探究要形似更要神似

林剛強

【摘要】目前，在小學探究式科學課堂中，普遍存在著重動手輕動腦的現象。很多科學老師沒有充分認識到培養學生實驗設計能力在實驗探究環中的作用與地位，忽視了學生動手操作之前計劃的制定，因而既影響了探究實效，也帶來了一系列負面問題。因此，針對不同的探究主題、不同的認知水平，展開實驗教學，因材施計（實驗設計）的策略就顯得尤為重要。

【關鍵詞】探究 實驗 設計

【中圖分類號】G623.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）05-0170-02

探究式教學是小學科學課堂教學的主要模式，實驗教學則是探究式課堂教學的主要環節，而實驗設計卻是實驗教學的難點。由于小學生探究的是他們陌生或者模糊的問題，受學識及能力的限制，他們不可能真的“像科學家一樣去探究”；而解決這些問題的辦法與答案都是老師已經熟悉或者了解的，因此有些老師忍不住或者恨不得要告訴學生。于是乎，兼職的老師照本宣科直接告訴問題的答案，探究過程蕩然無存；稱職的老師授人以漁婉轉地講解解決的方法，探究活動貌合神離；智慧的老師明知故問引導學生尋找解決問題的辦法，探究形式形神兼備。

一、問題導向法——步步為營，漸入佳境

對于學生已經有豐富的經驗積淀，“跳一跳就能摘到果子”的探究，教師可以把問題作為引導學生自主探究的火種，在孩子茫然與困惑的時候及時閃現，讓他們把得住探究的方向，最終達到真相的彼岸。

【案例】《認識常見的巖石》（蘇教版《科學》 下同）

教材第四環節操作部分：“仔細觀察巖石標本，把觀察的結果寫在活動記錄上”。

A課例 觀察巖石標本

師：請大家翻開書本P39圖片，看看觀察巖石標本有哪些方法？

生：用放大鏡看、敲擊、放進水里、滴稀鹽酸。

師：除了稀鹽酸（老師采用演示的方法），其他的工具老師都幫你們準備好了，請組長上臺領取。

師：小組合作，按照這些方法仔細觀察，把觀察的結果寫在活動記錄上。

學生活動——展示記錄單……

顯然，這是教教材，教材這樣編，老師就這樣教。典型的“請你跟我這樣做，我就跟你這樣做”，至于為什么要那樣做？只能那樣做嗎？ 學生只知其然而不知其所以然，只是被動與盲目的接受，學生從觀察中得到的也僅僅是表面的、膚淺的東西。

