小學科學實驗課堂中探究性問題的有效生成

吳開其 張晉

摘 要 小學科學實驗課中探究性問題的生成不同于簡單的提問，而是在實驗中學生結合真實實驗情境以及自己原有經驗，為了進一步探究事物本質或規律而產生疑問的過程。探究性問題的產生主要源自實驗材料投放差異、實驗操作差異以及學生思維方式。教師可以通過在單元教學主線中尋找延伸點，引導學生聚焦現象差異的原因，幫助學生明確解決問題的方式，從而促進小學科學實驗課堂中探究性問題的有效生成。

關鍵詞 小學科學 實驗課 探究性問題 有效生成

科學課堂有價值問題的產生是一堂探究性實驗課的開始，同時也是一堂實驗課是否具有深度的評價指標之一。以往的科學實驗課，教師常把問題直接給出，讓學生動手驗證，或者以任務的形式一起去探究某事物。這些做法都與當今“先學后教，以學定教，以學生發展為本”等教育理念相違背。[1]小學科學課程標準指出，中段學生要能從具體現象與事物的觀察、比較中，提出可探究的科學問題。高段學生能從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出適合自己探究的科學問題。可見小學科學實驗課應當將探究性問題的生成作為教學的重點。

一、何為實驗課中探究性問題的有效生成

美國教育家加里·D·鮑里奇指出：“有效的問題是那些學生能夠積極組織回答并有效參與學習過程的問題。”問題的生成不同于問題的提出，我們通常說的問題的提出是預設的，具有很強的目標指向性，如教師的課堂提問，學生課堂中按要求提問。而探究性問題的生成則更強調由事實材料或實際現象引出，依據學生認知需要而自然產生。鑒于小學科學探究性實驗主要為“物質科學”領域，筆者將本文討論的有效生成界定為：學生在實驗中，結合真實實驗情境以及自己原有經驗，為了進一步探究事物本質或規律而產生出疑問的過程。其具備以下三個特點。

1.問題產生的主體為學生

實驗課可視為問題的解決過程，發現問題和表征問題是實驗課的起始[2]，往往教師追求目標的達成，在這種價值取向下，類似這樣的教學用語開始出現：“我們的饅頭遇碘變藍了，那么其他食物遇碘又會怎樣呢？請同學們帶著這一問題開始實驗。”“鐵釘放入硫酸銅，鐵釘會改變嗎？如果會，那會發生怎樣的現象呢，趕快動手試試吧。”以上列舉的教師課堂用語看起來自然、有邏輯。但是不難看出教師這樣的引導其實已經將發現問題這一環節省去，而是直接呈現問題，學生只需表征問題，將教師的引導聽懂即可。結果是學生將實驗當作任務完成，探究的對象已經給出，被動地產生一點探究欲望。相反，若放慢節奏，教師提示一句：“請同學們觀察自己桌上的實驗材料，你想做點什么？”“我想看看我們小組帶的材料中，紅薯、蘿卜以及菠菜在碘滴上去后的顏色。”這樣做雖然看似多余，但正是這樣，學生自己提出問題的同時表征問題也就形成了，接下來的探究實驗才是學生自己愿意做的事。

2.問題形成源自真實現象

建構主義認為學習者要想完成對所學知識的意義建構，即達到對該知識所反映事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間聯系的深刻理解，最好的辦法是讓學習者到現實世界的真實環境中去感受、去體驗。[3]在情境性學習中，教師不是將準備好的內容給學生，而是提供解決問題的原型，并指導學生探索。而科學實驗課能為學生提供的原型更多的是實驗材料和工具，這樣學生才能由事實提出問題。“我發現我杯子里的馬鈴薯剛上課時都是浮在鹽水上面的，現在怎么沉下去了？”“老師，你昨天讓我養的蝌蚪，今天一看不知道怎么少了4只？”這些源自學生自己的觀察體會而得出的問題無疑會激發他們學習探索的興趣，具備較高的探究價值。

3.生成的問題值得進一步探究

問題的提出是為了進一步的探究學習，不能是空中樓閣，也不能是原地打轉，而是讓學生盡可能地在“最近發展區”內跳一跳。例如課堂中學生會問：“白醋為什么能和小蘇打反應？”“磁鐵為什么能吸鐵？”這樣的問題雖然我們鼓勵學生問，但是其實都是無效的問題，沒辦法進一步探究。“小蘇打粉與白醋反應和將小蘇打粉調入水中再與白醋的反應有什么區別？”“磁鐵隔著水可以吸鐵嗎，我猜測磁鐵隔著手也能吸鐵？”這樣的問題才是符合學生認知發展的問題，而且是能馬上動手探究的問題。

