李卉

【摘? 要】小學(xué)生只有置于真正的科學(xué)探究中，才能揭示科學(xué)的規(guī)律和秘密，才有助于促進(jìn)科學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行七M(jìn)他們科學(xué)探究的深度，以此達(dá)到高效化探究教學(xué)的效果。為此，筆者從借助游戲情境、組織科學(xué)實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)總結(jié)等方面對(duì)“擺的研究”一課的教學(xué)進(jìn)行了探究，幫助學(xué)生感知擺的現(xiàn)象、進(jìn)行擺的研究、發(fā)現(xiàn)擺的秘密，以此推進(jìn)小學(xué)科學(xué)探究的深度，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);科學(xué)實(shí)驗(yàn);“擺的研究”;科學(xué)探究

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》特別強(qiáng)調(diào)，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)科學(xué)探究式學(xué)習(xí)，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。學(xué)生只有置于真正的科學(xué)探究中，才能揭示科學(xué)的規(guī)律和秘密，才有助于促進(jìn)科學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升，而科學(xué)活動(dòng)的本質(zhì)，就是要帶領(lǐng)學(xué)生深入科學(xué)探究，理解知識(shí)的本質(zhì)。因此，科學(xué)探究落實(shí)于小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，首先需要準(zhǔn)確把握探究這一核心，進(jìn)而才有助于提高學(xué)生參與其中的主觀能動(dòng)性，才能真正深入這個(gè)過(guò)程，形成智慧，發(fā)展思維品質(zhì)。在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師不僅要以學(xué)生的自主架構(gòu)為核心，還要促使學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，真正完成對(duì)問(wèn)題的解決，這樣才能真正有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成與發(fā)展。以“擺的研究”一課的教學(xué)為例，這是組織學(xué)生開(kāi)展科學(xué)探究的重要載體，根據(jù)兒童心理學(xué)和教育心理學(xué)等相關(guān)理論，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師首先為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，既有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的趣味性，也能對(duì)學(xué)生的多感官形成正向刺激;既是為了實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)作，也是為了學(xué)生在整堂課都保持積極高昂的學(xué)習(xí)情緒;既有助于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科探究精神，也有助于打造高效的科學(xué)課堂。

一、以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)論證能力為目的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究?jī)?nèi)容學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中接觸較少，教師提前設(shè)置好操作、準(zhǔn)備好器材，對(duì)學(xué)生的吸引度較低，難以被學(xué)生接受。這是學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)缺乏所導(dǎo)致的，當(dāng)學(xué)生群體面對(duì)陌生的實(shí)驗(yàn)室器材，并沒(méi)有辦法引導(dǎo)他們的思維跟實(shí)際生活日常所見(jiàn)相聯(lián)系，因此，無(wú)法讓學(xué)生調(diào)用生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察和研究，這樣的實(shí)驗(yàn)方案就會(huì)顯得蒼白無(wú)力、不接地氣，也很難提高學(xué)生的參與度和思考度。為了提高學(xué)生的接受度，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)可讓其進(jìn)行自主選擇，通過(guò)引導(dǎo)式的提問(wèn)方式，讓學(xué)生將課堂所需實(shí)踐的理論知識(shí)跟學(xué)生的日常生活內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)對(duì)比，嘗試讓學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)中尋找跟課堂實(shí)驗(yàn)相近或相同的情境，然后讓學(xué)生按照對(duì)該項(xiàng)內(nèi)容的判斷和理解來(lái)組織實(shí)驗(yàn)。一方面可以大大提高學(xué)生的積極性，讓他們充分進(jìn)行思考和識(shí)別，調(diào)用已有的理論知識(shí)和生活常識(shí)相結(jié)合來(lái)解決教師所提出的引導(dǎo)式問(wèn)題，以鍛煉他們的思維能力和知識(shí)運(yùn)用能力;另一方面可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，通過(guò)生活經(jīng)驗(yàn)和教師引導(dǎo)，自主獨(dú)立地開(kāi)展主題實(shí)驗(yàn)，真正地做到加強(qiáng)學(xué)生探究、解決問(wèn)題的能力。

