體現科學本質引導科學探究

吳盧富 邱玉福

《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》指出：“科學素養是指了解必要的科學技術知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學方法，認識科學本質，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具備一定的運用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。”可見，對科學本質的認識是科學教育的重要內容。那么，在小學科學課堂教學中，如何體現科學本質呢？筆者認為，主要可從以下三個方面體現。

一、體現實證意識

所謂實證，就是在科學探究過程中，要求學生對探究所作出的解釋或結論都要以事實作為依據，都要有證據作為支撐，不能把實驗數據作為結論，更不能憑空想象。在科學教學中，教師應少問“為什么”，多問“你的證據呢、依據呢”，從而使學生從小養成證據意識、實證意識。

如：教學教科版六年級下冊“化學變化伴隨的現象”這一課“觀察硫酸銅溶液與鐵釘的反應”這一內容時，教材是這樣提示的：“硫酸銅溶液與鐵釘的反應屬于化學變化嗎？我們用什么證據來說明這個問題？”那么，如何引導學生獲得證據呢？

1. 觀察現象，提出假設。當學生做完鐵釘在硫酸銅溶液中變色的實驗后，觀察到變成淺紅色的鐵釘。從顏色上判斷，學生自然會提出有可能是鐵銹、有可能是銅、還有可能是原來的鐵。

2. 設計實驗，尋找證據。是不是“鐵銹”證據在哪里？學生根據已有經驗，會想到用電路檢測器進行檢測。因為金屬是會導電的，鐵銹是不會導電的。也就是說，如果小燈泡不亮，有可能是鐵銹;如果小燈泡亮，那肯定不是鐵銹。是不是“銅”證據在哪里？學生根據已有知識知道，磁鐵具有磁性。用磁鐵接近淺紅色的物質（淺紅色的物質必須用小刀刮下來）。如果淺紅色的物質能被磁鐵吸引，那還是鐵;如果不能吸引，那有可能是銅，反正肯定不會是原來的鐵了。

3. 分析證據，形成解釋。學生通過實驗獲得的證據：一是小燈泡會亮;二是不能被磁鐵吸引。綜合分析：淺紅色的物質肯定不是原來的鐵，也不是鐵銹。是不是銅不能肯定，但能肯定的一點是：淺紅色的物質是一種新的物質，即硫酸銅溶液與鐵釘的反應產生了新物質，屬于化學變化。

如此，“硫酸銅溶液與鐵釘的反應屬于化學變化嗎？”學生收集的證據充分，有理有據，用事實說話。

在教育教學中不講證據，只講權威，這不是科學教育。如果對學生不斷進行實證意識的訓練，那么學生的科學素養將會不斷得到加強。

二、體現邏輯思維

《義務教育小學科學課程標準（2017）版》提倡：“以證據為基礎，運用各種信息分析和邏輯推理得出結論。”可見，邏輯思維在科學課的科學探究過程中，是不可或缺的思維方式。科學教師要從學科特點出發，抓住科學課堂教學的每一個細節，適時引導，努力發展學生的邏輯思維，切實提高學生的科學探究能力。

如：教學教科版五年級下冊“馬鈴薯在水中的沉浮”一課，教師注重抓住教學中的關鍵點，積極訓練學生的邏輯思維。

1. 實驗演示，提出假設。教師演示：把兩個馬鈴薯分別放入兩盆液體中，發現馬鈴薯一沉一浮;再交換馬鈴薯分別放入剛才的那兩盆液體中，馬鈴薯在剛才沉的液體中還是沉的，在剛才浮的液體中還是浮的;再將兩個馬鈴薯同時放入其中一個盆中，兩個馬鈴薯在剛才沉的液體中同時沉，在剛才浮的液體中同時浮。通過這一演示，學生根據已有知識和生活經驗，會很肯定地指出：使馬鈴薯浮起來的液體是鹽水。

2. 實驗探索，推理結論。根據學生提出的假設，教師追問：你能肯定使馬鈴薯浮起來的液體是鹽水嗎？怎么確定？一石擊起千層浪，學生圍繞“是不是鹽水”，積極開動腦筋，設計實驗步驟進行探索。一是將液體滴幾滴在調羹里加熱蒸發，出現類似像鹽的白色粉末，學生認為可能是鹽。二是調試一杯鹽水，放入馬鈴薯后能浮起來，學生確定是鹽水，然后教師進一步追問：你們是怎么確定的？三是教師提供白沙糖、味精，分別把它們溶解在水中，然后分別放入馬鈴薯，馬鈴薯均能浮起來。經歷過這一系列的探索后，教師再次追問：演示實驗中，能使馬鈴薯浮起來的液體是什么水？學生會說：可能是糖水、可能是味精水、可能是鹽水、可能是三種水的混合……