二、探究性問題有效生成的條件

什么情況會使課堂生成有效的問題？首先得讓學生看到現象，在探究性實驗中，應更多地讓學生發現現象的不同。而小學科學在選擇實驗、設計實驗和安排實驗上，都有很大的靈活性和自由度，也具有很大的創造性空間[4]，因此造成的現象不同就有很多來源，學生就有更多的問題空間。

1.源自實驗材料投放差異

實驗材料的不同會使實驗現象不同，學生在關注不同的實驗現象或結果時自然會產生疑問，當這種疑問用話語表達時，探究性的問題很可能就產生了。比如在教科版科學四年級上冊的溶解單元，教師執教時，并沒有先講第五節“溶解的快與慢”，而是直接講第六節“100毫升水能溶解多少克食鹽”。在準備材料時，教師故意將某些杯子的水換成熱水。在實驗開始時，就有學生問“老師，怎么我們組有個杯子的水是燙的啊？”當時教師采用冷處理方式，讓學生關注實驗要求但沒有解決這個問題。這杯不同的熱水則會讓實驗現象出現不同。

2.源自實驗操作差異

這種差異對于學生來說是自然的、無意識的，學生按照自己認為理所當然的方法做出來的，最后因為存在差異，實驗現象不同，從而提出探究問題。在教科版科學三年級下冊磁鐵單元最后一節“做一個指南針”中，按照預設學生利用摩擦磁化繡花針的方法制得一個磁針。由于不同學生磁化的方法不同，最后得到的指南針有的針尖指向北方，有的針頭指向北方。此過程中生成的問題須是學生留意到自己在相同實驗器材下自己的操作不同而造成結果不同，學生可能會問：“我應該怎樣做才能磁化出符合要求的磁針？”

3.源自學生思維方式

問題還得對現象經過思考后形成，同樣觀察到的現象，但不同學生可能因為思維方式差異形成不同問題，甚至只有部分學生能發現問題。科學課堂中常見的幾種思維方式有線性思維、發散思維和逆向思維。比如教科版科學六年級下冊觀察鐵與硫酸銅的反應，在發散思維下，有的學生會問“鋁和銅能和硫酸銅反應產生現象嗎？”更具發散的會問“硬幣、石頭這些會和硫酸銅反應嗎”。比如白醋和小蘇打反應的實驗，教材是先倒三匙醋，再倒入一匙小蘇打，然而在逆向思維下，有的學生問“白醋倒入小蘇打會反應嗎？難道反應會不同？”又比如探究溫度和水的變化，學生看到放了冰塊的燒杯壁外有水珠問：“這水珠從哪兒來的？”“剛才老師明明裝水試過了，杯子不漏水的，難道水珠是從外面來的？”這些問題就是線性邏輯思維的結果。當然不同思維可以復合在一起形成高級思維，比如學生在看到燒杯中水沸騰時問：“氣泡是從哪兒來的？是從杯子外還是燒杯內？”

三、怎樣促使問題有效生成

學生的主體建構與教師的價值引導是辯證統一的關系[5]，問題的生成與預設也是辯證統一的[6]。要使課堂生成有效的問題，教師并不是什么都不做，相反科學課堂中教師必要的預期、引導能促使學生形成自主探究，課前課中好的預設能促使學生問題的生成。

1.在單元教學主線中尋找延伸點

教學主線是在整體解讀視點的穿針引線下，教學點之間彼此相連、融通共生、建立意義關系，生成完整的意義鏈[7]，這條意義鏈在科學中就是各個主題的線索。

教師需要做的是融點成線，飽和細節，然后在線上找點，瞻前顧后，最后鞏固加強主線。比如教科版科學五年級下冊“時間的測量”單元：第一步，融點成線。通覽教材7個小節不難得出本主題主線——“感受體會時間→分析時間與影子關系→制作太陽鐘并測量時間→分析時間與滴水的關系→制作水鐘并測量時間→分析擺與時間關系→用單擺測時間”。第二步，飽和細節，以怎樣才能使自己做的簡易裝置測量的時間更準為目的，不斷補充課堂需要探究的內容，并生成相應問題。比如：“水鐘是怎樣測量時間的？”“我們制作的滴漏水鐘應該怎樣打孔？打多大的孔合適？”“滴漏水鐘滴的水先快后慢怎么辦？”“怎樣讓其不影響測時間？”細節補充后就會形成更多的、更具操作性的探究小主題。第三步，主線上找點，從點延伸達到承上啟下效果。比如，教師可以將擺作為重點，讓學生觀察擺，得出方向不變性和周期不變性的性質，再讓學生想想周期不變的性質有什么用？在教學主線下的探究實驗環環相扣，學生能結合更多的現象主動生成更多問題。教師需要做好預設，找準哪些是值得探究的、可能延伸探究的主題。

