念，如果原有經驗不能同化，則要對原有認知結構進行改造與重組的實驗“順應”的過程。如筆者在執教“電和磁”一課時在中探究引入中的課堂實錄：

表1 博平小學六年級科學升級卡

表2 “我們的小纜車”一課中，學生在第一次分析數據結論后的課堂實錄

教師：誰有辦法讓指南針偏轉起來？

學生：用磁鐵。（學生演示）

教師：為什么磁鐵能使指南針發生偏轉？

學生：磁鐵同極相斥，異極相吸。

教師：還有什么辦法？

學生：用鐵釘。（學生演示）

教師：這又是為什么呢？

學生：指南針上的小磁針能吸引鐵。

教師：那這跟導線能使指南針發生偏轉嗎？

學生：不能（能）。（學生演示）

教師：為什么不能使指南針發生偏轉呢？

學生：導線不是鐵做的，而是銅做的。

學生：導線沒有磁性。

學生探究奧斯特實驗。

教師：為什么通電的導線能讓指南針發生偏轉呢？

學生：通電后導線的銅絲變成鐵了？（解剖導線銅絲還是銅絲）

學生：那通電的導線產生了磁性。

從這個課堂實錄中，我們可以發現，教師不能利用學習者的原有認知結構中的有關經驗來“同化”當前所建構的新概念。教師只能對學習者原有的認知結構進行改造與重組，而這種改造與重組是建立在順其自然的原則上，即讓學生有一個“順應”過程，而不是強行灌輸給學生。

3.2 明確探究任務，用任務驅動學生學習的積極性

探究活動的有效性高低與否，在很大程度上依賴學生對活動的目的性的明確程度和教師對探究活動的要求。如果學生不明白探究活動的目的，那么他們勢必會盲目地進行探究，其效果也就可想而知。另外，每次探究活動之前，教師應提出探究活動的具體要求，這些要求既能讓學生完成本次探究的任務，又不能太限制學生的思想，要求要在活動之前提出，因為學生對探究的興趣一般都很濃，在他們動手操作時，往往不太注意教師說什么了。如教學“用橡皮筋作動力”一課，要探究橡皮筋纏繞的圈數與小車行駛距離的關系，活動之前，要分析記錄表如何記錄，小組怎樣交流與討論，全班達成共識后再進行下一步的探究活動。這樣既滿足了學生自由探究的欲望，又讓學生帶著任務去觀察，探究活動既開放又目標明確。

3.3 探究的層次性，使學生探究思維具有遞進性

在探究過程中，每個學生都是主體，因此讓學生親身經歷尤為重要，在設計探究時不僅要考慮到充足的時間，還應為學生設計好探究主題的層次性，使學生探究思維具有遞進性，不能僅僅把目標定位在了解的層面。

在“我們的小纜車”一課中，學生經歷推測、探究、分析數據、得出結論、再次分析數據、發現結論錯誤、完善結論的過程，他們產生的認知矛盾激發了探究的興趣。

教師：剛才大家的推測“拉力越大，小車速度越快”與我們實驗結果一致嗎？有沒有補充的？

學生：一樣。

教師：掛1個墊圈，小車有沒有受到拉力？

學生：受到拉力了。

教師：掛2個墊圈呢？

學生：也受到拉力了。

教師：拉力大了嗎？

學生：拉力增大了。

教師：拉力大了，小車有沒有開得越快？

學生：沒有，因為小車還有動起來。

教師：“拉力越大，小車速度越快”這個結論正確嗎？

學生：不正確。

學生：應該在剛才的結論加上一句“當拉力大到剛好使小車運動起來”。

學生的探究正是在“發現—否定—再發現”的辯證過程中層層深入，學生的思維不斷得到鍛煉和發展，越來越趨于理性，越來越符合科學，這才是科學探究最大的意義。

4 提供充足的探究時間是有效探究的保證

科學探究活動的主體是學生，但教師作為教學活動的指導者、促進者，不能忽視其指導作用，要提高科學探究實效，教師更要加以悉心指導。

要引導學生進行科學探究，就要指導學生采用合適的科學的探究方法，才能提高探究實效。但科學探究方法不能是教師預定的，而是學生根據其選擇問題的需要選用，只有學生自己選用的，才是他們主動積極地探究科學問題的動力。這雖然可能要花費一定的時間，但可以使學生在充裕的時間里親歷探究的過程，體現探究的本質。經過合作探究后，教師給學生大量的發言、補充、更正和辯論交流的時間，并在交流的過程中，引導學生學會表達，學會傾聽，學會思考，勇于發表見解。

探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。科學課程應向學生提供充分的科學探究機會，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗學習科學的樂趣，增長科學探究的能力，獲取科學知識，形成尊重事實、善于質疑的科學態度，了解科學發展的歷史，并領悟科學的本質。

5 及時評價是提高有效探究的重要方法

在探究過程中應利用多樣的、有效的評價來激勵學生，如教師鼓勵性的語言、暗示性的動作等。這樣能讓學生獲得成功的體驗，很好地調動他們探究的積極性，提高探究的效果。

因此，在科學探究活動中，教師要努力發現學生的閃光點，在探究活動中要及時給予鼓勵。如針對能實事求是回答問題的學生，教師可以說：“科學研究很重要的一點就是尊重事實，這一點你很棒！”在探究中能積極合作的同學，教師可以說：“這是你們通過合作，獲得的果實，老師為這份成果而歡喜！更為你們積極參與的精神叫好！”對于那些能為他人成功而喝彩的同學，教師可以說：“尊重（欣賞）別人，你會得到更多人的尊重（欣賞）！”對一些能認真地傾聽他人發言的，教師可以說：“你傾聽得認真仔細，如此細微的地方你都注意到了！”只要某方面確實好，教師就給些鼓動性的評語，這是樹立學生信心，幫助他們堅持探究的很有效果的方法。

總之，要使科學探究活動更加有效，還有很多問題有待于我們在今后的教學中去探索、發現。“科學探究”永遠是科學課中的研究主題，它不僅是小學科學學習要達到的目標，又是科學學習的主要方式，所以，教師必須認識到這一點，科學探究必須貫穿于整個課堂教學過程中。在課堂教學中，要關注教學細節，組織學生參與探究，親歷過程，自主地、充分地、有效地開展探究活動，從而形成學生良好的科學素養。■

[1]教育部.全日制義務教育科學（3～6年級）課程標準（實驗搞）[S].北京:北京師范大學出版社,2002

[2]韋鈺,Rowell P.探究式科學教育教學指導[M].北京:教育科學出版社,2005

[3]應小敏.小學科學探究活動有效性的指導策略[J].跨世紀,2008(5)

[4]黎奇.新課程背景下的有效課堂教學策略[M].北京:首都師范大學出版社,2006

[5]鄒毅.淺談如何提高科學探究活動的有效性[EB/OL].http://www.yqzxx.net/dagl/showdoc.asp?uid=69&id=90

（作者單位：浙江省寧波市北侖區博平小學）

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.11.117