王海勇

摘 要：在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，開展探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)是十分重要的。通過探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化。教師是學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)者，教學(xué)中，要引導(dǎo)制定“探究計(jì)劃”，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；引導(dǎo)探尋“探究證據(jù)”，提升實(shí)驗(yàn)探究能力；引導(dǎo)開展“探究交流”，提升分析推理能力，以此促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；探究實(shí)驗(yàn)；核心素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1008-1216（2017）05B-0076-02

所謂科學(xué)探究活動(dòng)，指的是以科學(xué)學(xué)習(xí)作為核心進(jìn)行的探究活動(dòng)。進(jìn)行科學(xué)探究，對(duì)小學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性效果非常明顯，一方面，能使小學(xué)生體驗(yàn)到進(jìn)行探究所帶來的樂趣；另一方面，有助于提升小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在小學(xué)科學(xué)教材中，安排了非常多的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，而在這些活動(dòng)中，科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)就是其主要形式。不過，在課堂教學(xué)實(shí)際中，經(jīng)?？梢钥吹竭@樣的現(xiàn)象，即學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情很高，但是在與學(xué)生的交流中得知，其實(shí)驗(yàn)?zāi)芙鉀Q什么樣的問題并不清楚，還停留在“為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)”的層面上。顯然，這與科學(xué)探究的本質(zhì)要求嚴(yán)重不符，也就無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究的價(jià)值。教師是學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)者，從教師的層面上來說，其重要職責(zé)可以用三個(gè)關(guān)鍵詞即“培養(yǎng)”“引領(lǐng)”“幫助”進(jìn)行概括，教師對(duì)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效引領(lǐng)才能促使學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

一、引導(dǎo)制定“探究計(jì)劃”，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

探究實(shí)驗(yàn)作為一種實(shí)踐研究活動(dòng)，具有自身的特點(diǎn)，體現(xiàn)為有目的性、有計(jì)劃性及有步驟性。在教學(xué)實(shí)踐中，當(dāng)學(xué)生開展探究實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)幫助其對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行明確了解，只有明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，付之行?dòng)才有意義。具體來說，也就是要明確這些問題，即：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)主要解決哪些方面的問題？需要準(zhǔn)備好哪些實(shí)驗(yàn)材料？采取的實(shí)驗(yàn)方法及步驟是什么？在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意哪些方面？可能會(huì)得出哪些實(shí)驗(yàn)結(jié)果？引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些問題進(jìn)行梳理及明確之后，再安排其制定探究實(shí)驗(yàn)方案。

在小學(xué)科學(xué)所采取的實(shí)驗(yàn)方法中，主要有兩種典型方法，一種是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，另一種則是模擬實(shí)驗(yàn)，采取的實(shí)驗(yàn)方法不同，所制定的探究實(shí)驗(yàn)方案必然也不同。

（一）引導(dǎo)制定“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”方案

選擇對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，實(shí)際上就是運(yùn)用比較方法，來對(duì)事物性質(zhì)及變化規(guī)律進(jìn)行揭示。在該類實(shí)驗(yàn)方法中，需要對(duì)變量進(jìn)行控制，可以說這是此種實(shí)驗(yàn)方法的基本要求。在開展對(duì)比實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師不要急于安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)問題進(jìn)行分析，并提出解決問題的諸多假設(shè)，之后再進(jìn)行提問，即：“該問題究竟與哪個(gè)方面的因素有關(guān)？如何對(duì)該假設(shè)是否正確進(jìn)行驗(yàn)證？”還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些問題進(jìn)行思考，思考非常關(guān)鍵，思考的問題為：“主要是誰(shuí)和誰(shuí)所進(jìn)行的對(duì)比？是否已經(jīng)分清對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組？如何才能突出對(duì)比這個(gè)因素？可能會(huì)出現(xiàn)哪些實(shí)驗(yàn)結(jié)果？能推斷的對(duì)應(yīng)結(jié)論是什么？”通過這樣的方式，幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng)進(jìn)行掌握，確保實(shí)驗(yàn)在具有可操作性的同時(shí)，還要確保其在結(jié)果方面的正確性。

例如，《抵抗彎曲》這一實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)橫梁的抗彎曲能力，以及與寬度之間的關(guān)系進(jìn)行研究。當(dāng)學(xué)生認(rèn)為橫梁的抗彎曲能力與橫梁的寬度存在相關(guān)關(guān)系時(shí)，教師則可以適時(shí)地提出問題，即如何通過實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)該假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證？而在獲得設(shè)計(jì)“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”這個(gè)回答之后，則要求學(xué)生對(duì)該設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)進(jìn)行說明。之后，再把實(shí)驗(yàn)研究方案展示出來，通過交流的方式對(duì)該方案進(jìn)行修正及完善。借助這樣的引導(dǎo)方式，來確保對(duì)比實(shí)驗(yàn)所具有的可操作性，使得數(shù)據(jù)具有嚴(yán)謹(jǐn)性及精確性，并在此基礎(chǔ)上形成最終的實(shí)驗(yàn)研究方案。