如在“擺的研究”的教學(xué)前，囑咐學(xué)生各自主動(dòng)回想生活中存在擺的物理現(xiàn)象的具體例子，依照教材要求準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，有個(gè)性化地嘗試制作擺。課前檢查發(fā)現(xiàn)學(xué)生準(zhǔn)備了橡皮泥、塑料球、小鐵球等材料，并應(yīng)用這些材料制作出各式各樣的擺。

變量的控制是對(duì)比實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。為了培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、完善課程實(shí)驗(yàn)方案，教師通過(guò)設(shè)問(wèn)獲取學(xué)生的意見(jiàn)。

師：我們采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法探究“擺的快慢可能與擺錘的質(zhì)量有關(guān)”，在實(shí)驗(yàn)方案中，如何確定要改變的條件和不改變的條件呢？

生1：每次使用相同的力，用力要?jiǎng)蛩佟?/p>

生2：用手丈量擺幅的大小，將擺幅控制在相同的5° 角內(nèi)。

通過(guò)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其積極思考實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，能夠培養(yǎng)其思維能力和解決問(wèn)題的能力，從而有助于學(xué)生從各個(gè)層面和角度上全面理解理論知識(shí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解會(huì)更深刻，也就更容易記憶。經(jīng)過(guò)經(jīng)常、反復(fù)性的思考，使學(xué)生明白研究的目的，提升學(xué)生的論證能力。

二、借助游戲情境，感知“擺的現(xiàn)象”

在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師基于游戲的方式為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，使學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)快速聚焦注意力，提高學(xué)生的參與興趣，這也為接下來(lái)的深入感知以及理解奠定良好的情感基調(diào)，能夠以此激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與探究的興趣，豐富其感性認(rèn)知。

首先，邀請(qǐng)三名同學(xué)完成騎木馬的表演。在這一過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：在騎木馬的過(guò)程中，身體基于不同位置，呈現(xiàn)出前后往返式運(yùn)動(dòng)。其次，再邀請(qǐng)三名同學(xué)模仿正步走，引導(dǎo)學(xué)生感受走路過(guò)程中左右兩臂的擺動(dòng)，實(shí)際上這也是一種基于不同位置的前后往返運(yùn)動(dòng)。之后，教師又呈現(xiàn)了學(xué)生非常熟悉的玩具不倒翁，要求學(xué)生認(rèn)真觀察其搖擺過(guò)程，然后得出結(jié)論：實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其本身的位置并沒(méi)有發(fā)生改變，只是基于兩側(cè)進(jìn)行往返。最后，教師出示教材中所呈現(xiàn)的鐘擺，仍然要求學(xué)生認(rèn)真觀察，體會(huì)其擺動(dòng)的過(guò)程。同時(shí)，為了能讓學(xué)生把接觸到的感性演示材料轉(zhuǎn)化為理論分析和總結(jié)，在經(jīng)過(guò)游戲具體情境的表演后，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象化的圖紙表達(dá)，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)行相應(yīng)的圖紙概括總結(jié)，方便進(jìn)行抽象化的圖紙對(duì)比，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論性分析，這樣可以鍛煉學(xué)生從“客觀”到“主觀”的總結(jié)概括能力，也加強(qiáng)他們自身的探究能力。

上述環(huán)節(jié)的演示，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，看著他們高昂的小臉，教師能感受到他們此時(shí)此刻的急切心情，甚至還有學(xué)生高聲嚷道：“擺動(dòng)就是置于不動(dòng)的位置的兩側(cè)進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)?！边€有學(xué)生對(duì)該回答作出補(bǔ)充：“如果只往返一次，說(shuō)明擺動(dòng)為一次;如果這個(gè)動(dòng)作只進(jìn)行了一半，不能認(rèn)為這是一個(gè)擺動(dòng)的過(guò)程?！备鶕?jù)學(xué)生的回答，教師發(fā)現(xiàn)，此時(shí)是引入課題的最佳契機(jī)，不僅能借助直觀豐富的表象為學(xué)生呈現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的概念，同時(shí)也易于學(xué)生理解和掌握。

