科学探究与小学科学教学

科学探究与小学科学教学

小学科学课程标准的基本理念

科学课程要面向全体学生学生是科学学习的主体科学学习要以探究为核心科学课程的内容要满足社会和学生双方面的需要科学课程应具有开放性科学课程的评价应能促进科学素养的形成与发展课程性质和基本理念中的三个重要的词：科学素养科学探究学习主体一、为什么要在小学科学课程中

强调科学探究?

(1)探究是满足儿童求知欲的重要手段，对于保护儿童珍贵的好奇心至关重要。

(2)探究是学生获得知识的重要途径。

(3)探究过程本身不仅可以使儿童的思维受到最好的锻炼，有利于学生解决问题能力的培养，而且是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。(4)由于探究过程需要探究者综合运用自己的已有知识和经验，这对于增进和加深对已有知识的理解，将其融会贯通，十分关键。

(5)探究过程中需要学生们合作、交流和各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助儿童学习按照一定规则开展讨论(而不是争吵)的艺术，学会准确地与他人交流：向别人解释自己的想法，倾听别人的想法，善待批评以审视自己的观点，获得更正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，等等。(6)在亲历探究过程中，学生经历挫折与失败、曲折与迂回、成功与兴奋，这其中的许多感受和体验是他们理解科学的本质、理解科学精神的意义与价值的基础。二什么是科学探究？思考课程标准所附的“鸡瘟的案例”，它属于科学探究吗？科学探究案例去年夏初，我们这里流行鸡瘟，蛋鸡大量死亡。我家一窝鸡突然也有几只染上了鸡瘟。爸爸到兽医站买回20多元治鸡瘟的药，但给鸡喂后效果不佳，结果我家也死了10只鸡。爸爸妈妈担心一窝鸡都会染上鸡瘟，愁眉不展。

一天放学回家，我发现鸡群中有几只鸡特别有精神，一点儿也不打蔫。（提出问题）这引起了我极大的兴趣，暗下决心认真观察其中的究竟。从这天起，每天放学一回家，我就寻找这几只鸡，并没有发现有什么异样的表现。只是这几只鸡经常远离鸡群，跑到邻家的菜地去觅食。我发现韭菜畦里的土松松的，并且有些小窝窝，仿佛鸡在那里钻过，而韭菜却高的高，矮的矮，参差不齐，有鸡啄过的痕迹。难道韭菜对预防和治疗鸡瘟有作用？（假设和预测）我抱着尝试的心理开始做试验。首先选两只病鸡作为试验对象，从菜园里割回一小把韭菜，把韭菜捣烂撮成豌豆般大小、鸡刚好能够吞下的丸，一天分早、中、晚3次定时定量（每次3丸）给两只病鸡喂药。（制定计划）开始几天，鸡的病状没有什么变化。第四天早上，我又给鸡喂药，发现鸡略微有了一些精神，好像有了食欲，我忙抓来一把小米，它们能啄上十几下，这坚定了我试验的信心。我按前3天的方法继续喂上3天，奇迹果然出现了，病鸡竟活泼起来了。为了进一步验证试验的准确程度，我把3只病鸡和3只无病鸡分别进行笼养试验，并做好了病鸡观察记录：

（搜集整理信息）

时间进药量症状或特征第一天早、中、晚各3克病屎中略带灰色，病情无明显改善第二天同上白屎中略带灰色，病情无明显改善。第三天同上偶尔走动，喝水，有时啄几下小米粒。第四天至第五天同上大部分时间走动，有食欲，准备的米粒全部吃完。6天以后同上能自在走动，有时扑翅，食量增大，拎在手中能挣扎。我根据鸡的病情定量喂药，结果病鸡痊愈了。这说明韭菜确实能防治鸡瘟。（思考与结论）消息像长了翅膀似的，一传十，十传百，全村人都知晓了，乡亲们都按我的方法进行预防和治疗，效果也十分理想。(应用并进一步验证)科学探究的基本特征学习者围绕科学性问题展开科学探究活动。学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据。学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题作出回答。学习者通过比较其他可能的解释，来评价他们自己的解释。学习者要交流和论证他们所提出的解释。科学探究的一般过程提出问题猜想假设制定计划观察实验整理信息思考结论表达交流问题——假设——实验——结论科学探究技能

