江蘇省常熟市教育局教學研究室 徐兆燚

“動手動腦做科學”，已經成為近年來科學課的一句熱門“標語”，這一理念已經在廣大科學教師心中扎了根。在最新版的《小學科學課程標準》中也明確了科學探究是科學研究過程的本質特征，具有重要的教育價值，科學探究是學生學習科學的重要方式。

確實，在如今的科學課堂上，學生動手的機會多了，然而，日常課堂中的學生科學探究往往存在只做表面功夫，只動手不用腦的現狀，學生轟轟烈烈的“探究”著，卻沒有真正思考過自己在探究些什么，并且真正參與科學探究的學生也占少數，多數學生只在旁觀，科學課堂存在著熱鬧但低效的現象，學生的科學應用能力沒有得到生成與生長。在新課標中，明確新增了技術與工程學，即STEM中的“T”和“E”的重要性，并明確要讓學生體會到“動手”的成功和樂趣，養(yǎng)成通過“動手做”解決問題的習慣。

一、細化探究要求，引導探究的方向

科學課堂上琳瑯滿目的實驗器材，是最吸引學生的，而恰恰也是這些器材的豐富性讓學生忘記了要用它們來做什么。因此，在學生動“手”之前，教師必須對探究的具體規(guī)則與要求等進行細化，讓每一位學生都能搞清探究活動的方向。下面先請看六年級上冊《建高塔》一課教學片斷：

師：這節(jié)課，老師還是想讓大家來動手，我們來建一座高塔好不好？

材料已經為大家準備好了，每組：一個大瓶子，兩個小瓶子，200ml的水，一卷膠布，15根小木棒，6根橡皮筋，剪刀。

建塔規(guī)則也很簡單，在規(guī)定的時間內（12分鐘）用盡可能少的材料建造出一座最高的塔。具體要求有四條，請大家仔細看清楚：

1.裝水的容器不能參與搭建。

2.剪刀只能用來剪膠布，不能用來破壞其他材料。

3.最后高度是指從桌面到瓶子的最高處。

4.節(jié)約度是看最后每組剩下多少木棒。

（展示評價表）建好塔后，我們將從高度、穩(wěn)定度、節(jié)約度、美觀度四個角度，來綜合評價各小組的作品，其中前兩項采用最高五顆星、最低一顆星，后兩項則采用最高三顆星、最低一顆星這一打星評價方法，來評選出“最精美之塔”……

師：大家都明白建塔規(guī)則了嗎？動手之前先動腦，我們得先來設計一下——利用這些材料，你們小組準備搭建出一座怎樣的高塔？請各組先完成設計草圖，同時把搭建的步驟寫下來……

《建高塔》可以說是一堂典型STEM課，當學生收到“建高塔”的任務，并面對著瓶子、水、小木棒、橡皮筋等材料時，他們頭腦中立馬出現了他們想要搭建的高塔的樣子。此時如果不明確具體要求就開展活動，那就似幼兒園小朋友搭積木，能夠生成的科學知識、培養(yǎng)的科學能力也就較為膚淺。而在上面這一教學片斷中，教師把“高塔”的具體規(guī)則要求以及評價標準，通過簡明扼要的文字、一目了然的圖表形式，讓學生明確了建塔任務，尤其較為細化的評價表，讓學生直觀地認識了高塔評定中高度和穩(wěn)定度的重要性，這樣，他們接下來動手建高塔就有了方向性。

此外，由于想法是抽象的，于是教師就要求學生把想法轉化成設計圖，像建筑師那樣在圖紙的指導下去搭建，這也是體現了STEM理念，把科學和工程聯系了起來。這樣，教師從介紹材料、提出任務及評價標準、設計草圖幾個層面逐一細化，給學生指明了動“腦”與動“手”的方向,使學生的探究活動富有成效。

二、聯系生活現象，明確探究的目的

生活中處處是科學，科學知識又指導著我們的生活。學生科學素養(yǎng)的其中一點就是能夠用所學的科學知識來解釋生活中的科學問題，相反，生活中的很多常見現象，也能幫助學生更好地做科學。

例如在學習五年級上冊《做一個太陽能熱水器》這一課之前，其實學生已經儲備了一些如何獲取更多光和熱的科學知識，只是怎樣把這些知識應用到這堂課的制作中，很多學生還是無從下手。這時就需要生活的指導，向學生介紹生活中的太陽能熱水器，先讓學生利用所學的科學知識來解釋太陽能熱水器的原理，這時學生就自然而然有了思路，他們接下來的設計制作過程就變得有目的、有方向了。

