陳煜晴

【摘要】在科學(xué)探究的過程中教師要從學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，用問題驅(qū)動引發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究，以科學(xué)假設(shè)啟迪學(xué)生的科學(xué)探究，用事實(shí)依據(jù)深化學(xué)生的科學(xué)探究，以整體認(rèn)知完善學(xué)生的科學(xué)探究。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；科學(xué)探究；問題驅(qū)動

科學(xué)學(xué)科是一門以探究為主的學(xué)科，探究應(yīng)當(dāng)成為學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的主旋律。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，如何提升學(xué)生的探究效能，讓科學(xué)探究具有“探究味”？這是一個非常重要的問題，也是一個迫切需要解決的問題。如果學(xué)生的科學(xué)探究過程都沒有探究味兒，那這樣的科學(xué)探究只能流于形式，自然無法凸顯科學(xué)應(yīng)有的本質(zhì)。那么如何在科學(xué)探究的過程當(dāng)中具有探究味兒呢？筆者認(rèn)為，教師不僅要把握科學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，把握科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)，更要把握學(xué)生具體學(xué)情，從學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，將教學(xué)切入學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的“最近發(fā)展區(qū)”。如此，就能引發(fā)學(xué)生的探究性思維，助推學(xué)生的深度探究。

一、問題驅(qū)動，引發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究

問題在科學(xué)探究的過程當(dāng)中，具有幫助學(xué)生打開科學(xué)探究大門的作用。大量的教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生的科學(xué)探究活動總是圍繞著一個或多個與科學(xué)有關(guān)的問題展開。因此，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究時，教師可以“問題”作為驅(qū)動，讓問題成為學(xué)生科學(xué)探究的動力引擎。沒有問題的科學(xué)探究是盲目的，也是無序的、低效的?！皩W(xué)起于思，思源于疑”，問題是學(xué)生科學(xué)思考、探究的源頭活水。在設(shè)計問題的時候，要想讓問題引發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究意識，很重要的一點(diǎn)就在于問題要能夠打破學(xué)生的認(rèn)知平衡，要能夠激發(fā)學(xué)生在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)的積極思考?？茖W(xué)探究首先需要的就是探究動機(jī)，根據(jù)人的學(xué)習(xí)規(guī)律，當(dāng)認(rèn)知失衡的時候最容易產(chǎn)生探究動機(jī)，所以問題就要能夠讓學(xué)生的認(rèn)知失衡，也就是上面所說的打破學(xué)生的認(rèn)知平衡。而讓學(xué)生在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)積極思考，也就意味著學(xué)生在接收到教師所提出的問題之后，能夠激活自己已有的經(jīng)驗(yàn)與知識基礎(chǔ)來作出猜想。如果一個問題提出之后學(xué)生感覺非常茫然，沒有任何思考的方向，不能激活任何已有的知識，那這樣的問題就是沒有意義的。

以青島版小學(xué)科學(xué)三年級上冊“水面的秘密”教學(xué)為例，在教學(xué)中，教師首先帶領(lǐng)學(xué)生細(xì)致地觀看了水龍頭滴水的現(xiàn)象，深入地觀察了水噴在植物的葉子上形成水珠的現(xiàn)象，以及向玻璃杯中倒?jié)M水，讓學(xué)生觀察水面高出杯口的現(xiàn)象等。通過觀察這一系列現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生初步認(rèn)識到“水面存在的一種秘密”。在此基礎(chǔ)上，筆者向?qū)W生提出了一個問題：能否將硬幣、回形針放置在水面上？問題激發(fā)了學(xué)生在“做中學(xué)”的探究欲望，很多學(xué)生趕緊將硬幣、回形針投入水中，結(jié)果毫無疑問都沉入水底。據(jù)此，學(xué)生都認(rèn)為硬幣、回形針不能放置在水面。筆者對于學(xué)生的結(jié)論沒有進(jìn)行否定，而是向?qū)W生展示了一組視頻實(shí)驗(yàn)，在視頻中硬幣、回形針被成功放置在水面上。由此，學(xué)生展開深度反思：水面為什么能托起硬幣、回形針？做這樣的實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意什么？哪些因素影響著水面張力？有了這些反思性問題，學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)就有了一個支撐點(diǎn)，學(xué)生就能全身心地投入到科學(xué)探究之中。在這個過程中，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生撰寫研究心得，從而讓學(xué)生對水面張力的認(rèn)知走向深度、走向深刻。

反思性的問題能引發(fā)學(xué)生強(qiáng)大的探究動力。教師要善于搭建問題框架，善于對問題進(jìn)行加工，讓問題成為有邏輯、有層次、靈活的結(jié)構(gòu)體。通過問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考與探究。在上述教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己簡單化的操作方法導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，而視頻中的操作方法能促使實(shí)驗(yàn)成功時，自然會進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方法，引發(fā)深度的科學(xué)思考。

