提高科学探究有效性的几点认识

1、起点基点生长点提高科学探究有效性的几点认识萧山区党湾镇二小王建国陈婷【摘要】什么是“科学探究的有效性”?它是指通过探究活动让学生获得具体的进步与发展,指的是知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三者的协调发展。反思当前的科学教学,由于对科学探究的本质把握得不够深刻,以致或多或少造成了科学探究的低效。基于以上认识,笔者认为,“教无定法,贵在得法”,要想提高科学探究的有效性,教师就必须在教学设计与指导上狠下功夫:精心设计,让问题成为有效探究的起点;合理安排,让结构性材料成为有效探究的基点;亲历实践,让体验成为有效探究的生长点。【关键词】有效探究起点基点生长点科学课上,我们经常可看到学生亲自动手操作

2、和实验,亲身经历了一个又一个的探究活动,场景如火如荼,气氛热闹非凡。可是,细细考虑,这是真实、有效的科学探究吗?什么是“科学探究的有效性”?它是指通过探究活动让学生获得具体的进步与发展,指的是知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三者的协调发展。反观这样的要求,不难发现,目前,在科学探究活动中的确存在着不少问题或者误区。首先从探究过程上看,“赶场式”探究有过程无结果,探究效果得不到应有的控掘。其次,从探究组织上看,“热闹式”探究有温度无深度,学生的思维得不到应有的发展。再次,从探究形式上看,“花俏式”探究有形式无内容,学生的探究时间得不到有效利用。另外,探究内容有些远离学生生活,学生无法投入足

3、够的探究热情;教师的探究指导有的也不够到位,使学生探究得不到有效的帮助这些都或多或少造成了科学探究的低效。基于以上认识,笔者认为,“教无定法,贵在得法”。要想提高科学探究的有效性,教师就必须在教学设计与指导上狠下功夫:精心设计,让问题成为有效探究的起点;合理安排,让结构性材料成为有效探究的基点;亲历实践,让体验成为有效探究的生长点。一、让问题成为有效探究的起点“学起于思,思源于疑”。探究源于问题,有问题才会引发探究活动。激发学生的探究欲,引导学生提出有价值的科学问题,是有效探究的前奏。因此,在设计探究活动时,必须精心设计,让问题成为有效探究的起点。1.问题设计要紧扣预定目标探究问题的预设要以教

4、师期望学生达成的目标为基础,这样的探究才会更有效。预设问题时,首先要有明确的目标。一节课的目标,是单元目标的分解,因此要充分考虑到本单元要求学生达到的目标,甚至考虑到整个小学阶段乃至更高层次的要求,而不是拿问题作摆设,它应该是仔细定位、精心设计的产物。如我们周围的空气有一位老师在上我们周围的空气一课时是这样开始的:“你知道人身上的五官是哪五官吗?”学生回答:“眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴、手”于是老师让学生上来摸老师带来的“礼物”(一袋空气,接着问:“生活中哪些地方存在着空气呢?”由于对本节课的目标把握的不够明确,这位教师设计的两个问题显然层次欠低,没有多大价值。如果第一个问题仅是让学生回忆自己的感

5、官,那是大可不必,因为学生在后面的观察实验中能自然地运用起来。至于第二个问题,连幼儿园小朋友都知道的问题,没有问的必要。我们周围的空气的目标可以定为:能自己收集一袋空气,并能对这袋空气用一定的方法进行感知;能尝试与水相比发现相同和不同教师从教学的一开始就应围绕教学目标预设问题。如:我们的周围存在着很多空气,但平时很少对它进行研究,你有什么办法来“抓”一些供我们研究呢?这个问题的目的在于讨论“抓”空气的办法,继而让学生“抓”一袋空气,然后来仔细观察。可见,只有在清晰的目标指引下,学生的探究活动才不会迷失方向,探究才会有效进行。2.问题设计要把握前概念水平前概念是指学生通过日常生活的各种渠道以及自