（二）引導(dǎo)制定“模擬實(shí)驗(yàn)”方案

模擬實(shí)驗(yàn)作為一種實(shí)驗(yàn)方法，指的是結(jié)合模擬對(duì)象所具有的本質(zhì)特性，在這基礎(chǔ)上構(gòu)建模型，在模型上解釋對(duì)象及認(rèn)識(shí)對(duì)象。在開展模擬實(shí)驗(yàn)之前，也需要進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)，而在引導(dǎo)的關(guān)鍵因素上，則是實(shí)驗(yàn)材料的選擇，且在材料的選擇上，要盡量與原事物接近，這是確保模擬實(shí)驗(yàn)效果的重要環(huán)節(jié)。基于此，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)模擬的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行選擇，使得實(shí)驗(yàn)材料和模擬自然事物之間，實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)，最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行確定，以便確保模擬實(shí)驗(yàn)具有科學(xué)性。

例如，“日食形成”這一模擬實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是讓學(xué)生對(duì)產(chǎn)生日食現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，并結(jié)合分析結(jié)果進(jìn)行猜測(cè)，同時(shí)，還能借助模擬日食時(shí)的天體構(gòu)成，以及模擬的運(yùn)動(dòng)方式，以此來對(duì)之前的猜測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證。教學(xué)中，我安排學(xué)生先對(duì)日食的現(xiàn)象特征進(jìn)行描述，學(xué)生主要進(jìn)行了這些描述，即“太陽(yáng)好像隱藏在一個(gè)物體之下”“擋光的物體呈球形形狀且并不透明”等等。在完成這個(gè)環(huán)節(jié)之后，則引導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩個(gè)問題進(jìn)行假設(shè)：“是不是有什么天體把太陽(yáng)的光輝擋住了？”“應(yīng)設(shè)計(jì)什么樣的模擬實(shí)驗(yàn)來對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證？”之后則引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：“需要準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料是什么？分別對(duì)什么進(jìn)行模擬？”學(xué)生根據(jù)發(fā)生日食所體現(xiàn)出來的特點(diǎn)，選擇用手電筒來表示太陽(yáng)，地球的代表物則是地球儀，月球的代表物是乒乓球。再次引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：“如何用這三個(gè)物體，來對(duì)天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬？”“在實(shí)驗(yàn)中，可能會(huì)出現(xiàn)哪些方面的現(xiàn)象？”

這樣，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行討論，通過實(shí)驗(yàn)的方式把結(jié)論展示出來。借助模擬操作方式，讓學(xué)生對(duì)事物的本質(zhì)進(jìn)行探究，并在此過程中提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

二、引導(dǎo)探尋“探究證據(jù)”，提升實(shí)驗(yàn)探究能力

在進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，要“注重事實(shí)，盡量通過借助設(shè)計(jì)活動(dòng)的方式，引導(dǎo)學(xué)生得出相應(yīng)的結(jié)論”?；诖?，教師需要著重在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行引導(dǎo)，在這個(gè)過程中提升學(xué)生的實(shí)證意識(shí)與能力，促使學(xué)生在這個(gè)過程中逐漸建構(gòu)科學(xué)概念。

例如，在《抵抗彎曲》這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，出于“尊重?cái)?shù)據(jù)，并注重以數(shù)據(jù)實(shí)證建構(gòu)概念”的需要，對(duì)學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)的引導(dǎo)。其中在第一步，安排學(xué)生先進(jìn)行預(yù)測(cè)，也就是根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)3cm、6cm以及12cm不同寬度的紙橫梁，所“能承受墊圈的個(gè)數(shù)”進(jìn)行預(yù)測(cè)，且對(duì)之所以進(jìn)行該預(yù)測(cè)進(jìn)行說明；第二步，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是按照實(shí)驗(yàn)方案在對(duì)變量進(jìn)行控制的條件下，通過改變自變量的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)“紙橫梁能承受墊圈的個(gè)數(shù)”進(jìn)行記錄實(shí)測(cè)；第三步，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；最后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過這樣的方式，讓學(xué)生明確在實(shí)證研究上，要通過實(shí)驗(yàn)的方式獲得真實(shí)數(shù)據(jù)，通過該方式獲得的數(shù)據(jù)才具有實(shí)證意義，在依據(jù)效力上才更強(qiáng)。

