如何巧設實驗培養學生探究能力

趙萍

《義務教育科學課程標準》指出：“科學學習要以探究為核心，探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。”在小學科學課教學中，精心設計實驗，引導學生在動手動腦過程中分析問題、解決問題，是培養學生探究能力的有效方法之一。

一、創設實驗情境。激發探究欲望

小學生的好奇心強，遇到感興趣的問題總是要尋個究竟。這就要求我們在實驗課教學中，根據學生已有的生活經驗和熟悉的事物環境，設計問題情境，引導他們對實驗結論進行大膽假設和猜想，并通過觀察、實驗獲取回答問題或驗證假設的數據和資料。如在執教教科版六年級上冊“杠桿”一課，做“比誰的力氣大”的游戲時，讓學生推薦出班級中公認的一位力氣大和一位力氣小的同學來比試。學生一致認為力氣大的會贏，我讓力氣小的壓離支點遠的一端木棍，力氣大的壓離支點近的一端木棍，結果力氣小的幾次都輕而易舉地取得了勝利。學生親自試驗后提出了疑問，從而激發學生研究杠桿的興趣。接著，在教師的鼓勵下，學生圍繞支點位置、杠桿臂長度、人的重量等方面提出了幾個自己想研究的問題，即在什么情況下杠桿省力、費力、既不省力也不費力。情境的創設，有效地傳授了知識，在成功的體驗中促進了學生產生強烈的探究欲望。

二、設計實驗方案。尋找探究途徑

著名心理學家皮亞杰說過：“活動是認識的基礎，智慧從動作開始。”激發了學生的好奇心，學生有了強烈的探究欲望，他們在頭腦中會形成無數個為什么，并且急于尋求答案，教師這時就要引導學生提出無數個問題，進行考察和論證，篩選出有科學探究價值的問題，確定一節課內或生活中能有效探究的問題作為主題。然后，圍繞主題，引導學生在充分討論的基礎上，選擇適合學生認知水平和實際的實驗方案。如在教學教科版四年級上冊“聲音是怎樣產生的”一課時，大部分學生根據已有經驗猜測敲、拍、撥、摩擦、說話……產生了聲音。那么如何設計實驗方案來驗證猜想正確與否呢？讓學生選擇在桌面、鼓面上放些紙屑、米粒、小豆，通過敲打桌面、鼓面，來觀察紙屑、米粒的跳動發出聲音的現象，再演示用力彎曲鋼尺或攥緊木棒讓學生觀察聲音與用力無關；接下來讓學生觀察物體與振動的關系，發現橡皮筋是柔軟的，桌框下面是空的，敲打發聲時會振動；然后引導學生再進一步質疑：聲音真的是由物體振動產生的嗎？學生圍繞這個核心問題設計實驗，通過發聲的音叉接觸水面激起水花驗證發聲的音叉在振動，得出聲音確實是由物體振動產生的，從而實現認識上的新跨越。當然，對有些無法用實驗形式展現的探究素材，如植物怎樣喝水、五年級上冊食物鏈、下冊地球的公轉和自轉等問題可借助網絡和多媒體進行模擬演示達到仿真效果，讓學生在生動形象的觀賞環境中進行愉快地學習，獲取知識。

三、注重實驗過程。培養探究能力

蘇霍姆林斯基說：“手和腦之間有著千絲萬縷的聯系，手使腦得到了發展，使它更明智；腦使手得到了發展，使它成為思維的工具和鏡子。”動手實踐，自主探究，合作交流是學生學習科學的重要方式，在科學實驗課教學中，分組合作實驗的具體做法是：先把實驗的目的、名稱、器材、步驟、現象、結論等要素設計成空白實驗報告單提供給學生。然后讓學生動手操作，觀察，分析，相互交流實驗過程得出的結論。如在教學教科版四年級下冊接亮小燈泡一課時，我將學生4人分成一組，每組下發一張空白實驗報告單，根據實驗方案學生挑選了導線、小燈泡、開關等實驗器材。讓學生先接亮一個小燈泡，及時交流怎樣把小燈泡接亮的，并要求學生用畫圖的方式表示出來，學生掌握了電流、電路概念后，再做接亮多個小燈泡的實驗。學生不斷嘗試、觀察、討論、思考，匯報交流實驗發現：①只有用導線把電池的正負極和燈泡連接起來，組成一個封閉電路，小燈泡才能發亮；②燈泡的亮度與電池的個數有關；③用同樣的電池使2個小燈泡同時發亮的連接方法有兩種。在實驗過程中啟發了學生的想象力和創造性思維，探究能力進一步提高，學生的創新意識得到萌發。

四、展示實驗成果。拓展探究空間

實驗活動結束后，一個必不可少的環節便是展示實驗成果。只有大家相互交流各自的學習情況，并把自己的探究過程或結論展示出來，才能知道通過探究得到了哪些啟示，為什么探究結果可能與事先猜想的不一樣，探究設計實驗方案是否有缺陷，還有哪些改進的地方……只有這樣，學生的科學探究空間才能得到拓展，探究素養才能逐步形成。如在完成教科版六年級上冊電磁鐵實驗后，學生通過實驗發現：電磁鐵是否有磁極，南北極各在哪一端，各小組制作的簡單磁鐵吸的大頭針的個數為何不一樣等。通過展示交流，學生學會了制作電磁鐵，同時也知道了影響電磁鐵的磁力大小的相關因素。在實驗教學中，教師要盡量給予讓學生實驗“成功”的機會，讓學生在展示過程中體驗成功的愉悅，以激發學生探求知識的愿望，培養學生刨根問底的探究精神。

總之，在小學科學課的教學中，我們應重視實驗課教學，精心設計好每個實驗，讓學生在科學探究的過程中，體驗科學探究的樂趣，掌握探究技能，培養探究創新能力。