又如《神奇的紙》一課，課堂面對的是低年級小朋友，他們消化不了過于復雜的語言解釋或者過于深奧的科學原理，但是他們也有很豐富的生活經驗，把課堂上的探究活動和他們熟悉的生活現象聯系起來，對于動手探究是事半功倍的。

師（展示快遞箱）：這個紙箱子見過嗎？前幾天徐老師網上買了一箱蘋果，這個箱子就是用來裝蘋果的，小朋友們你們看看這個箱子有什么特點？為什么不把蘋果直接全部放進一個大箱子？用手分別在桌面上按一按普通紙和你折成瓦楞形狀的紙，告訴老師有什么不同的感受？（普通紙沒有彈性不能彈回，瓦楞紙有彈性能彈回）現在你知道為什么蘋果要裝在這樣的箱子里了嗎？因為瓦楞紙有彈性，可以起到緩沖的作用，用一圈瓦楞紙板包圍住蘋果就不容易撞壞了。

師（展示瓦楞紙杯）：這種瓦楞紙杯見過嗎？在哪里見過？這種紙杯有什么作用？（學生回答）它有隔熱的作用？這是真的嗎？想不想親自感受一下？（取出裝有熱水的密封袋）老師這里有一袋熱水，一會你可以一手貼著一張普通的紙，一手貼著你折出來的瓦楞紙，把這個裝有熱水的袋子夾在中間，感受一下，注意不要大力按壓，袋子被壓壞了會燙傷手的。小組長來領密封袋，感受完成，再把密封袋交上來。誰來談談你的感受。（學生交流）

從上述的教學片斷中，可以看出教師把這幾個探究活動穿插在各個生活場景中，用生活現象來幫助學生明確探究的目的，用買蘋果的箱子引導學生感受普通紙和瓦楞紙彈性的不同，讓學生思考裝蘋果的箱子為何要用瓦楞紙板，用星巴克的杯托引導學生思考瓦楞紙的隔熱性能。把課堂和生活充分結合，用生活經驗指導課堂知識的學習，再反過來用所學的科學知識來解釋實際生活中的現象，幫助學生提高科學應用能力。

三、關聯其他學科，尋求探究的準則

新課程標準給出了科學課程與其他學科融合的建議，尤其是與數學學科的關聯與互動，這也是STEM理念對科學教學的要求。盡可能地要讓學生在科學探究的過程中使用數學知識和數學思維方式，給科學探究確立一個準則，讓科學探究有嚴謹的科學性，而不是亂做一通。科學探究活動對數學知識有一定的依賴性，也可以說，學生的數學知識為學生的科學學習積累了豐富的前概念。其實數學學習過程中很多知識和技能都可以成為科學學習的有力輔助。比如對于大小、數字、顏色、形狀等的的認知，在科學觀察實驗活動中以及科學觀察記錄過程中起到了很好的指導作用。

一年級《給物體分類》這一課，要求通過運用觀察的方法，根據不同物體的其中一種特征，進行分類，如：用手摸、掂重量等。學生在一年級上學期的數學課上，就已經學過了初步的分類和整理，能夠根據種類、顏色、形狀區(qū)分簡單物品，主要是用眼睛看的觀察方法。那這些知識就為學生本課的觀察活動提供了準則。

又如最典型的科學對比實驗，便是數學中對變量的控制。對比實驗是小學科學學習中最基本、應用最廣泛的探究方法之一，《運動與摩擦力》《溶解的快與慢》等課中都有對比實驗的應用。要得出科學的實驗結論，那就要明確對比實驗的規(guī)范和準則——“只改變一個條件，保持其他條件都不變”。而這一公平性準則并不是由教師告訴學生的，是教師引導學生自己尋求到的，事實上，學生也完全有能力獲得，因為他們在數學學習的過程中已經無形中具備了這個思維。

四、關注“弱勢群體”，保證探究的全員性

學生是科學學習的主體,這里的“學生”指的應該是全體學生,而在實際教學過程中總有那么一些“弱勢群體”，有些是不愿意參與探究，有些是不會探究。教師也很容易睜一只眼閉一只眼，讓科學探究成為了個別學生的“專利”，帶著其他學生走過場。似乎看起來，這也完成了科學探究的任務，但這卻是不負責任的科學探究，更談不上有效的科學探究。教師要善于捕捉這些學生身上的閃光點，通過一些激勵機制，扶著他們走第一步，培養(yǎng)他們對科學探究的興趣，盡量讓每一個學生都參與進來。

想讓學生在探究中獲得更多的生成，得到更大程度的科學應用能力的生長，教師需要不斷積累引導學生用“腦”探究的策略，唯有且行且思考，方能鑄就更好的課堂，成就更好的學生。