6、身实践,将周围自然界的物体和事件联系起来,形成的对自然现象的理解与想法。通俗的说是指学生脑子中对事物或现象的已有理解。学习不是简单的将新信息装入一个空的容器,而是学生已有理解基础上建立新的理解,建构新的知识。因而,只有学生的前概念参与的学习才会更有效。教师在每一节备课中,会有一个或几个核心的探究问题,这些问题的预设,必须从学生的前概念水平、学生的知识原点开始,否则再明确的目标也将无法实施。如:100毫升水能溶解多少克食盐?在100毫升水里能溶解多少克食盐一课的教学中,施教老师一开始拿出一只盛有水的烧杯,然后向里面加盐。“同学们,我把一勺盐放进水里,一会儿食盐溶解,再放一勺又溶解了,继续放,食盐

7、能这样无限溶解吗?”学生异口同声,很自信地回答“能”。这个回答与老师预设的刚好相反,于是教师又重新问:“不停地加食盐能不停地溶解吗?”学生的回答依旧与前一次一样,教师没办法了,只好自己说:“这样不停地加,食盐是不能无限溶解的。”然后展开了“50毫升水里能溶解多少食盐”的研究出现这样的问题,恰恰说明教师对学生的知识原点没有深入了解。四年级学生刚学习了一些物质溶解在水里的内容,脑子里知道的是食盐在水中能溶解的概念,而对溶解在一定条件下要达到饱和的概念缺乏认识。因此,“食盐在水中能无限溶解”就成了当时学生的前概念。那么,教师要做的就应该设计问题去引导学生建立溶解“饱和”的概念。就拿上述案例来说,当教

8、师意识到这是学生处于前概念水平时,教师可以这样追问:加一袋盐呢,加一车呢,把地球上所有的盐都加进去呢,这样来促使学生反思。另外,课堂上出现了这样的“生成点”,教师应该怎么办?教师要从学生的回答中敏感地解读出学生此时的前概念,然后灵活调整自己的教学设计。在上面案例中,教师干脆组织学生当场实验:一次加入20勺盐,看能不能溶解完。当学生发现食盐不能在水中无限溶解这个事实时,与其的前概念发生了矛盾后,就会思考:一杯水里到底能溶解多少食盐?可见,了解学生的前概念,是进行有效探究的前提与保障。3.质疑能力要在情境中培养教学的艺术,在于教师对学生的激励与唤醒。活动设计时,要十分重视问题情境的创设,以引起学生

9、的好奇心和探究欲,使学生发现并提出问题来。由于学生不太可能像科学家那样在复杂的自然现象面前,凭着自己的经验与感觉,能敏锐地发现问题。因此,作为教师要“扶”一下,能积极地为学生创设符合客观事实的问题情境,使创设的情境对学生的思维具有一定的启发性和暗示性,这样学生的思维就会有一个明确的方向。如蜡烛能燃烧多久师:(点燃蜡烛老师用一个杯子盖住这蜡烛,会出现什么现象?生:当然会灭掉师:谁来说说燃烧的蜡烛被杯子盖住后,为什么会灭掉?生:因为燃烧的蜡烛被杯子盖住后,氧气进不去,里面的氧气烧完后,蜡烛就灭了。师:就是说杯子里的氧气烧没了,同学们有没有意见?师:(出示两支长短不同的蜡烛,放在桌上点燃那么,一个杯

10、子同时盖住两支蜡烛,结果又会怎样?以小组为单位,先猜测,后验证你们的猜测。生:(分组实验师:哪个组来汇报一下实验现象?生:我们猜测高的蜡烛先灭,实验结果猜想是对的。生:我们组也一样师:实验结果都是一样的,没问题了?生:蜡烛灭了,并不是杯子里氧气没了。师:是吗?那为什么呢?生:假如氧气没有的话,两支蜡烛应该是同时灭,而实验结果是一支高的蜡烛先灭,矮的蜡烛后灭,说明高的蜡烛灭的时候还有氧气,不然矮的蜡烛不会烧一会儿再灭掉。师:如果杯子里放高、中、矮三支蜡烛,可能会有什么现象呢?生:可能高的先灭,然后依次是中的、矮的。师:这就是说,刚才我们说的结论:蜡烛灭了,杯子里的氧气烧没了,这个结论是错的,应该