1、基本技能·观察：·比较：·分类：·交流：分析：·评价：科学探究技能2、综合技能·创造性地解决问题：这是一个分析问题并选择一种新颖而可行的解决方案，从而使得问题得到解决或缓解的过程。·作出决定：这是一个制定并应用标准，对一些看似相同的选项作出抉择的过程。制定标准的过程包括对后果和价值的考虑。·调查：包括形成问题或假设、设计合理的解决方案并通过实施这些方案找出问题的答案或证明假设等过程。科学探究的5个要素科学探究活动过程中萃取几个典型要素：1、问题的提出与聚焦2、制定研究计划3、收集与获得证据4、整理信息、分析数据、得出结论5、交流与表达这5个要素的顺序不是固定不变的。探究式教学是怎样的？非灌输式的学生亲自参与活动的学生在活动中获得经历的

例：五年级《蚯蚓》教学实验1

把蚯蚓放在半明半暗的盒里，观察蚯蚓往哪边爬。

具体步骤如下：

1）在纸盒顶开一个窗。

2）在窗上贴一块透明的薄膜。

3）在桌上铺一块黑湿布。

4）在布上放上5条蚯蚓。

5）用盒罩住，使蚯蚓正好在盒内的明暗交界处。

6）观察蚯蚓往哪边爬？比较亮处与暗处蚯蚓的数量。”

实验2

把蚯蚓放在干土和湿土之间，观察蚯蚓往哪边爬。

具体操作是：

（1）在盒底垫上一块塑料薄膜。

（2）一边放干土，一边放湿土。

（3）在盒中间放5条蚯蚓。

（4）用一块玻璃将盒盖上。

（5）观察蚯蚓往哪边爬？比较干土和湿土中蚯蚓的数量。”

结论：“蚯蚓适于生活在阴暗、潮湿的环境中。”思考：为了准备实验，老师课前做了大量的工作。就说蚯蚓，虽容易得到，但要给每两个学生提供5条蚯蚓，也要费很多时间。老师什么都有规定好了，学生不需要动任何脑筋，只需要操作。教学中，一切都是强制性的。学生完全像个机器人，机械地执行指令。这样怎么会有趣，又怎么会有效果！这不是培养人，而是培养一代机器人！因为费事，很多学校学生不做实验，而是“听”实验，“背”实验。什么是“听”实验呢？就是实验不是做，而是由老师在黑板上讲，学生坐在下面听。在这一节课里，“做”和“听”的效果都差不多。不要规定死，应放开手脚，让学生主动地去探索。即让学生自己提出问题，自己设计实验，自己得出结论。这样，真的就有效果？

思考：※

上课不在教室，而是在校园偏僻的一角。※

要研究蚯蚓，具体研究什么，如何研究，必须自己拿主意，自己进行，老师一概不问不管。※

全班分成6组，每组5人，各组选出组长。

计划用两周的课外时间，研究蚯蚓。※

这是你们的事，愿意研究什么，就研究什么！※后面十多天里，学生们独立自主地进行活动。

两周后，每个组都交上了研究报告。一个小组的观察结果是：

蚯蚓没死、蚯蚓没死、……天天结果都是如此。另一个小组，第一天观察结论是“蚯吲正常”，第2天也是“蚯蚓正常”，

一直到第14天，都是这个结论。第5组的组长是一个调皮捣蛋男生，他写的报告倒有点内容。

“蚯蚓是‘哑巴，用笔尖戳它，它不叫不哭，只是动一动。

另外，发现蚯蚓像一条橡皮筋，用力拉它，它会变长变细。

更奇的是，把蚯蚓砍成两段，蚯蚓并没有死，每段在地上仍不停地爬……”思考课堂效果好吗？学生真的探究了吗？探究课太难！

放手不行，

一管又死，

叫老师怎么办？！

在校园的一块空地上，画出一个“田”。

蚯蚓为什么在这块地里？它与其它地有什么不同？

给蚯蚓建造“家”

