讓學生經(jīng)歷科學探究的全過程

■李統(tǒng)平

讓學生經(jīng)歷科學探究的全過程

■李統(tǒng)平

科學探究是科學學習的中心環(huán)節(jié)，如何讓學生體驗到探究的樂趣，形成正確的思維方式，是我們科學教師應(yīng)該思索的問題，因此我在教學中力圖通過學生的學習和探究活動，努力讓學生經(jīng)歷探究的全過程，讓學生形成正確的思維方式。

一、提出問題

科學的發(fā)現(xiàn)往往源于問題的提出。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許是一個數(shù)學或?qū)嶒灥募寄芏眩岢鲂碌膯栴}，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步。”對于小學生而言，提出問題顯得尤為重要。那么如何讓學生能提出問題呢？首先，教師要善于創(chuàng)造問題情境，讓學生在現(xiàn)實觀察中提出問題，在比較中提出問題。其次教師應(yīng)引導學生對所提問題進行比較和評價，找出多數(shù)學生感興趣的、有條件可研究的有價值的問題進行探究。如教學《電磁鐵》一課時，我讓學生分析比較電磁鐵和普通磁鐵的特點，學生發(fā)現(xiàn)電磁鐵具有以下優(yōu)點：可以任意控制磁性，通電有磁性，斷電磁性消失；可以任意改變南北極，改變電池正負極或改變線圈的繞線方向都可改變電磁鐵的南北極。學生自然會提出“電磁鐵還有哪些優(yōu)點？”或指向性更強的問題，如“能否任意改變電磁鐵磁力的大小？”“電磁鐵磁力的大小跟哪些因素有關(guān)？”這也正是我們期望學生提出的問題，因為這些問題為下節(jié)課的“電磁鐵的磁力”探究打下了伏筆。當然學生有時提出的問題可能很幼稚，也可能與當天的學習關(guān)系不大，但我們不能因此而否定學生，對于學生的任何提問我們都要給予肯定，因為通過學習，學生建立了“問題意識”，形成了正確的思維方式，這也是學生學習的重要收獲之一。

二、猜想與假設(shè)

有了問題，就有了思考的方向，接下來就是要讓學生應(yīng)用已有知識和經(jīng)驗對所觀察的現(xiàn)象作出假設(shè)性解釋，或?qū)ψ约禾岢龅膯栴}作出合理的猜想。如教學《電磁鐵的磁力》一課，我讓學生觀察電磁鐵的組成后，讓學生提出影響電磁鐵磁力大小可能會跟哪些因素有關(guān)，學生就會提出可能跟電池、導線、鐵芯（長短、粗細、線圈的匝數(shù)）有關(guān)。我接著問，你為什么會提出這樣的猜想？學生會說：因為電磁鐵是由這些部分組成的，只有可能與這些因素有關(guān)。我接著問：還有沒有其他因素呢？學生會說其他與電磁鐵組成無關(guān)的因素應(yīng)該不可能影響磁力的大小。通過這個探究活動，學生自然而然明白了什么是合理的猜想，知道了以后該怎樣進行合理猜想才能讓我們的探究活動少走彎路。

三、制定計劃

猜想，畢竟只是猜想，還需要實驗檢驗我們的猜想，而實驗檢驗前必須制定嚴密的研究計劃。完整的實驗計劃主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：①研究的問題；②我們的假設(shè)；③實驗材料；④試驗方法步驟；⑤實驗記錄；⑥實驗結(jié)果；⑦實驗分析。實驗前注意制定計劃，能讓學生逐步形成嚴密、全面、規(guī)范思考問題的習慣。