由學(xué)生負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在完成方案設(shè)計(jì)之后，教師需要給予相應(yīng)的引導(dǎo)，也就是引導(dǎo)學(xué)生著重對(duì)這些方面的問題進(jìn)行重點(diǎn)研究，具體為：“對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、結(jié)果以及數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)”“并注重進(jìn)行思考，哪些證據(jù)可以用來解決當(dāng)前的研究問題”等。之后，則讓學(xué)生反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)的概念意識(shí)，做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄工作，而在具體記錄方式的選擇上，則可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)的具體情況進(jìn)行選擇，通過文字記錄的方式，也可以采取圖片記錄的方式等。

三、引導(dǎo)開展“探究交流”，提升分析推理能力

進(jìn)行科學(xué)教學(xué)，對(duì)科學(xué)概念，以及科學(xué)探究的雙螺旋結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展非常關(guān)鍵。為此，在形成概念的過程中，除了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用證據(jù)來進(jìn)行驗(yàn)證之外，還要學(xué)會(huì)從邏輯這個(gè)層面上進(jìn)行推理。對(duì)此，教師要發(fā)揮重要作用，通過有效的引導(dǎo)方式，幫助學(xué)生建立邏輯關(guān)系，也就是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)證據(jù)，以及與科學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系，并立足于事實(shí)，在此基礎(chǔ)上形成科學(xué)概念?；诖?，在結(jié)束實(shí)驗(yàn)之后，教師則要安排學(xué)生進(jìn)行邏輯推理，逐漸培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的推理能力。

例如，《我們身邊的物質(zhì)》這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)為對(duì)物質(zhì)的變化過程進(jìn)行認(rèn)識(shí)時(shí)，是否能觀察到生成“新物質(zhì)”。為此，安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是“折斷粉筆”實(shí)驗(yàn)及“燃燒火柴”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，在觀點(diǎn)上并沒有形成統(tǒng)一，而是具有三種觀點(diǎn)：“折斷粉筆之后，并沒生成新的物質(zhì)，燃燒后的火柴，能生成新的物質(zhì)，即灰燼”“折斷粉筆之后，能產(chǎn)生新的物質(zhì)，即粉筆灰；而燃燒火柴之后，能生成新的物質(zhì)，即灰燼”“折斷粉筆之后，能產(chǎn)生新的物質(zhì)，即粉筆灰；燃燒火柴之后，共生成兩種新物質(zhì)，具體包括黑色物質(zhì)及灰燼”。

學(xué)生對(duì)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，之所以產(chǎn)生不同的結(jié)論觀點(diǎn)，主要與其對(duì)“新物質(zhì)”的理解不同有關(guān)，有的學(xué)生認(rèn)為“有東西產(chǎn)生”就等于產(chǎn)生“新物質(zhì)”，顯然，前面的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的，對(duì)此筆者進(jìn)行了糾正。在具體糾正上，采用交流質(zhì)疑的方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“粉筆灰、黑色物質(zhì)以及灰燼是否是新物質(zhì)”進(jìn)行分析，之后再通過引導(dǎo)及驗(yàn)證的方式，讓學(xué)生意識(shí)到，當(dāng)把粉筆灰收集起來之后，還可以寫字，其在本質(zhì)上并沒有發(fā)生變化，自然也就不是新物質(zhì)。而火柴燃燒后的灰燼則不同，其一定是新物質(zhì)。最后得出這樣的結(jié)論，即如果“火柴在燃燒過程中，能完全燃燒，則會(huì)產(chǎn)生新物質(zhì)，即灰燼，但是如果沒有完全燃燒，則變?yōu)樘?，炭和灰燼在性質(zhì)上并不同，是不同的物質(zhì)”。

以上教學(xué)中，一方面，教師安排學(xué)生針對(duì)結(jié)論進(jìn)行討論；另一方面，則引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)反思，也就是對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的過程進(jìn)行思考，并逐漸在這個(gè)過程中提升其科學(xué)素養(yǎng)方面的能力。

總之，在科學(xué)學(xué)習(xí)中其核心是科學(xué)探究活動(dòng)，而科學(xué)探究活動(dòng)在形式上較多，其中科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)則是其主要形式。在小學(xué)階段，由于小學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知能力還需要提升，為此，需要教師在這個(gè)過程中注重進(jìn)行引導(dǎo)，并在進(jìn)行引導(dǎo)的過程中注重結(jié)合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生通過親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方式，采用計(jì)劃策略、數(shù)據(jù)策略及交流策略等方式，促使小學(xué)生在科學(xué)探究能力及素養(yǎng)方面不斷實(shí)現(xiàn)提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳康勤.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的實(shí)踐探究[J].西部素質(zhì)教育，2016，（24）.

[2]張運(yùn)法.小學(xué)科學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探討[J].才智，2016，（3）.