老师发给每组3条蚯蚓，让他们饲养。

饲养几天后，学生们提出了一些问题：

“蚯蚓会不会饿死？应给它吃点什么？”第2组问。

“瓶里土变干了，蚯蚓会怎么样？”第1组说。

“蚯蚓愿意呆在太阳光下吗？”第4组则问。

“蚯蚓是怎么生孩子的？”第3组一说出，全班笑了起来。

一星期后，各组介绍研究情况。●

第1组的组长说：“在一堆干土和一堆湿土的中间，放2条蚯蚓。蚯蚓会定定地呆在两堆土之间吗？不，它们很快就爬到湿土里。这说明蚯蚓喜欢潮湿。”第2组的组长说：也知道香蕉比白菜好吃。“我们没有做出什么。”第3组的组长羞愧地说。第4组向全班演示了这个实验。“蚯蚓怕光”，教师做法不同，学生表现不同，效果也大不相同:

严教师:一切管死(领导)☆恰到好处的帮助：问，就是最大的帮助！

“这段时间，你做了些什么？”

☆探究活动中，切忌教师乱帮忙！

帮早、帮多，学生得不到锻炼；

帮迟、帮少，学生会绝望放弃！

☆活动中，教师最好以观察者的身份参加，对学生

多用眼观察，多用耳倾听，多用心理解，少指手画脚。

☆对学生的活动，老师要了解、了解、再了解！

不“了解”的教育是盲目的，也必然是失败的！

科学探究的目标

（1）知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。（2）能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。（3）能运用已有知识作出自己对问题的假象答案。（4）能根据假象答案，制定简单的科学探究活动计划。（5）能通过观察、实验、制作等活动进行探究。（6）会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料。（7）能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。（8）能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。科学探究的学习重点

(1)通过探究满足学生求知欲；(2)通过探究获得关于身边世界的理解；(3)通过探究培养科学思维能力，锻炼解决问题能力、合作与交流能力，培养科学精神与态度，初步习得科学方法；(4)逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解；四如何进行科学探究教学？书本上的内容，直接告诉学生。但是学生不相信这样的结论。学生提出来要找许许多多的叶子来验证！老师满足了学生的愿望，跟孩子们一起研究这个问题，最后真的找不到两张完全相同的叶。世界上真的有两片相同的叶吗老师的疑惑为了得到这个结论，花那么多的精力和时间值得吗？这个结论的意义这个结论是属于孩子们的真正的科学结论！这个结论所蕴含的价值远远超过知识！这个结论包含着科学的思想、科学的方法和科学的态度这个结论保护了孩子的科学质疑精神和探索精神是不是所有的内容都要这样做？时间不允许教师的精力有限因此要选择真正有价值的活动三探究性教学各个环节的具体要求