四、實驗探究

實驗探究是科學探究的核心，因此課堂教學的重點應(yīng)放在探究上，要教會學生探究的方法。首先，要讓學生學會觀察，能用各種感官或簡單工具觀察事物，并能用語言或圖畫描述事物，做簡單的記錄；其次，要讓學生學會實驗的方法，能用簡單的器材做簡單的實驗，能做控制變量的簡單探究性實驗，繪制簡單圖表；最后，要讓學生學會制作簡單科學模型，制作帶有創(chuàng)造性的科技作品。控制變量的簡單探究性實驗是科學探究的一種重要方法，要讓學生知道控制變量究竟應(yīng)該控制哪些變量。如《電磁鐵的磁力》一課，我們在進行電磁鐵磁力大小與電池數(shù)量關(guān)系研究時，學生通過討論認為，導線、鐵芯（長短、粗細、線圈的匝數(shù)）這些變量應(yīng)該控制不變，唯一能變化的是電池數(shù)量。通過多次具體研究，學生明白了：研究什么，什么就是可以變化的變量，而其他的量必須是應(yīng)該控制的變量。這一環(huán)節(jié)教師應(yīng)面向全體學生，給學生充足的時間進行探究，而且教師在其中要充當好學生科學學習活動的組織者、引領(lǐng)者和親密伙伴的角色。

五、實驗結(jié)果

學生在觀察探究的基礎(chǔ)上，及時記錄信息，并且根據(jù)收集整理的信息，發(fā)揮小組合作優(yōu)勢，進行組內(nèi)交流探討，反思自己的探究過程，能嘗試用不同的方式分析和解讀數(shù)據(jù)，將探究的結(jié)果與假設(shè)進行比較，從而得出“我們的發(fā)現(xiàn)”，也就是實驗結(jié)果。如《電磁鐵的磁力》一課，學生就是在實驗探究后，在小組充分分析論證的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)電磁鐵的磁力大小與電池的數(shù)量，與有無鐵芯，與鐵芯的長短、粗細，與線圈的匝數(shù)之間的關(guān)系。需要指出的是，有時實驗的結(jié)果與最初的猜想是不一致的，甚至是相反的，小學生往往會認為實驗結(jié)果是錯誤的，或認為實驗是失敗的。這時我們需要引導學生認識實驗的目的和特點，告訴學生，不管結(jié)果是否與假設(shè)一致，都一樣是我們的發(fā)現(xiàn)。

六、表達與交流

科學的發(fā)現(xiàn)來自集體的智慧，一個科學的發(fā)現(xiàn)往往是經(jīng)過很多人相互合作，甚至幾代人的艱辛努力才得以實現(xiàn)的。因此我們必須將自己的研究過程和結(jié)果以自己擅長的方式或大家都能理解的方式進行表述，以達到資源共享，成果共享，相互促進，共同提高的目的。在表達與交流中，我們要能傾聽和尊重其他同學的不同觀點和評議，能對研究過程和結(jié)果進行評議，并與他人交換意見，在互相表達和傾聽中提升思維的嚴密性；要讓學生在相互交流中形成尊重事實，善于質(zhì)疑的科學態(tài)度。如我在教學《電磁鐵的磁力》一課研究磁力大小與鐵芯粗細關(guān)系時，兩個小組得出了截然不同的結(jié)論：一組認為鐵芯越粗，磁力越大；一組卻認為鐵芯越細，磁力越大。上網(wǎng)查查，說法也不盡相同，連中學科學課也沒有做結(jié)論性的說明。所以我認為教材的設(shè)計不是要求我們給出學生結(jié)論，而是要讓學生經(jīng)歷實驗的過程，形成尊重事實的科學態(tài)度，在某種程度上說也許這種態(tài)度的形成比科學發(fā)現(xiàn)更為重要。因此我也沒有給學生“標準答案”，而是對學生說：鐵芯的粗細與電磁鐵磁力大小有關(guān)，至于有怎樣的關(guān)系，還待大家進一步的探究。把新的問題留給學生，讓學生對周圍的世界總保持強烈的好奇心和積極的探究欲。

當然，小學階段的孩子探究能力還不強，要求也不能過高，以上所述的探究過程可以根據(jù)不同的年段，涉及一個或幾個環(huán)節(jié)展開實施。在高年段，根據(jù)探究的課題內(nèi)容，盡可能地讓學生經(jīng)歷探究的全過程，讓學生在探究中體驗探究的樂趣，獲得自信，更重要的是形成正確的思維方式，為孩子的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

（作者單位：武漢市黃陂區(qū)前川六小）

責任編輯 廖林