學生圍繞“是不是鹽水”展開一系列的探索，結果卻得出“可能……可能……”等等不能確定的看似不可思議的結論。其實，這個“不能確定”才是學生經歷科學探究之后得出的真正符合邏輯推理的科學結論。

3. 質疑問難，深入思考。經過一系列探究后，學生對演示實驗中能使馬鈴薯浮起來的水還不能確定是什么水，這時，教師又進一步提出質疑：那演示實驗中使馬鈴薯下沉的液體到底是什么水？這樣，又引起了學生進一步的思考，從而激發起了學生的求知欲望，更發展了學生的邏輯思維能力。

三、體現質疑精神

科學的質疑精神是創新人才所必備的一種素質。創新人才要創“新”，就要有所發現、有所創造，這種發現與創造，就是從疑前人所不疑開始的。

但是，在小學科學的實際教學中，學生的質疑意識不強，教師缺乏培養學生質疑精神的系統策略。其實，只要教師處處留心，都可以引發學生天生的求知欲和培養學生質疑的精神。

如：教學教科版四年級上冊“100毫升水能溶解多少克食鹽”一課，教師可在以下三個方面引導學生進行質疑。

1. 在引導猜測中質疑。在實驗之前，要讓學生預測“100毫升水能溶解多少克食鹽”。同時，讓學生看一看100毫升水有多少，再看一看1克、2克、5克、10克一包的食鹽有多少，并用手掂一掂，獲得對量的一些體驗與感受。

當學生預測出具體的數據后，教師引導學生對預測的數據提出質疑。有的人認為，70克、100克食鹽絕對不可能，因為這都跟水的體積基本一樣了;有的人認為，5克、10克也不大可能，太少了，以前泡過鹽水，好像100毫升水不止溶解這么一點;共同一致的意見認為，20克、30克、40克是比較合理的范圍。

2. 在制訂探究計劃中質疑。當各研究小組介紹了研究方案后，教師出示有代表性的幾種加鹽次序方案及理由，并引導學生逐一進行質疑。

第一種方案：1克+1克+2克+5克+5克+2克+……

理由：我們不知道100毫升水到底能溶解多少食鹽，先少加點試試看。

質疑：這樣不好。這樣一點一點地加，太浪費時間了。

第二種方案：10克+10克+5克+2克+1克+1克+……

理由：根據預測中的參考范圍。

質疑：比較科學。我們在預測中已估計過100毫升水一般能溶解20克～40克食鹽，預測是我們制訂方案的一個重要參考。

第三種方案：20克+5克+2克+2克+1克+1克+……

理由：根據預測中的參考范圍。

質疑：比較科學。我們在預測中已估計過100毫升水一般能溶解20克～40克食鹽，預測是我們制訂方案的一個重要參考。

第四種方案：干脆一下子加足40克。

理由：因為我們猜測100毫升水能溶解40克食鹽。

質疑：這種方案也不好。根據我們估計的數值，先不要一次性加足，最好是留一點機動的空間。

3. 在分析整理數據中質疑。各實驗小組匯報實驗數據，教師板書，引導學生分析實驗數據。

師：從這些數據中，你發現了什么？

生：我發現溶解最多食鹽的有一個組是40克，溶解最少食鹽的也有一個組是30克。

生：我發現溶解36克～38克的組有7個，溶解30克、31克、40克的各只有1組。

生：老師，第八組的結論有問題，他們杯子里的鹽還有好多沒溶解完呢。

師：第八組的同學，你們有沒有把沒溶解的食鹽算進去？

生：算進去了。我們的統計有問題，我們估計杯底的鹽還有2克，應該減去2克，結果應是38克。

生：我們組剛才統計的結果是30克，但我們現在認為我們的實驗還沒完成，我們認為，如果有時間的話，應該還會繼續溶解。

師：那么，你們組應該算“沒完成的實驗”，同意嗎？

生：同意。

師：那么，根據實驗的數據與剛才對數據的分析，你們認為100毫升水能溶解多少食鹽？（分組討論）

生：應該是38克，因為這兩種結果出現的最多，有4組。

生：應該是37克，因為完成的組都在36克～38克之間，取個中間數就是37克。

生：我看應該把完成的組的結果加一加，求個平均數……

總之，科學課如果離開了對科學本質的認識和領會，就容易把一個“智力活動”變成“體力活動”。只有將科學本質的培養有機地融于科學探究活動過程之中，才能上成具有科學教育意義的真正的科學課。

（作者單位：福建省順昌縣水南中心小學？搖？搖 福建省順昌縣教師進修學校）