11、是杯子里还有氧气。那为什么会产生上面这些现象呢?你会提出什么问题呢?生:为什么还有氧气,而蜡烛却灭了?生:为什么高的先灭,矮的蜡烛后灭?总之,要使学生的科学探究真实有效,教师就要精心设计好问题,并能创设情境帮助学生发现问题,提出问题,使问题成为有效探究的起点,从而更好的引领着整个探究活动的深入展开。二、让结构性材料成为有效探究的基点学习科学,就是带领学生去经历一个个观察、研究认识周围事物和环境的探究活动,而材料无疑是学生动手、操作的凭借和探究推理的“桥梁”,“没有材料就没有经历”。因此,材料的恰当选择,往往关系到探究活动的有效展开,甚至关系到一节课教学的成败。恰到的材料,是成功的一半。1.精心

12、准备科学究竟是什么指出:“有结构的学具是能够吸引和适应特定年龄和能力的孩子们,让孩子们通过适当努力,能够最终获得发展,而不是被迷惑和打击。”所谓有结构的材料是指经过精心设计,有着丰富内在联系的材料,是蕴含着某些关系和规律的典型教学材料的组合。它一般具有这样的特征:一是贴近学生的生活,让学生感觉更直观、亲切。二是所选材料要为探究的问题服务,并有助于深入的探究。三是材料要有变化,以保证探究的严密性、正确性。如拱形的力量一位老师在上拱形的力量一课时,一开始就是这样导入:师:在每个小组的桌面上有两上垫板,我们把它看作一条河的两岸,用这张白纸在这里造一座平桥,拿这些螺帽、铁垫圈来测试这座平桥的承受力,发

13、现它能承受的压力很小。那么,你们知道有哪些办法可以增加桥面的承受力?生:可以增加桥面的厚度。师:好,不过增加厚度要增加材料了,不增加材料又有什么方法呢?生:可以改变形状,比如做成折纸型。生:可以改变材质。生:可以增加桥墩。师:加桥墩也要增加材料呀,如果把这座桥变成这种形状,这是什么形状?生:拱形师:把桥面做成拱形,它的承受力会加大吗?于是让学生做平桥与拱桥的对比实验从上可以看出,教师事前就为学生提供了有结构的材料。垫板、拱条、铁垫圈、螺帽等材料,每份材料都为概念的呈现与建构发挥着作用:垫板控制了变量跨度;拱条大小、厚薄及铁垫圈的轻重保证了拱形随着压力的增大,形状会呈现出两边的拱脚慢慢散开的现象

14、;螺帽与铁垫圈的提供个数又含着极限与技术的内涵。试想,学生在这些有结构材料的帮助下,就能牢固建构起“抵住拱形的外推力,拱形就能承受更大压力”的科学概念来。2.有序呈现一组有结构的材料,还是课堂中的“纪律员”,它像一只无形的大手,牵引着学生走上认知、探究、发展之路。在教学中经常会遇到:当确定某一探究问题后,教师就将所有材料一古脑儿的呈现在学生面前,结果学生的注意力往往集中在新鲜的感兴趣的材料上。随着时间的流逝,活动的质量却没成正比。如果适时地、分批地提供探究活动所需的材料与器材,学生的探究就会随着材料的不断提供而向前推进。如:在教简单电路一课时,在学生组成了一个简单电路的基础上,教师再发给学生一

15、个电珠和一段导线，问：你能在这个电路的基础上再点亮一盏小灯泡吗？学生依 照教师提示及材料显示的信息，动手组成一个串联电路。接着再提供一段导线，问：还 能在原有的电路基础上再用上一根导线，改装出一个新的电路来？学生思考、动手，最 终组装出一个并联电路。 利用有结构的材料，在原有电路的基础上进行改装，避究盲目的把已经装好的电路 拆下重装，把有限时间放在最重要的探究活动上，从而获得更多有价值的成果。而且， 学生的注意力都被新的研究材料及探究活动所深深吸引，无暇顾及其它的事，避免了课 堂上“乱“而”无序“的现象出现，这样，教师既有效调控了探究活动，又很好把握了 课堂秩序。 总之，有结构的材料为学生的科

16、学探究奠定了扎实的物质基础，从而确保探究活动 的有效而深入的开展，可谓事半而功倍啊。而这一份成功的获得，更有赖于我们科学老 师的一份精心，一份细心。 三、让体验成为有效探究的生长点 小学科学是一门培养学生科学素养的启蒙课程，而科学素养是知识、技能、态度情 感价值观的综合体，它无法像知识那样直接“教“给学生，而是个体与社会文化融合， 再创造的结果，是个体在社会化的过程中对科学活动、生活的感受，体验并内化的复杂 产物。因而，让学生亲历积极、能动的探究活动，体验科学学习的乐趣，增长科学探究 能力，理解和形成科学概念，树立尊重事实，善于质疑的科学态度，才能培养学生的科 学素养。 小学生的身心发展特点，

