在自主實驗探究活動中建構科學知識

張娜

小學階段是培養孩子科學素養，樹立科學精神的重要階段，這個階段的孩子對未知充滿好奇，有著強烈的探知欲望和豐富的想象力。培養小學生科學素養的方法不在于能夠記住一堆由事實和理論堆砌的科學概念和定義，重點應該關注孩子們在實驗探究活動中知識建構的過程。實驗探究活動是培養小學生科學素養的一個重要手段和方法。本文提出在實驗探究活動中應專注于孩子們提出的問題、對問題提出假設、解決問題的方案以及實踐過程、得出結論這四個過程。學生在自主探究活動的四個重要環節中可以逐漸建構科學知識，是認識科學和培養孩子們科學素養的有效方法。

一、小學科學課實驗探究活動現狀

在小學科學課本中，幾乎每個單元的學習都和實驗探究離不開，有很多模塊的科學知識不能僅僅依靠閱讀或者教師演示就能夠讓孩子們理解和認知，孩子自己的體驗是認識科學最直觀也是最有效的方法。但是在實驗探究過程中還存在一些問題。

（一）學生探究過程自主性差

在小學科學的學習過程中，學生遇到問題不能回答時，首先想到的解決辦法不是獨立思考和想法辦設計實驗去求證，而是過多地依靠老師幫忙或者直接翻看課本尋找答案，導致在建構科學知識過程中最重要的實驗探究階段丟失，從而使得學生自主探究能力較差。在小學階段，學生自主探究實驗是學習科學非常重要手段，也是培養學生探索能力和養成良好科學習慣的重要階段。

另外，教師在演示實驗過程中容易出現只是照本宣科的狀況，在實驗過程中未能提出具有啟發性和拓展性的問題，學生不明白實驗的目的和過程，造成學生對科學探究失去興趣，失去自主探究的機會和能力。

（二）學生合作意識淡薄

一個學生自己進行的實驗是死板的、單調的。只有在學生之間進行思想的碰撞與交流，云集孩子們的頭腦風暴，才能夠獲得良好的實驗探究體驗。目前在科學教學過程中比較常見的現象是，少數孩子進行實驗或者觀察記錄，其他同學在觀看，導致很多學生能夠自己動手操作的機會較少，故而，學生在實驗中不能及時發現的問題，相互之間的交流也有限。合作意識是學生進行自主探究實驗過程的重要科學素養。

（三）教師忽略科學課的實踐性

在小學科學的授課過程中，教師講授法占主體，學生較少充當課堂學習的主體。而小學科學強調科學思維的培養和探究式的學習，注重知識自主建構，注重科學啟蒙教育。只有讓孩子們動手操作了，才會在孩子們的大腦中留下印跡，學習科學是一個主動參與和能動的過程。科學是學和做的，而不是教的。教師僅僅是科學學習活動的組織者、引領者和親密伙伴，而不是知識的講授者，單純的講授而忽略課程的實踐性將會造成課堂乏味無趣、學生失去學習積極性。

二、在科學課中提升自主實踐探究能力

目前小學科學課本中大部分內容都需要進行實驗探究，這些活動能夠很好地讓孩子們得到鍛煉，可以在平時的課堂中逐漸提升孩子們自主實踐探究的能力。由教育科學出版社出版的小學科學，三年級下冊《我們周圍的材料》一個單元中，對于材料性質的探索，如果只是憑借閱讀和講解的授課模式，一節課的時間孩子們就能夠記住一個單元的結論，而我們讓學生掌握的真正意圖，不在于這些知識本身，而在于憑借這些知識去讓學生經歷科學探究的活動，在自主實踐探究過程中建構自己的科學體系。

在探索《我們周圍的材料》過程中，經過兩節課的信息搜集和整理，三年級的孩子對身邊的材料已經能夠進行準確的識別和分類，對于性質的探究也有了初步的了解。孩子們對于水很熟悉，那么當身邊的不同材料遇到水會怎么樣呢？首先給孩子們時間回憶和思考遇到水的材料會出現什么現象。從而引出我們即將探究的話題。在本節課中我們注重孩子們在探究過程中的自主性，首先對給出材料的吸水性進行假設和猜想，這樣孩子們能夠明確此次探究過程中的目的是什么，我們為什么要開展這次實驗，而不是按部就班按照課本的描述而完成這項活動。

