◆鄭善光
科學(xué)實驗探究活動要求教師必須為學(xué)生提供足夠的實驗器材,或者引導(dǎo)學(xué)生自己準(zhǔn)備一些實驗器材。沒有充足的實驗材料,即使學(xué)生們有了強烈的探究欲望,也難以實際展開和深入。與自然課的分組實驗或演示實驗不同,科學(xué)課的探究活動所需要的材料,更具生活性、主體性、選擇性;學(xué)生人人參與實驗的機會更多,需要學(xué)生“自帶”的實驗材料也更多。教師應(yīng)該精心設(shè)計實驗探究的各個環(huán)節(jié),盡力為學(xué)生提供充足、典型、完整的實驗器材,為學(xué)生積極參與觀察、實驗、操作,提供物質(zhì)支撐。
材料準(zhǔn)備要恰當(dāng),筆者在教學(xué)“聲音的產(chǎn)生”一課時給學(xué)生準(zhǔn)備了如下材料:橡膠塞、塑料罐、鐵罐、紙罐、象棋子、一缸水、一塊海綿等。學(xué)生自己準(zhǔn)備的材料有:小石頭、鋁硬幣、小塑料蓋子、鐵釘、抹布、紙等,每小組各一份。這些材料在實驗時都能用上,可是實驗時很多小組一會兒用這個材料,一會兒用那個材料,課堂教學(xué)很雜亂。實踐表明,在實驗器材準(zhǔn)備上筆者雖然動了腦筋,花了精力,但效果并不理想。筆者經(jīng)過認真反思,對實驗材料做了精心的篩選,刪去了紙罐、小石頭、塑料小蓋子、象棋子、一缸水、一塊海綿等可有可無的一些實驗器材,將剩下的材料都直接指向了整個實驗探究活動。這組材料雖然簡單,但能夠無形中控制一些教學(xué)中不必要的變量,經(jīng)過篩選的實驗材料能夠自主地“引領(lǐng)”學(xué)生進行探究,避免了實驗探究目標(biāo)的偏離。
科學(xué)實驗探究需要一個科學(xué)嚴密、安全可行的實驗方案。制定方案時,可將學(xué)生分成不同的小組,通過小組討論來確定進行哪些活動,活動需要采取哪些方式和步驟,小組內(nèi)如何進行分工等。教師要引導(dǎo)學(xué)生積極思考,靈活運用已有的知識與技能,從不同的方面,采用不同的方法對同一問題進行思考,提出自己的設(shè)計方案,方案再經(jīng)過小組內(nèi)交流后,展開全班討論,探索更為合理的方法,設(shè)計出更為可行的實驗方案。
例如,筆者在執(zhí)教“杯子變熱了”一課時,需安排熱在固體中的傳遞實驗。實驗前先讓學(xué)生進行發(fā)散思維:熱是怎樣在固體中傳遞的?你們小組準(zhǔn)備研究什么?怎樣研究?經(jīng)過小組討論,有的小組想研究熱是怎樣在鐵片中傳遞的,想用酒精燈給鐵片的中間加熱;有的小組想研究熱是怎樣在鋁片中傳遞的,想用酒精燈給鋁片的一角加熱;有的小組想研究熱是怎樣在銅絲中傳遞的,打算把銅絲固定在支架上,用凡士林粘上火柴棒,然后用酒精燈加熱銅絲的一端等。然后,讓全班學(xué)生對這些實驗方案展開討論、交流,探索并制定出幾種可行的實驗方案。在整個探究過程,學(xué)生通過合作與交流,體驗到合作的愉快,激發(fā)了實驗探究興趣。
當(dāng)前科學(xué)課實驗活動能使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中去體驗、感悟。通過動眼、動手、動口、動腦等活動發(fā)現(xiàn)、解決科學(xué)問題。
小組合作,引導(dǎo)學(xué)生主動探究 科學(xué)課堂上要面向全體學(xué)生,為每個學(xué)生提供充分的研究時間。在小組中,讓人人都承擔(dān)一定的任務(wù),人人都參與討論和匯報,這樣全體學(xué)生的求知欲都能得到滿足,探究的主動性和積極性也能充分調(diào)動起來。在教學(xué)“蠟燭的變化”時,課前布置學(xué)生回家“玩”蠟燭:一用小刀削成片;二用火燒后趁熱捏成餅;三雕刻成玩具等。課上提問,你們所采取各種不同的方法使蠟燭的什么發(fā)生了變化?學(xué)生紛紛回答:“形狀發(fā)生了變化?!苯又處熡纸o學(xué)生準(zhǔn)備了六項實驗:一向石灰水里吹氣;二往堿中倒蠟;三捏橡皮泥;四把食鹽放在水中;五折疊紙玩具;六把雞蛋放在蠟中。各小組分頭進行實驗,交流實驗結(jié)果,并引導(dǎo)分析剛才的實驗?zāi)男┦窃谛螤钌习l(fā)生了變化,哪些產(chǎn)生了新的物質(zhì),從而使學(xué)生理解了物理變化和化學(xué)變化。實驗活動中,學(xué)生分工合作,主動引導(dǎo)學(xué)生探究,培養(yǎng)了學(xué)生的動手、觀察、表達能力。