二、科學(xué)假設(shè)，啟迪學(xué)生的科學(xué)探究

美國著名教育家布魯納認(rèn)為：不經(jīng)過真正知識過程而單純地接受知識，不能成為生動的知識。在科學(xué)教學(xué)中教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生探究，更要鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生大膽假設(shè)。從某種意義上說，科學(xué)史上的一切重要發(fā)現(xiàn)，無一不是大膽假設(shè)的結(jié)果。當(dāng)然，假設(shè)不是胡亂地猜想、瞎猜，而是有根據(jù)地作出推斷，是一種對結(jié)果的預(yù)測。合理、科學(xué)的假設(shè)，能啟迪學(xué)生的科學(xué)思考、推動學(xué)生的科學(xué)探究。

比如教學(xué)“通電的線圈（二）”（青島版小學(xué)科學(xué)六年級下冊）這部分內(nèi)容，是在學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了線圈（詳見“通電的線圈（一）”）的基礎(chǔ)上展開教學(xué)的，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識到，通電的線圈能夠產(chǎn)生磁性。那么，問題就自然而然誕生了：磁力的大小能否改變？磁極能否改變？經(jīng)過學(xué)生“繞線圈”（“通電的線圈（一）”）的實(shí)踐活動，學(xué)生作出了這樣的假設(shè)：磁力的大小可能與線圈繞的匝數(shù)有關(guān)；磁力的大小可能與通電的大小有關(guān)；磁力的大小可能與鐵芯長短、粗細(xì)有關(guān)，磁極可能與電流的方向有關(guān)；磁極可能與線圈的繞向有關(guān)，等等。在科學(xué)、合理的假設(shè)基礎(chǔ)上，學(xué)生展開對比性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，即“通過控制假設(shè)的變量，觀察所控制的變量與現(xiàn)象之間的關(guān)系”。在這里，科學(xué)的假設(shè)能夠啟迪學(xué)生的科學(xué)探究，學(xué)生能一個個地控制變量，比如在驗(yàn)證“磁力的大小與通電的大小有關(guān)”的假設(shè)時，學(xué)生就讓線圈繞的匝數(shù)、鐵芯等相關(guān)量都相同，只改變電池的數(shù)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電池的節(jié)數(shù)越多，通電線圈所能吸起的回形針就越多。正是通過科學(xué)假設(shè)，學(xué)生積極主動地參與知識建構(gòu)，形成了科學(xué)的認(rèn)知，比如要增大線圈的磁性，學(xué)生會想到要增大電流量、增加線圈的匝數(shù)、讓鐵芯變得短一些、粗一些，等等。在科學(xué)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有的科學(xué)知識、生活經(jīng)驗(yàn)等，對探究的問題與結(jié)論之間的關(guān)系進(jìn)行合理的判斷，從而讓學(xué)生科學(xué)、合理的假設(shè)過程成為學(xué)生科學(xué)探究的重要經(jīng)歷。

在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)假設(shè)時，由于每一位學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)、知識等的差異，使得學(xué)生的假設(shè)也不盡相同。有些假設(shè)是科學(xué)的、合理的，有些假設(shè)可能只是學(xué)生科學(xué)認(rèn)識的迷思、相異構(gòu)想等。教師要尊重學(xué)生的假設(shè)、呵護(hù)學(xué)生的奇思妙想、鼓勵學(xué)生假設(shè)，充分運(yùn)用學(xué)生的假設(shè)。通過假設(shè)，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，從而讓學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)更具有探究性。

三、事實(shí)依據(jù)，深化學(xué)生的科學(xué)探究

科學(xué)的探究以科學(xué)的哲學(xué)觀、科學(xué)的方法論等作為基礎(chǔ)?！皩?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，小學(xué)科學(xué)探究同樣以事實(shí)作為依據(jù)，實(shí)事求是，從實(shí)際出發(fā)。在科學(xué)探究過程中，有時盡管學(xué)生的假設(shè)有一定的依據(jù)，也看似合情合理，但經(jīng)不住實(shí)踐的檢驗(yàn)，在事實(shí)面前不成立，這樣的假設(shè)應(yīng)被果斷地否定。

