有效引領學生科學探究

金國江

科學的本質是什么？目前比較認同的觀點是以邏輯工具去論證假說和設想的合理性。也就是說，科學用可靠的證據來解釋世界，是尊重事實，不斷尋找更為可靠的證據來檢驗假設的過程。小學科學教學雖然和科學家的研究不同，但本質上應當是一致的，在科學課堂上引領學生經歷一個個基于證據解釋的科學探究活動——有根據的猜測、有證據的驗證、有理有據的質疑，正是體現了科學的本質。那么我們在日常教學中如何才能做到這些呢？本文 ，筆者以教科版六年級下冊第三單元《我們來造“環形山”》一課為例來談一談自己的做法。

一、探究之初，進行有根據的猜測

【教學片段】

（觀察月球環形山的一組照片，學生交流匯報后了解到月球環形山具有 “有深有淺”“有大有小”“數量眾多”“分布雜亂”等特征。）

師：根據這些特征你們猜測月球上的環形山可能是怎樣形成的？猜測的依據又是什么？請每個同學自己先思考一下，然后在小組內把自己的想法和大家交流一下。

（學生小組交流，教師巡視并了解學生的想法。）

師：哪個小組來說說你們的猜測和理由？

生（第5小組）：我們小組都認為環形山是隕石撞擊造成的。大大小小的隕石撞擊，會有大小不同的環形山，因為我在電視里看到過地球上遭受隕石撞擊后也會形成這樣的一個坑。

師：還有哪些小組也有同樣的想法？（教師統計有相同想法的小組）你們能聯系到地球上遭受隕石撞擊的情景進行猜測，真不錯！老師這里有一段隕石撞擊地球情景的視頻，我們一起來看一下。（播放隕石撞擊地球的微視頻）

師：還有沒有不同的猜測？

生（第2小組）：我們小組認為環形山是火山噴發后形成的，地球上火山噴發后也會有這樣一個環形的洞。

師：你們小組是根據地球上的火山爆發后留下的火山口和環形山比較像來猜測的。真棒！我們來通過視頻看看地球上火山噴發的情景。（播放火山噴發的微視頻。）

師：地球上火山噴發后形成的火山口也是四周高中間低的，這種猜測也是很有根據的！還有沒有其他猜測？

生：我們認為它們本來就是這個樣子，因為平時我們看到的一些巖石表面本來就是凹凸不平的。

師：這也是一種有依據的猜測。看來每個小組都有自己的猜測，這些猜測是否真的能夠形成環形山呢？老師給大家準備了這些材料（出示材料圖片：滑石粉、小彈珠、小石子、有管子的滑石粉盆、針管、瓶口有橡皮泥的水瓶），利用這些材料我們能模擬哪幾種猜測？怎么模擬？請小組討論一下。

（學生分組討論。）

科學課的猜測并不是漫無目的的瞎猜，而應是一種建立在學生已有的知識、經驗基礎上，符合科學邏輯的合理推斷。在猜測月球上環形山之前，讓學生觀察月球整體、局部、個別環形山的圖片，學生在了解環形山特征的基礎上進行猜測，并要求學生說說這樣猜測的理由。在學生提出是根據地球上的隕石撞擊和火山噴發來猜測月球上環形山的成因時，教師適時播放相關微視頻讓學生了解地球遭受隕石撞擊地、火山噴發的情景和結果，這不但讓全體學生認識到自己的猜測是有根據的，同時也為后面模擬隕石撞擊、火山噴發埋下伏筆——學生知道該選取怎樣的“隕石”以及怎樣盡可能地接近模擬隕石撞擊和火山噴發的場景。

二、探究之中，基于證據的解釋

【教學片段】

（學生利用材料模擬隕石撞擊和火山噴發是否可以形成環形山，教師利用照相機拍攝記錄一些實驗過程和各小組的實驗結果。）

師：老師把各小組的實驗證據拍了下來，我們一起來看看這些證據能不能證明環形山形成的原因。

師：我們先來看模擬隕石撞擊（播放第5小組實驗過程的錄像），第5小組請你們來介紹一下，通過模擬實驗你們覺得隕石撞擊能不能形成環形山？證據是什么？

生：我們覺得隕石撞擊能形成環形山。我們用大小不同的石塊砸到滑石粉表面就會形成大小不同的坑，這些坑就像環形山那樣四周高中間低。而且撞擊的速度不一樣的話砸出的“環形山”的深淺也是不一樣的。