17、决定了他们学习方式是通过“直观”而非“原理”来学习 的，有别于成人。因此，亲身体验应该成为小学科学学习、探究以至于培养科学素养的 主要途径。且不能把体验仅当作是标鉴，为“体验”而体验，而应努力放大其功能，让 它成为学生的生命感受，成为催生科学素养的生长点。 1重视学生亲身体验 重视学生亲身体验 体验，是指学习者通过实践来认识事物，在亲身经历的学习与探究活动中获得亲身 感受，融入自身经验之中，并对原有经验发生影响，是影响学习者情感、态度和价值观 的重要活动。 “告诉我的，我会忘记，分析给我听的，我可能记住，如果让我参与，我会真正理 解” 。这是学生的真心表白。 科学课程标准指出， “小学阶段，儿

18、童对周围世界存有 着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体，这一时期正是培养科 学兴趣、体验科学过程发展精神的重要时期” 。 6 科学课的魅力在于能做实验，能在玩中学，而只有学生自己做的科学，才是真正学 到的科学。事实上，科学教材中，安排了大量的观察、考察、种植、饲养等内容，我们 完全可以带领学生走出教室，引导他们对大自然的事物进行考察、体验。如油菜花开 了一课，我把学生带到校园周边的田野里，置身在花香与泥土的芬芳里让学生观察一 株油菜、一朵油菜花、一株油菜上的花，那份独特感受，又岂能在课堂上能体会到？如 种子的萌发一课，在上课前一周里，我就布置学生回家浸泡黄豆、蚕豆、油菜的种

19、 子，让学生每天给予它们特别的“关爱” ，并仔细记录种子的变化过程。课堂上，学生 带着自己的“战礼品” ，把喜悦写在脸上，把呵护溢于行为之中这些活动不仅生动 地学到了有关生物知识，而且极大的激发了学生学习科学的态度，以及与大自然和谐相 处的情感。 2.引领学生经历实证 2.引领学生经历实证 苏霍姆林斯基说过“在人的心灵深处，都有一个根深蒂固的需要，就是希望自己是 个发现者、研究者、探索者” 。教学中，我们教师要努力让学生获得动手创造的信心与 勇气，激发他们的求知欲，鼓励他们多观察、多动脑、多动手，同时也应该引导学生像 科学家一样的搞探究活动，使学生明白，无论是动手实验，还是动脑思考，都是我们收

20、 集科学实证的过程。 而科学实证，是建构科学知识、培养科学素养的强有力的支柱，因此，让学生经历 基于实证的探究活动，不仅有效地学习科学，而且深切感悟“崇尚事实，强调证据”的 科学本质。 如一位老师上磁铁的两极一课中，创设情境“将钢珠置于条形磁铁的不同部位， 松手后会怎样” ，引出问题“条形磁铁什么地方磁力强，什么地方磁力弱” ，从而让学生 经历探究：通过亲自悬挂回形针的办法检测条形磁铁磁力的强弱。实验前，请学生讨论 “用什么方法来研究条形磁铁磁力的强弱” ，目的就是让学生明确寻找实证的途径。实 验时讨论“回形针挂哪里，怎么挂” ，并请学生及时记录数据，目的就是让学生收集事 实证据。 实验后， 请学生仔细分析数据， 再得出结论 “条形磁铁的磁力两端强， 中间弱” ， 目的就是让学生明白用证据说话。实证意识，贯穿着整个探究活动的始终。 有了实证意识，学生在动手实验时，把关注的焦点放在实验现象、实验数据上，而 对一些细枝末节才会置之不理。通过分析现象、数据等事实，得出科学结论，从中又让 学生逐步养成细致观察、大胆猜测、小心验证的科学态度。 3适时渗透人文熏陶 适时渗透人文熏陶 科学素养已不仅仅是包涵科学概念与技能、科学探究能力、科学行为方式等要素， 7 还隐含着科学主义与人文主义的一种和谐，包括科学情感、态度、价值观。因此，只有 充分