三、組織科學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行“擺的研究”

在《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，特別強(qiáng)調(diào)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性，其目的就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)擺的秘密。在課堂教學(xué)的過(guò)程中，教師為學(xué)生設(shè)置了探究實(shí)驗(yàn)，以促使學(xué)生對(duì)此展開(kāi)深入研究。

（一）借助演示實(shí)驗(yàn)，規(guī)范操作流程

教師首先引入的是伽利略的故事，講述他如何發(fā)現(xiàn)擺的秘密，然后根據(jù)故事內(nèi)容呈現(xiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)示范。由于這一實(shí)驗(yàn)活動(dòng)具有一定的復(fù)雜性，所以在示范之前，應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生梳理以下要點(diǎn)：其一，對(duì)比兩個(gè)單擺，從中發(fā)現(xiàn)異同，在這一過(guò)程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生聚焦于擺長(zhǎng)及擺錘兩個(gè)不同的視角;其二，了解擺座，帶領(lǐng)學(xué)生借助投影儀聚焦于擺座上的三條線，了解虛線和實(shí)線各自指代的內(nèi)容;其三，完整地呈現(xiàn)具體的步驟：在確保擺錘靜止不動(dòng)時(shí)，以食指、拇指配合捏住擺錘，然后提高到和實(shí)線相等的位置，在計(jì)時(shí)的同時(shí)松開(kāi)手指。在這一過(guò)程中，教師需要明確觀察要點(diǎn)，這樣學(xué)生才能從中有所發(fā)現(xiàn)、完成記錄。

（二）引導(dǎo)互動(dòng)討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，設(shè)計(jì)方案是保障實(shí)驗(yàn)效能的關(guān)鍵所在，而學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，大都以小組的形式進(jìn)行，因此，有必要在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，組織學(xué)生展開(kāi)互動(dòng)探討，完成對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師須對(duì)學(xué)生進(jìn)行一下引導(dǎo)。

師：在鐘擺擺動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)其擺動(dòng)的次數(shù)越多時(shí)，說(shuō)明其擺動(dòng)速度越快。那么，擺動(dòng)的快慢究竟與哪些因素相關(guān)？（針對(duì)這一問(wèn)題，可以提前預(yù)設(shè)學(xué)生的回答，例如擺幅大小、擺繩長(zhǎng)度等。）

師：接下來(lái)是匯報(bào)環(huán)節(jié)，說(shuō)一說(shuō)你們小組的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。

（1）小組研究的問(wèn)題是什么？你們的猜測(cè)是什么？

（2）使用哪些實(shí)驗(yàn)方法？在這一過(guò)程中，發(fā)生改變的條件以及未曾改變的條件分別是什么？

（3）你們將會(huì)如何進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)？說(shuō)明具體的實(shí)驗(yàn)步驟。

師：哪些小組所研究的問(wèn)題與其不同？說(shuō)出你的想法。

（三）組織小組合作，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生必須嚴(yán)格遵循每一個(gè)活動(dòng)步驟，不僅要?jiǎng)邮謱?shí)踐，還要?jiǎng)幽X推理，更要實(shí)現(xiàn)小組成員之間的協(xié)同合作，既要實(shí)現(xiàn)合理的任務(wù)分配，又要積極主動(dòng)參與其中，順利完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程而言，不僅能為學(xué)生建立豐富的感性認(rèn)知，也有助于培養(yǎng)其協(xié)同合作意識(shí)和合作精神。在完成方案設(shè)計(jì)之后需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程使用的是相同的鐘擺，首先是完成兩次15秒內(nèi)擺動(dòng)，然后完成兩次20秒內(nèi)擺動(dòng);其次，使用不同的鐘擺，分別再次完成上述擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。當(dāng)然，在這一過(guò)程中，也包含以下情況：其一，擺線的長(zhǎng)短相同，擺錘重量不同;其二，擺線長(zhǎng)短不同，擺錘重量相同。為了完善記錄，還需要使用量角器測(cè)量擺的角度。通過(guò)這樣的方式，不僅為學(xué)生建立了豐富的表象，也能促使學(xué)生從不同的視角了解和擺動(dòng)相關(guān)的知識(shí);不僅形成了積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，也有助于提高活動(dòng)以及教學(xué)的實(shí)效性。