師：所以，你們認為環形山是由大小不同、速度不同的隕石撞擊月面形成的？很有道理！我們再來看看其他小組模擬隕石撞擊的證據（播放其他小組模擬隕石撞擊實驗結果的照片），我們請第8小組再來說一說。

生：我們也認為環形山是隕石撞擊后形成的，我們模擬時也像第5小組那樣形成了大小、深淺不同的“環形山”，而且有的“環形山”靠得很近，月球上真的環形山也是這樣的。

師：你們有很多證據證明隕石撞擊能形成環形山。那我們再來看看模擬火山噴發小組的證據（播放第2小組實驗時的錄像）。第2小組通過模擬實驗，你們覺得環形山是火山噴發后形成的嗎？

生：是的。

師：你們的證據是什么？

生：我們用大小不同的管子模擬火山噴發，噴發后就形成了大小不同、深淺不同的洞洞，就像環形山那樣的。

師：我們再來看看其他小組模擬火山噴發后的證據（播放其他小組模擬火山噴發后的照片），你們覺得火山噴發能不能形成環形山？

生：能！

科學課的實驗和匯報環節就是收集證據證明原來的猜測是否正確，只有充分的、有力的證據才能讓人心服口服。教師把學生對環形山成因的模擬實驗過程和結果進行錄像和拍照取證，既讓全體學生都能清楚地看到實驗的情況，又把真實有力的證據呈現出來。學生在匯報實驗結果時又讓學生把能夠證明實驗結論的證據一一介紹，能把月球環形山的特征與模擬的“環形山”的相似點結合起來比較，用證據來證明環形山形成的原因，充分體現用證據來支撐結論的理念。

三、探究之后，有依據的質疑

【教學片段】

師：通過模擬實驗，我們發現隕石撞擊和火山噴發都能形成環形山。你們覺得哪一種可能性更大？

生：隕石撞擊！

師：為什么大家認為是隕石撞擊？

生：月球上沒有那么多火山。

生：我看到月球上有些環形山中間凸出的，火山噴發不太可能這樣。

生：前面視頻里看到火山噴發后巖漿到處流淌開來，但是月球上的環形山看不到巖漿的痕跡。

師：大家的質疑都很有道理，那這樣說環形山是不是就是隕石撞擊形成的？

生：不是！我覺得隕石撞擊也有疑點：撞擊后的隕石去哪里了？

師：你說得很有道理！我們模擬的“隕石”都還在，月球上的隕石去哪里了呢？！隕石撞擊還有沒有其他疑點？

生：月球上那么多的環形山，有那么多隕石撞擊嗎？地球和月球離得很近為什么沒有這么多的隕石坑？

生：我反對！因為隕石撞擊時沖擊力很大，隕石可能被撞碎了。地球上沒有那么多的隕石是因為地球有大氣層的保護，而且地球上有泥沙的沉積可能把很多隕石坑給填平了。

師：這位同學說得也很有道理。看來僅憑我們的模擬實驗還不能證明月球環形山是怎么形成的，只能說隕石撞擊和火山噴發都有可能。如果我們想要進一步證明，我們還需要尋找什么證據？

生：月球上有沒有隕石撞擊留下的痕跡。

生：我們還要看看月球上有沒有火山噴發的情況。

（介紹我國“嫦娥五號”月球采樣返回的任務，鼓勵學生尋找更多證據或親自探月找證據。）

科學課的模擬實驗只能夠說明一種可能性，并不能直接用來證明觀點。對于環形山成因的模擬也是這樣，只能說隕石撞擊和火山噴發都可能形成環形山，但并不能確定。即使是大家比較公認的隕石撞擊的觀點也還是存在一些疑點的。在此活動中引導學生質疑兩種觀點存在的問題和疑點。在質疑中學生意識到不管是隕石撞擊還是火山噴發都還有一些證據不能解釋的地方，必須要尋找更多更充分的證據才行，學生的證據意識在爭辯中升華。

總之，在科學探究過程中只有多從學生的角度思考、從學生的實際出發，讓學生經歷真實而有意義的科學探究活動，容許學生犯錯，牢牢把握科學用證據解釋世界這一準繩，引領小學生經歷一個個真正像科學家那樣的科學探究活動，這樣學生的科學素養才會有長足的進步，才會真正像科學家那樣研究一個又一個未知的問題。

（浙江省桐鄉市茅盾實驗小學 314500）