（1）提出需要探究的问题。能够对自己身边的事物进行观察，从“这是什么？”、“为什么会这样？”等角度对事物提出问题；对所提出的问题进行总结和筛选，提出适合自己探究的问题。（2）对结果做出猜想或假设。能够应用已有知识和经验，对所提出的问题做出猜想或假设；知道猜想或假设只是对问题的一种解释，需要通过实验证明它是否正确。（3）制定简单的科学探究的实验计划。能够知道不同的问题要用不同的探究方法，使用工具比单纯依靠自己感官更有效；能提出进行探究实验的大致思路、实验仪器和实验步骤，做出书面计划。探究性教学各个环节的具体要求（4）进行观察和实验研究。能够使用简单的工具（放大镜、显微镜等）对物体进行比较细致的观察，使用简单测量工具（尺、测力计、天平、量筒、温度计、秒表等）对物体进行定量观察，使用简单器材做简单的观察实验；做控制变量的简单探究性实验；设计简单的实验报告、采集实验数据、作简单实验记录、绘制简单图表。用图和文字表达；体验科学探究中证据、逻辑推理及运用想象建立假设和理解的重要性。探究性教学各个环节的具体要求（5）搜集、查阅、整理资料和实验结果。能够查阅书刊及其他信息源；利用简单表格、图形、统计等方法整理有关资料。（6）分析和解读数据、思考及得到相应的结论。在已有知识、经验和现有信息的基础上，尝试用不同的方式分析和解读数据，通过简单的思维加工，做出合理的解释或结论。并知道这个结果应该适合可以重复验证的。（7）表达、交流和评议。用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，倾听和尊重其他同学的不同观点和评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。小学科学课从观察入手的探究活动。1、引导学生学会观察。如何使学生的观察步步深入？★从感官观察到借助工具观察的发展★从定性观察到定量观察的发展★从静态观察到动态观察的发展★从单体观察到多体观察的发展★从局部观察到整体观察的发展★从外部观察到内部观察的发展小学科学课从观察入手的探究活动。①实物观察如蚂蚁②现象观察如《太阳和影子》③行为观察如酒精灯的使用④实验观察如《热胀冷缩》2、引导学生从观察到提出有关问题。

在观察的基础上引导学生提出一系列的问题是探究发现的第一步，提问是探究得以继续进行的基础，它处在探究过程的核心地位，应该成为任何学习情境中都要得到鼓励的一种思维习惯。如《使沉在水里的物体浮起来》

3、引导学生运用已有知识对问题作出假想答案。只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假设。——恩格斯没有大胆的假设就做不出伟大的发现。——牛顿例：预测“把固体放到水里”会有什么现象产生？4、引导学生根据假设小组设计探究方案不要低估学生的潜能5、引导学生根据小组设计的实验方案开展实验探究活动科学课探究实验采取仪器自助的形式。6、引导学生在小组探究实验中作好记录科学课让孩子记录什么？记课前所查阅的有关资料记头脑中产生的疑问记对问题的推断预测记对研究方案的过程设计记在探究过程中观察到的现象记对实验数据的整理及分析推理后所得出的结论记对结果的反思及引发的新问题等等提倡多种记录方法从无序的记录整理向有序的记录整理发展；从用文字作记录整理向用数字作记录整理发展；从用文字作记录整理向用表格作记录整理发展；从文字作记录整理向用图文结合形式作记录整理发展；科学课记录的意义7、引导学生将小组探究结果进行交流表达交流能力是利用合适的途径向别人说明自己的认识、观点，倾听别人的想法和评议的能力。从口头语言表达、借助动作表达到从文字语言表达、图表表达发展；从单一方式表达到多种方式表达等；从个体型交流到合作型交流；从接受型交流到质疑型交流的发展“动手操作”不是“探究”唯一的方式，“科学探究”不只需要学生动手，更需要学生动脑。学生动手只是科学探究的外部形式，科学思维才是探究的灵魂

小学科学《课程标准》指出：“在教学实施过程中，科学探究活动可以是全过程，也可以是部分地进行，如某些课侧重在提出问题、进行猜想、假设和预测的训练，某些课侧重在制定计划和搜集信息的训练。不必拘泥于每次活动必须从头到尾。”之一：侧重于实验设计

如何对自己的猜想做出验证？（做什么实验？怎么做实验？）根的作用实验需要准备哪些材料？实验的步骤和方法是怎样的？我们用什么方式进行记录？哪些现象可以说明我们的猜想是正确的？建议：认真倾听同学的发言；通过别人的发言自己得到了什么启发？我能提出哪些建议？根的作用第四组：1