本節課最重要的環節就是讓孩子們自己設計解決問題的方案以及實踐過程，在設計過程中教師起到引導的作用，要讓孩子們發揮他們的主動性，提醒孩子們對于每一種材料我們要保證它們的測試過程是公平的，并且可以通過簡單的觀察手段比較出哪種材料的吸水性更強一點。經過孩子們的討論，他們的方案不止一種，并且各有各的亮點。有的孩子想出我們可以同時幾個小伙伴在材料上面滴水，然后用秒表記錄時間，在1分鐘后，我們一起看一看這個水滴展開的面積有多大，展開最大的一個就是吸水性最好的。這個方案既能展現出公平性，也能夠完成探索過程并達成科學知識的建構;還有的孩子說可以把材料泡入水中，然后開始計時，比一比在相同時間內哪一種材料增加的質量更大一點就證明這種材料吸水性更強一些。

在這節課中孩子們提出了很多方案，雖然一些操作起來有困難，但是我們把課堂的主動性給了孩子們，他們能夠充分打開自己的思維，同時能夠更好地提升他們的科學素養和創造力。孩子們可以在不斷嘗試和探索中建構自己的科學知識和體系，在這樣的自主實驗探究活動中，相信孩子的求知欲望不斷加深，探索能力不斷增強，建構的科學知識也越來越豐富，避免了枯燥乏味的死記硬背知識點。

三、開放性實驗提升自主實踐探究能力

在“體會科學，創意無窮”為主題的科學活動月中，我們開展了一系列的科學游戲大比拼活動。在活動開始前我提前給孩子們布置了活動的主題和內容。分別有“搭建牙簽高塔”和“紙船承重”，并給孩子們講解了游戲比拼的規則和要求以及使用的材料，沒有規定搭建高塔和紙船的形狀和具體步驟。看似簡單的小游戲但是需要考慮的方面有很多，蘊含著不少科學奧秘，這樣的科學趣味比賽既是一場充滿了樂趣的探索，又是一場極具挑戰性和開放性的自主探究活動。面對這場比拼孩子們需要的考慮的因素有很多。

在“紙船承重”中，孩子們提出了很多問題，“怎樣折疊才能把紙船做得不易沉底”“怎樣才能用一張A4紙做出更大的紙船，能夠放入更多的硬幣”“怎樣才能讓紙濕得慢一點”等等。對于三年級的孩子來講，這些問題不是很容易，他們需要自主進行思考與探究，需要親自提出解決方案并嘗試自己的方案是否可行。經過他們一次次的探索和嘗試，在我們正式比賽的過程中，孩子們在1分鐘內，用一張A4紙承載了213g的硬幣，這是他們自己取得的成果，沒有老師的講授和指導，這樣的結果值得我們老師的肯定。孩子在自主探究過程中找出了最佳的解決方案。經歷這樣的體驗，問題解決了，知識也學會了。

而在“搭建牙簽高塔”過程中，更是對孩子們提出挑戰，他們需要思考“如何保證這個高塔的穩定性”“選取什么樣的形狀進行搭建”，這些問題的解決需要孩子們進行不斷的嘗試和探究，在此過程中我聽到孩子們一直強調三角形最穩定，可真正參與到實踐過程中并沒有那么簡單，只要有一個三角沒有搭建好，整個高塔就開始松散晃動。這樣的感悟和體驗只有孩子們親身參與其中才會明白其中的道理，多次的嘗試而獲取的成功激發了孩子們強烈的探索欲望，并對未知的科學領域擁有更多期待。

相信這樣開放性的實驗勢必在提升學生自主探究能力的過程中發揮重要的作用。也讓學生在自主探究過程中不斷建構科學知識，并逐漸形成自己的認知體系，在孩子們頭腦中留下非常深刻的印跡。作為新時代的科學教師，應該在科學課堂之外為學生創造更多開放性的實驗探究活動，培養孩子們自主探究的能力，保護孩子的好奇心和求知欲望。

四、結語

在小學科學的教學過程中，活動性和實踐性是科學課的主要特征。孩子自己的體驗與自主探究過程是認識科學最直觀也是最有效的方法。科學不僅僅局限于知識本身，它還包含了一種求知和探索的過程。在日常教學行為上，作為科學教師應明確“注重經歷、體驗和發現”的教學觀念，盡可能多地為學生提供自主實踐探究的機會，讓更多的孩子能夠在自主探究實踐過程中建構科學知識，形成自己的認知體系，逐漸培養孩子們的科學素養和人文情懷。

【作者單位：天津港保稅區臨港清華實驗學校??天津】