B課例 教學實錄

使用實物展臺展示向學生介紹六種巖石的名稱。

師：關于巖石，你想研究什么？

生1：巖石的特征。

師：能說具體些嗎？

生1：巖石的形狀有什么不同？還有顏色、紋路什么的。

師：你想怎么研究？

生1：用放大鏡看。

師：哦！懂得借助工具，還有嗎？

生2：我們還可以研究哪種巖石重？

師：怎么研究？

生2：用天平。

師：能說得更清楚一些嗎？

生2：（天平的）一邊放巖石一邊放鉤碼（師：不，它叫砝碼）。

師：其他同學有問題或者補充嗎？

學生沉默（思考）……

生3：這樣不公平，大塊的會比較重。

師：要怎么才公平？

生3：要同樣大小。

師：同樣大小指的是什么？

生：體積要一樣。

師：哦，這樣啊！那現在這些標本的體積一樣嗎？

生：不一樣。

師：能比較嗎？

生：很難。

師：那現在還研究嗎？

生：不了。

師：還有現在能研究的問題嗎？

生4：我們可以研究哪一種巖石最硬？

師：哦！也就是可以研究巖石的……（生：硬度）？

師：想怎么研究？

生5：把他們從四樓扔下去，看哪一種巖石容易碎？

師：如果是這樣做，你覺得有什么要注意的？

生5：扔下去的力量要一樣。

師：還有嗎？

生5：要注意安全，還有地面也要一樣。

師：地面的什么要一樣？

生：比如都是水泥地，不能一種扔在水泥地，一種扔到泥土地上。

師：嗯，就是地板的材質要一樣。

師：有更簡單、更方便的辦法嗎？

生6：我覺得只要在教室就可以做了，把巖石拿起來，讓它掉在地板上就可以了。

師：有什么需要注意的嗎？

生：高度要一樣。

師：大家判斷一下，這樣行？

生（齊）：可以。

師：還有別的辦法嗎？

生7：可以把它們放在地板上，然后用椅子（的腳）壓下去，看看哪一種巖石會碎，哪一種不會碎……

生8：還可以用敲的。

師：怎么敲？

生8：用錘子。

師：那要注意什么？

生：（敲擊的）力度要一樣……

生9：還可以用鐵釘在上面劃痕。

師：怎么想到這個辦法？

生9：我看到貼磁磚的工人有時也這樣割磁磚。

師：其實，剛才你們說的這些方法都是用來研究巖石的 ……（生：硬度）。

師：還有哪些問題我們可以研究？

生：……

師：現在，請一個同學把剛才我們想要研究的問題與怎么研究的方法總結一下，誰來？

生：……

表面看，兩個課例的區別在于A課例簡單，B課例繁瑣；實質上A課例是為探究而探究， B課例通過問題的引導，促使孩子不斷思考，在師生交流生生互動中，創新的火花不斷閃現，發散性的思維得以培養，模糊的方案逐漸明朗。探究的問題、實驗方案以及注意事項完全來自學生，學生既明白了“我要研究什么？”，又清楚了“我應該怎么研究？”真正成為學習的主體，這樣的探究才有價值。

二、拋磚引玉法——搭橋鋪路，承上啟下

對于學生認知出現較大斷層，力不從心的探究活動，教師所創設的情景必須能在學生的原認知與新認知之間搭起一條連接的紐帶，讓難題成為學生的生長點。

【案例】《空氣中有什么》

本課的教學是在學生通過《空氣的性質》、《熱空氣和冷空氣》這兩個主題的研究，認識了空氣要占據空間等知識的基礎上，再指導學生認識空氣的組成。

A課例（選自科學《教學參考書》P27）

（1）講述：為了弄清蠟燭罩上玻璃杯后為什么會熄滅，我們來做一個實驗。

①把粘有蠟燭的玻璃片放在盛有紅水的水槽中。

②不點燃蠟燭，用去底塑料瓶把蠟燭扣上，立刻擰緊瓶蓋觀察水是否計入瓶子。

（2）學生分組實驗。

（3）匯報實驗結果。

（4）討論：為什么水不能進入瓶子？

（5）講述：打開蓋子，拿起瓶子，點燃蠟燭扣上瓶子，擰緊蓋子，觀察有什么形象？

（6）分組實驗，做好記錄。

（7）匯報實驗結果。

（8）討論：

①水涌進瓶子的現象說明什么？（說明瓶內的空氣少了，“騰”出了一部分空間）

②為什么瓶內的空氣會減少了？（說明燃燒用去一小部分空氣）

整個教學設計有井井有條，相信學生的活動也會井然有序。但是，這樣的設計培養了學生什么樣的能力？如果僅僅是培養動手操作或者口頭表達，那科學課的價值何在？很多老師一到實驗教學，不僅替學生備好實驗器材，連實驗方法、實驗步驟、 注意事項全都告訴學生，學生只能在老師畫好的圈圈里虛假地比劃，實驗的結果完全在老師的掌控之中，探究成了一種熱熱鬧鬧的形式，對于孩子思維的發展、創新意識的培養與設計能力的提升毫無價值可言。

B課例（送教下鄉示范課）

本課是在學生沒有前面兩課鋪墊的基礎上直接展開教學的。由于孩子之前沒有“空氣要占據空間”的知識作鋪墊，所以如何讓農村的孩子明白“蠟燭慢慢熄滅時，水進入瓶子，是由于燃燒時用掉瓶子里的一部分氣體，而‘騰出空間”的道理，就成為本課組織教學面臨的最大的難題。

