科學探究讓學生知其然而知所以然

摘 要：科學探究是小學科學課程的核心。學生對于科學認知的建構都是由經歷的探究過程得以完成。筆者通過親身經歷的小學科學教學實踐，認為在科學探究活動過程中，學生手腦并用，問題探究的過程就是認知思維的過程，兩者合為一體，概括地說為“行知合一”，在認知中探究，在探究中認知。如此，學生在科學探究中獲得“知其然而知其所以然”的結果。審視小學科學教學現狀，教師往往偏重于讓學生知其然，因此學生的科學探究實踐便成了“走流程”，其過程中的認知思維不深入，對于現象的觀察，或概念及結論的驗證，如在平坦路上“走一回”一般。本文筆者就這一問題談一些淺見。

關鍵詞：科學探究； 理性； 實踐； 過程； 建構

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）04-054-001

科學探究其實質是一個充滿理性思維的實踐過程。因理性認知而探究，因問題而探究，教師引導學生進行科學探究，所追求的是讓學生通過探究實踐過程，實現知識經驗的形成和理性認知的自我建構。所以，科學探究強調的是動手操作與理性認知密切結合，融為一體。如果學生在探究實踐過程不能做到手腦并用，那么所謂的探究僅表現為外在的形式，也就不可能在對現象、問題及概念與結論的探究過程中，有所發現，且認知亦不可能上升到理性的高度。在科學探究過程中，教師該如何引導呢？筆者進行了探究嘗試。

一、探究的前奏：讓學生建立理性思維模型

需要探究的問題，需要驗證的知識經驗，或是某個理性結論，教師首先要引導學生用腦思考如何去探究，即選擇什么方法，怎樣的場域，設計怎樣的一條探究路徑，需要準備些什么等。特級教師曾寶俊指出：“實驗不等同于探險，實驗之前，重在規劃。”其意就是說探究得建立一個具體清晰的思維模型。科學家們就是從許許多多的可能性中在尋找答案，可以說建立思維模型要比做一次實驗更重要。科學教學，教師引導學生經歷科學探究，關注學生動手前的動腦，讓學生“想好了再做”，激發對科學的興趣，形成科學的態度和科學探究的能力，當學生對某個問題提出假設后，教師應盡可能組織、引導學生自己想辦法設計實驗方案、修正實驗方案。學生想好了再做的過程盡管并不是“想”得就很完美，有時也有偏差，但做中出現問題是正常現象。如果不讓學生先去想，而讓他們盲目去實驗，造成的失誤將會更大。

二、探究的過程：讓學生做到手腦并用

一種現象的觀察過程，或是問題答案的探究過程，或是一個實驗過程，學生所要做到的是手腦并用，保持動手實踐與理性思維同節奏，在做中思，在思中做，使操作實踐過程成為理性思維過程。融動手操作與理性認知為一體，學生才有可能掌握問題探究，認知驗證的有效方法，獲得知識經驗積累，理性知識的自我建構。

在學生進行實驗探究時，訓練他們手腦并用，帶著問題有準備地、有目的地去親歷，是培養學生有質量地進行實驗探究的一種有效方法。動手動腦，實踐與認知同步，讓學生的探究目的更明確，思維更到位。

三、探究的生成：讓學生提升理性認知

在科學課中特別強調“把手和腦都放在科學上面”的學習指導策略。有人走過沙灘留下的腳印清晰可見，但他經過沙灘看到了什么，就需要我們用頭腦去思考。實驗探究也與之同樣。手腦并用是科學探究活動的顯著特征，在思考中實踐、探究，又在實踐中反復思考、發現。細化實驗的理性思維活動，能使學生在動手中有所發現，并通過問題生成問題，使實踐探究過程隨之持續生成，學生的理性認知因此而不斷得到提升。

例如在研究“物體沉浮和大小、輕重”的關系時，依次發給學生三組材料。第一組材料：肯定會下沉的材料、肯定會上浮的材料和難以辨別沉浮的材料。學生猜測并實驗，發現實驗結果并不如他們預測的那樣，于是模糊地認為物體的沉浮與它的大小、輕重是沒有關系的。看到學生產生矛盾和疑問后，再提供給學生第二組材料：大小一樣，輕重不一樣的材料（圓球），第三組材料：輕重一樣，大小不同的材料（圓柱）。學生實驗后又驚喜地發現，原來物體的沉浮和它們的輕重、大小還是有關系的，發現越小、越重的物體就越容易沉。“那輪船怎么會浮？”最后，孩子們帶著“似乎明白了”的滿足和新一輪的疑惑結束了一節科學課的探究旅程。

在上面的案例中，為了材料的結構更清楚，使學生更容易看出其結構，我選取的三組材料之間都有極強的先后邏輯順序，始終牽制著學生思維活動的發展，我們從下面這張表格中可以發現學生思維的層層推進。

通過提供有結構的材料，可以循序漸進地增加問題的復雜性，并使學生在逐漸復雜的問題中思維活動步步深入，繼而給人以強烈的探究欲望和動力，促使學生去進一步發現，這就提供給學生以連綿不斷的探究動力。

在科學教學中，教師如何引導學生進行科學探究是個重要的研究課題。筆者本文所談及的這方面教學實踐探索尚在淺層次。對于引領學生以理性思維為核心，進行科學探究實踐活動的研究，筆者認為是有價值的，因為學生親歷探究中認知，認知中探究的過程，能得到生命成長。

參考文獻：

[1]郁波，尚秀芬.《走進課堂——小學科學新課程案例》，高等教育出版社2003年9月，第一版

[2][美]B.J.沃滋沃思.《皮亞杰的認知發展理論》，華東師范大學出版社，1987年

[3]《先動腦、再動手——例談怎樣培養學生正確地進行探究性實驗》，《科學課》，2006年第11期