四、引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)“擺的秘密”

班級(jí)匯報(bào)不僅是為了對(duì)之前的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，也是為了發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)在規(guī)律，這樣才能以原有的感性認(rèn)知為根基，將其上升到理性層面。此外，教師針對(duì)學(xué)生的匯報(bào)也要做出積極的評(píng)價(jià)，只有這樣才有助于強(qiáng)化學(xué)生的合作精神，才能保護(hù)學(xué)生在這一過(guò)程中的良好行為，并促使其成功地轉(zhuǎn)化為習(xí)慣。

在小組實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，還需要進(jìn)行交流展示環(huán)節(jié)，說(shuō)一說(shuō)實(shí)驗(yàn)步驟，闡釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及結(jié)論等。對(duì)不同的小組而言，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，各因素存在顯著不同，既需要學(xué)生正確把握其中的差異，也要學(xué)生完成對(duì)感性認(rèn)知的梳理和歸納，這是其上升到理性層面的關(guān)鍵前提。學(xué)生進(jìn)行交流和分享的同時(shí)，也是對(duì)學(xué)生表達(dá)及概括能力的有效訓(xùn)練，也可以教材中所呈現(xiàn)的表格為載體，組織學(xué)生進(jìn)行探討。

師：這兩個(gè)擺是相同的嗎？有哪些異同之處？

師：你認(rèn)為它們擺動(dòng)的快慢是否相同？

教師先進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后要求學(xué)生進(jìn)行觀察和探討：在這一過(guò)程中，你發(fā)現(xiàn)了什么？

師：針對(duì)擺的長(zhǎng)度有必要做出更精準(zhǔn)的界定，其與擺繩長(zhǎng)度并不相同。然后引導(dǎo)學(xué)生歸納：在鐘擺擺動(dòng)的過(guò)程中，其速度與擺線長(zhǎng)短相關(guān)，和擺錘重量不存在直接關(guān)聯(lián)。

在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小組成員之間能實(shí)現(xiàn)友好的協(xié)同合作，每個(gè)成員也能認(rèn)真完成個(gè)人任務(wù)，既樹(shù)立了合作精神，也提高了集體榮譽(yù)感。因此，教師認(rèn)為有必要在日后的教學(xué)過(guò)程中，組織學(xué)生展開(kāi)多元化的小組合作，以實(shí)現(xiàn)合作精神和集體精神的進(jìn)一步升華。在經(jīng)歷這一環(huán)節(jié)之后，科學(xué)實(shí)驗(yàn)必然能為學(xué)生留下深刻的印象，還有學(xué)生以此為主題進(jìn)行了科學(xué)寫(xiě)作。由此可見(jiàn)，充分利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主探究科學(xué)規(guī)律這一過(guò)程，也能為其他知識(shí)的學(xué)習(xí)提供有效的方法、奠定扎實(shí)的根基。

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，教師收獲良多，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)組織學(xué)生開(kāi)展科學(xué)探究式學(xué)習(xí)，這樣才能通過(guò)這一過(guò)程，由學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，體會(huì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，真正促進(jìn)科學(xué)核心素養(yǎng)的全面提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]許永奎.農(nóng)村小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問(wèn)題及解決途徑[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2018，34（8）：51-53.

[2]谷海波.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題及對(duì)策思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，12（9）：195.