老師點燃兩根蠟燭，出示兩個一樣大小的玻璃杯，提出問題：蓋上以后會有怎么樣？學生猜測。

老師演示（兩次）：為什么會這樣？

生：氧氣沒了、空氣沒了、氮氣沒了……

師：是這樣嗎？我們該怎么辦？

生：做實驗。

師：討論一下，實驗應該怎么做？

學生討論……

學生匯報，結果只有兩位學生舉手，而且都不能說到點子上。

【分析：前面的知識確實存在缺陷，認知出現空白，教學開始遇到困難】

（師出示一個插著吸管的空的利樂包裝盒）

問：當我用吸管把盒子里的空氣吸走一部分時，盒子會怎樣？

生：變扁。

師：為什么會這樣？

生：盒子里的空氣少掉了一部分。

師：有什么辦法讓它不變扁？

生1：下面挖個洞。

師：為什么？

生1：外面的空氣跑進來……

【分析：孩子雖然不能明確表達空氣要占據空間，但是已經喚起了孩子潛意識里來自生活中類似的經驗，下面學生的回答也具有同樣效果】

師：還有嗎？

生2：慢慢吸。

師：為什么？

生2：（空氣）會從吸管邊沿的小孔（縫隙）跑進去。

師：有什么辦法讓它跑多一快？

生3：把孔挖大點。

師：我們再來看剛才這個裝置，如果玻璃杯里的空氣也被用掉一些，會怎么樣？

生4：（外面的空氣）會從杯子與桌面（之間）的縫隙進入杯子。

師：怎么證明？

生4：把手（指）放在杯子邊緣。

師（點燃蠟燭）：請你上臺感受一下。（生4上臺）

師：有嗎？

生4：感覺有一點。

師：感覺是不準確的，有什么辦法能讓每個同學都看得到？

【分析：隨著老師牽引繩索的逐步收緊，老師想要的東西，孩子和盤托出。】

生5：把蠟燭放進水里，蓋上玻璃杯，如果杯里的空氣用掉一些，外面的水會流進去補充。

生6（補充）：水（面）會有波紋。

其實，把“燃燒的蠟燭放進水里，再蓋上玻璃杯”的實驗方法教材也是這樣描述的，執教者沒有讓孩子直接翻開教材按照書本介紹的方法去做，也沒有做成PPT讓孩子讀一讀，卻如此煞費苦心地經營這個環節，其用心良苦，其用意深沉！

三、追本溯源法——理性問題，感性體驗

感性認識是理性認識的來源，這是認識論的唯物論。高年級的教材以概念教學的課題居多，大多以課前收集資料，課堂交流展示的方式為主。然而，小學生喜歡的探究活動不能只是純粹的資料搬運，更不是死記硬背乏味的概念或者空口嚼舌的交流。因此，改變概念教學的方式，創設實驗教學的情景至關重要。唯有把理性概念融入感性的探究活動，才能突破概念教學紙上談兵的尷尬局面，調動學生主動學習的積極性，否則，探究活動將形神兼廢。

【案例1】《日益減少的礦物資源》教學設計

教材內容僅兩部分：

第一部分，認識人類開采導致資源的日益枯竭。教材提供開采鐵礦、鐵礦石層、淘金三幅圖片和一張礦物可開采年限表。第二部分，了解資源分為可再生與不可再生兩類。

A案例

老師（出示用石膏制作的假山）：山里蘊藏豐富的資源，分別用不同顏色的馬賽克表示不同的礦物（煤礦石、鐵礦石、鋁礦石、銅礦石），使用工具（錘子、螺絲刀、防護鏡、口罩）進行開采。

學生首次“采礦”活動，時間五分鐘；交流收獲，老師板書。

學生再次“采礦”活動，時間五分鐘；交流收獲，老師板書。

老師引導學生分析數據，發現問題。

B案例

師：講臺兩側的桌子上各有一堆書本，分別代表一座大山，書本里藏著寫有礦物名稱的卡片代表各種礦物，每組派出兩批尋寶人，給30秒時間，看誰找到的“寶藏”多。

第一批學生上臺翻書“尋寶”30秒后匯報；第二批學生上臺翻書“尋寶”30秒后匯報。

老師分批次板書學生的收獲——引導學生分析數據，發現問題。

兩個案例的設計異曲同工，各有優劣。不管是成本高、無法重復使用，難以推廣的A案例，還是簡單易操作，可以重復使用，易于普及的B案例，學生都能在爭分奪秒的“開采”或者“尋寶”中，體驗資源的日益減少與環境所遭受的破壞。

【案例2】《達爾文與他的“進化論”》

A課例——教材

如何理解自然選擇？

把自己想象為一位牧民，你有一群綿羊，一半是白色一般是黑色。如果白色的羊毛好賣，你會怎么做？這樣的結果如何？

你的一些羊逃到了附近的森林，它們的天敵是狼。狼在夜間捕食到那些顯眼的白色綿羊，很快森林中的綿羊都是什么顏色的了？

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。單憑借想象要理解什么是自然選擇，用想象代替感官，恐怕學生還沒走出教室就忘光了。

B課例——模擬達爾文島上地雀的生存實驗

1.材料：夾子表示大地雀的嘴巴，小鑷子表示小地雀的嘴巴，一座鉆有不少小洞的石膏島嶼代表達爾文島，洞里里面放置了一定數量的花生米與黃豆粒表示地雀的食物。

2.活動規則：分別確定大地雀與小地雀每天最少的食物量；讓一批扮演大小地雀的學生分別使用不同工具，在規定的時間（10秒）夾取洞中的食物；匯報獲取的食物數量，低于最少食物量的地雀退出隊伍；這樣的活動反復幾次。

3.結果：通過活動，讓孩子發現，由于夾子寬大很難從小洞中獲取食物，逐漸被淘汰出隊伍；因為小鑷子細長，小地雀容易從小洞中獲取足夠的食物，得以不斷的繁衍生存。

理性的體驗是開啟知識大門的鑰匙，是發現問題、認識世界的必要品質。教師巧妙設置了模擬的情景，把抽象的概念直觀化、形象化，讓孩子在模擬活動中體驗什么是自然選擇的殘酷性。智慧的老師寓教于樂，教學活動樂而不疲。

參考文獻：

[1]韋鈺 [加] P. Rowell 《探究式科學教育教學指導》 教育科學出版社2006年2月

[2]北京師范大學出版社《科學（3～6年級）課程標準》 出版人常汝吉