2.引導學生聚焦現象差異的原因

引導學生聚焦實驗材料差異。前面舉的溶解實驗例子中，教師故意讓幾個學生使用熱水溶解食鹽，因此教師要有意識地關注這幾個學生，當老師走過去時，學生說：“老師，我都開始溶解第9份了，他們才倒第6份。”又比如之前探究的用摩擦磁化針的實驗，當發現現象不同時，教師并沒有讓學生過多地討論，而是讓學生重新拿一根針做，因為只有在做的過程中才能清楚地發現現象背后的實質。這一次，學生們你看我，我看你。由于針尖鋒利，他們基本上是從針頭向針尖方向摩擦磁化，只是選擇的磁鐵磁極不同。等還沒有把第二個指南針做完，一位學生拿著手中的磁鐵說：“老師，我想是因為有的同學用磁鐵紅色的這頭去磨，而有的是用藍色的這頭磨的。”教師將學生的話用規范的語言解釋：“你認為造成不同的現象是由于用磁體不同磁極去磁化針造成的。”

3.拋錨式教學，邊實驗邊生成問題

拋錨式教學也被稱為“基于問題的教學”，包括以下五個環節[9]：首先是創設情境，比如教師裝著不小心的樣子將粉筆頭落進硫酸銅溶液中，這一情境仿佛是以往科學家成功前的意外，學生的視線馬上聚焦在這個粉筆頭上；其次是確定問題，學生自然形成問題：“粉筆頭和鐵釘在硫酸銅中有什么不同反應發生”；再次是自主學習，在發散思維下，探究其他金屬或非金屬放入硫酸銅溶液中的現象；然后是協作學習，分工完成實驗并記錄如鋁、銅、鵝卵石等與硫酸銅溶液的反應；最后是效果評價。

4.幫助學生明確和解決問題

很多時候學生只能意會，不能言傳，尤其是教師將其作為范例讓其展學時，學生容易語無倫次，甚至造成恐慌。此時教師應當成為學生的平等對話者[10]，幫助他們明確問題，并試著指導其解決問題。當他們發現自己可以更快地溶解時，教師可以引導一句：“哦，真棒，那你想一想，這又說明了什么呢？”學生的猜想其實就是一個值得探究的問題，教師再把他們的想法稍變一下：“溫度真的會影響食鹽溶解的快慢嗎？”這樣，一個在課堂中有效的問題就生成了。

教師會問不代表學生也會問，有時教師希望的只是學生多學點知識，但往往會忽略他們的提問，學生在探究實驗中提出新問題并探究新問題時，其知識的達成已經水到渠成。作為核心課程的小學科學課給予學生廣大的提問和探索空間，探究性實驗課帶給學生的發展又是其他課程無法比擬的，從學生一個“問”開始，也就是從學生自身發展開始。

參考文獻

[1] 龔雄飛.“學本式”卓越課堂的教育高度[J].教育旬刊，2013（11）.

[2] 張大均.教育心理學（第二版）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[3] David Jonassonetal.Constructivism and computer Mediatedcons tructionindis tanceeducation，The Americajournal of fdistancee ducation Vol.9.No.2.1995.

[4] 葉寶生.小學科學教學觀察實驗設計的依據和方法[J].課程·教材·教法，2013（11）.

[5] 張天寶，王攀峰.試論新型教與學關系的構建[J].教育研究，2001（10）.

[6] 盧正之，洪松舟.教師有效課堂提問：價值取向與標準建構[J]，教育研究，2010（4）.

[7] 鄭春.教育主線的建構[J].現代中小學教育，2013（4）.

[8] 吳術強，孫麗偉.小學科學教材中“物質科學”內容的比較與分析[J].物理教學探討，2013（11）.

[9] 何克抗.建構主義革新傳統教學的理論基礎（上）[J].電化教育研究，1997（3）.

[10] 靳玉樂.現代教育學（2008年修訂本）[M].成都：四川教育出版社，2006.

【責任編輯 陳國慶】