比如教學(xué)“擺的秘密”（青島版小學(xué)科學(xué)六年級下冊），學(xué)生根據(jù)生活化的經(jīng)驗(yàn)作出了不同的假設(shè)。如有學(xué)生認(rèn)為擺的快慢與擺的長短有關(guān)；有學(xué)生認(rèn)為擺的快慢與擺錘的質(zhì)量有關(guān)；還有學(xué)生認(rèn)為擺的快慢與擺的擺幅有關(guān)，等等。在學(xué)生經(jīng)驗(yàn)假設(shè)的基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生展開深度探究。學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，自主展開實(shí)驗(yàn)過程。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生彼此之間展開合作，對相關(guān)的操作性問題進(jìn)行了深入的交流。比如“如何使用秒表測量擺的快慢？”“怎樣才算擺了一次？”“需要控制哪些變量？哪些量不需要變化？”“怎樣保證不對擺施加外在的推力？”通過科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對自己的假設(shè)進(jìn)行研判，即“哪些假設(shè)是不成立的，哪些假設(shè)是成立的，為什么？”“擺的快慢與擺的長短之間到底有怎樣的規(guī)律？”在科學(xué)探究活動中，教師要引導(dǎo)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，而不能讓經(jīng)驗(yàn)常識誤導(dǎo)自己的判斷，如有學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)之初固執(zhí)地認(rèn)為，擺幅越小擺得越快，或者擺幅越大擺得越快，或者擺錘越重擺得越慢、擺錘越輕擺得越慢等。在科學(xué)探究中，教師要善于激發(fā)學(xué)生的“認(rèn)知沖突”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“自主建構(gòu)”，注重引導(dǎo)學(xué)生“自我調(diào)節(jié)”“自我監(jiān)控”，引導(dǎo)學(xué)生積極地遷移應(yīng)用。教師要致力于培育學(xué)生科學(xué)的探究方法，從而提升學(xué)生的科學(xué)探究力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

科學(xué)知識是復(fù)雜的，是由眾多的概念、理論、原理等組合而成。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要尊重事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生沖破表象的干擾，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷去粗取精、去偽存真、由表及里、由此及彼的深度探究，從而把握科學(xué)現(xiàn)象背后的本質(zhì)。

四、整體認(rèn)知，完善學(xué)生的科學(xué)探究

小學(xué)科學(xué)知識不是彼此獨(dú)立的，而是存在著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)。作為教師，在科學(xué)教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生形成知識結(jié)構(gòu)，從而完善學(xué)生的科學(xué)探究?？茖W(xué)知識結(jié)構(gòu)有時就是科學(xué)學(xué)科的骨架，在學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)揮著支撐作用。教師要有一種整體、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)的思想，對科學(xué)中的相關(guān)知識能統(tǒng)籌安排，引導(dǎo)學(xué)生整體駕馭。

比如教學(xué)“形狀和結(jié)構(gòu)”這一單元的知識，要將“抵抗彎曲”“形狀與抗彎曲能力”“拱形的力量”等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合，讓學(xué)生進(jìn)行整體性探究。其中，“抵抗彎曲”中的相關(guān)知識是基礎(chǔ)性知識，“形狀與抗彎曲能力”是關(guān)鍵性知識，“拱形的力量”是應(yīng)用性知識。在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)聯(lián)的科學(xué)知識結(jié)合起來進(jìn)行整體思考。以此助推學(xué)生科學(xué)地進(jìn)行深度探究。比如在學(xué)習(xí)“形狀與抗彎曲能力”這一部分內(nèi)容時，學(xué)生經(jīng)過探究認(rèn)識到“工字型”“L型”“W型”“口字型”等形狀的紙相較于“一字型”的紙，能增強(qiáng)抗彎曲能力，其中“W型”紙的抗彎曲能力最強(qiáng)。為此，教師引導(dǎo)學(xué)生深度思考：為什么改變了紙的形狀就能增強(qiáng)紙的抗彎曲能力？為什么“W型”紙的抗彎曲能力最強(qiáng)？從而引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到“改變了紙的形狀，其本質(zhì)就是減少了紙的寬度、增加了紙的厚度”。這樣，引導(dǎo)學(xué)生將這一部分內(nèi)容與“抵抗彎曲”的內(nèi)容結(jié)合起來，讓學(xué)生獲得了對科學(xué)知識的本質(zhì)性、深度性理解。再比如在學(xué)生學(xué)習(xí)“球形”“圓頂形”等相關(guān)知識時，同樣要引導(dǎo)學(xué)生將之和“拱形”等相關(guān)知識結(jié)合起來。從而讓學(xué)生認(rèn)識到“圓頂形可以看成是拱形的組合”“球形可以從各個方向看成拱形”等。

在指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的過程中，要用明確的問題引導(dǎo)探究的方向，并注意探究方法的多樣化。教師要交還學(xué)生充分的獨(dú)立探究空間，讓科學(xué)探究回歸科學(xué)的本體，在“繁華落盡見真淳”的簡約與務(wù)實(shí)中實(shí)現(xiàn)教育價值。

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