大膽嘗試,引導(dǎo)學(xué)生積極探究 教學(xué)中,盡力使每個學(xué)生都樹立起創(chuàng)造的信心和勇氣,鼓勵他們多觀察、多動腦、多動手。對于學(xué)生生活、學(xué)習(xí)中遇到的自然現(xiàn)象,要放手讓學(xué)生自己去找答案,自己去研究。例如,在教學(xué)“土壤的種類”一課時,課前讓學(xué)生到不同的地方采集不同的樣品,給他們編上號,觀察比較。然后把這些土壤帶到課堂上分組比較,討論不同的土壤在顏色、顆粒大小、氣味等方面的不同之處。讓學(xué)生在歸納中得出:人們按照土壤中含沙量的多少,把土壤分為砂質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土三類。接著引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)三種土壤的含沙量多少,來探究三種土壤的保水性和透氣性。先讓學(xué)生猜想:哪種土壤的生長性最好,哪種生長性最差,哪種居中??偨Y(jié)猜測后,引導(dǎo)學(xué)生在課后以“土壤不同,植物的生長情況也會不相同”為題進行實驗研究。取三種不同的土壤,分別裝在三個花盆里,里面種上同一種植物,被放在塑料大棚里,經(jīng)過一段時間的觀察發(fā)現(xiàn),確實壤土的生長性最好,砂質(zhì)土生長最差,黏質(zhì)土生長居中。以上通過“大膽猜想——設(shè)計實驗驗證——得出結(jié)論”的探究過程,培養(yǎng)了學(xué)生敢想、敢闖、大膽嘗試的精神。
啟迪思維,引導(dǎo)學(xué)生深入探究 科學(xué)離不開實驗,實驗離不開觀察。教學(xué)中探究活動以實驗入手,引導(dǎo)學(xué)生歸納推理,然后再有目的地讓學(xué)生將學(xué)到的知識運用于實踐,就會更好地達到擴展學(xué)生所學(xué)知識,發(fā)展其創(chuàng)造能力的目的。在教學(xué)“溫度計的秘密”一課時,課始,做了一個演示實驗:在燒瓶內(nèi)裝滿水,用中間插有玻璃管的膠塞塞緊瓶口,加熱后水會升到細玻璃管中,像噴泉一樣從玻璃管中噴出,而馬上停止加熱,噴泉也停止了,這是怎么回事呢?學(xué)生個個睜大了眼睛,一下子被吸引住了,他們的思維從潛伏狀態(tài)被迅速激活為興奮狀態(tài),展開討論,很快根據(jù)剛才的實驗討論出水在受熱時,體積膨脹,受冷后體積縮小,因而在得出水有熱脹冷縮的性質(zhì)后,讓學(xué)生自己設(shè)計實驗驗證:酒精、醬油、橘子汁等物體是否也有熱脹冷縮的性質(zhì)。通過實驗學(xué)生總結(jié)出:液體在一般情況下具有熱脹冷縮的性質(zhì);緊接著讓學(xué)生繼續(xù)加熱燒杯的水,待水熱后,立即將溫度計插入熱水中,觀察水銀柱的變化,再將溫度計插入涼水中觀察溫度中水銀柱的變化并探究原因。同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識,探究出:溫度計是根據(jù)液體的熱脹冷縮的性質(zhì)制成的。之后讓學(xué)生思固體、氣體是否也有此性質(zhì),培養(yǎng)了學(xué)生的歸納推理能力。
科學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科,只要教師能恰當(dāng)?shù)靥峁嶒炂鞑?,精心設(shè)計實驗方案,激起學(xué)生的探究欲望,就能調(diào)動起學(xué)生探究科學(xué)的積極性和主動性,讓每一個學(xué)生都能成為課堂的主人,實現(xiàn)自身科學(xué)素養(yǎng)的良好發(fā)展。