巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 激發(fā)學(xué)生的探究情趣

李余仙

摘要：我國(guó)新的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“科學(xué)實(shí)驗(yàn)要注重從現(xiàn)實(shí)的實(shí)際現(xiàn)象出發(fā)加以研究”。這對(duì)我國(guó)目前的小學(xué)科學(xué)課程的改革來(lái)說(shuō)既是一個(gè)新的理念，也是近二十年小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革一直所推崇的教學(xué)思想。本文通過(guò)對(duì)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)前的現(xiàn)象引入剖析，試圖從符合學(xué)生思考的角度給科學(xué)現(xiàn)象設(shè)計(jì)以新的內(nèi)涵，以符合兒童科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)規(guī)律的教學(xué)過(guò)程組織形式，在教師的促進(jìn)下進(jìn)行的一種充分自主而有效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)現(xiàn)象；動(dòng)手能力；想象；質(zhì)疑

美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》明確提出，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要方式是探究性學(xué)習(xí)：探究是一種多側(cè)面的活動(dòng)，需要針對(duì)生活現(xiàn)象的巧妙引入；需要做觀察；需要提出問題；需要查閱書刊及其他信息源以便弄清楚什么情況已經(jīng)是為人所知的東西……這一切的一切均離不開第一步中科學(xué)現(xiàn)象的巧妙設(shè)計(jì)和引入。探究需要明確假設(shè)，需要運(yùn)用判斷思維和邏輯思維。由此可知：實(shí)驗(yàn)前的現(xiàn)象設(shè)計(jì)是多么的重要。

一、在質(zhì)疑中引爆學(xué)生的探究情趣

質(zhì)疑是創(chuàng)新意識(shí)的潛能，是創(chuàng)新意識(shí)的萌芽。因此，當(dāng)學(xué)生在質(zhì)疑心的驅(qū)使下而提出各種古怪的問題或做出某些荒唐的事情時(shí)，作為教師，應(yīng)該在認(rèn)真調(diào)查的基礎(chǔ)上給予鼓勵(lì)，并引導(dǎo)學(xué)生提出問題給予指導(dǎo)。

例如：同學(xué)們已經(jīng)做了很多的實(shí)驗(yàn)，探究出空氣的一個(gè)小秘密：無(wú)色、無(wú)味，收獲真不小，老師真替你們高興，你們還想發(fā)現(xiàn)空氣更多的秘密呢？讓老師帶你們玩?zhèn)€小魔術(shù)怎么樣？

生：好！

師：仔細(xì)聽聽老師說(shuō)要領(lǐng)

1.把紙團(tuán)緊緊塞到玻璃杯的底部。

2.倒扣直立著把玻璃杯按入水底。

猜一猜，紙團(tuán)會(huì)不會(huì)濕？

生：會(huì)！不會(huì)！

師：大家自己動(dòng)手試一試。記住老師說(shuō)的要領(lǐng)。

生（動(dòng)手實(shí)驗(yàn)）。

師：紙團(tuán)為什么不會(huì)濕？

生：水沒流進(jìn)去。

師：大家好好想想，玻璃杯中除了紙外，還有什么？

生：空氣！

師：空氣占據(jù)著杯子里的空間，水還進(jìn)得去嗎？

生：進(jìn)不去。

師：誰(shuí)趕走了懷中水？（空氣能占據(jù)空間）

生：空氣！

師：我們現(xiàn)在已知道空氣是可以“捕捉”的，空氣還可以占據(jù)空間，我還想告訴大家一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：空氣還可以轉(zhuǎn)移，想不想看看？

生：想！

教師示范：

（1）玻璃懷放在水中，待玻璃杯進(jìn)滿水后，再將玻璃杯慢慢倒著豎起來(lái)，并提起一部分，使杯口不要露出水面。

（2）將一個(gè)裝滿空氣的空飲料瓶倒立著放入水里，斜插到玻璃杯口的下面，并慢慢地傾斜飲料瓶，直至看到水里冒氣泡。

（學(xué)生試著實(shí)驗(yàn)）

匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

生：空氣能流動(dòng)、轉(zhuǎn)移

師：學(xué)生們，我們知道空氣看不見，摸不著，可它可以“捕捉”，可以流動(dòng)，可以占據(jù)空間，但可不可以被壓縮呢？

生：可以！不可以！

現(xiàn)象：師拿出一個(gè)未充足氣的小皮球拍打，球彈力不大，再用氣筒給皮球充足后，拍打皮球，皮球彈得很高。

師：同樣是小皮球，前后變化卻這么大，怎么回事？

生：一個(gè)有氣，一個(gè)沒氣。

……

也許，正像科學(xué)教材主編徐康毅同志所說(shuō)：“孩子能想別人沒想過(guò)的，說(shuō)別人沒說(shuō)過(guò)的，做別人沒做過(guò)的，這是一種質(zhì)疑行為的表現(xiàn)，我們不僅不能批評(píng)，反而應(yīng)大加稱贊……”

二、互動(dòng)對(duì)比中引爆學(xué)生的探究情趣

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要將假設(shè)的眾多因素?cái)[出來(lái)，然后提出究竟與哪種因素有關(guān)，怎樣才能驗(yàn)證一個(gè)假設(shè)是否正確。這就離不開各個(gè)現(xiàn)象的對(duì)比設(shè)計(jì)。它可以將學(xué)生的內(nèi)在思維過(guò)程用外部語(yǔ)言的形式展現(xiàn)出來(lái)，然后再產(chǎn)生設(shè)計(jì)思維。只有通過(guò)表述，才能知道這種方法對(duì)不對(duì)，合不合邏輯；只有通過(guò)表述，才可以促進(jìn)學(xué)生設(shè)計(jì)思維能力的提高，也才有助于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原則的理解。

例如在粵教版《運(yùn)動(dòng)和力》的單元里，我通過(guò)制作氣球小車和研究小車的運(yùn)動(dòng)，了解反沖力的作用，鍛煉動(dòng)手能力。粗看似乎像是一節(jié)手工制作課。如何根據(jù)四年級(jí)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)探究水平，充分開發(fā)、挖掘教材技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)涵和教學(xué)活動(dòng)的價(jià)值，讓孩子在課堂中既動(dòng)手又動(dòng)腦，使學(xué)生進(jìn)一步理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系，體現(xiàn)以探究為核心的科學(xué)教學(xué)呢？以下是筆者根據(jù)自己的教學(xué)思路整理出的課堂教學(xué)實(shí)錄，以課堂教學(xué)流程為線索，分五個(gè)課堂片段簡(jiǎn)析，與大家共同探討交流。

課的開始，我從口袋摸出三個(gè)氣球。

師：誰(shuí)幫老師吹大這三個(gè)氣球？

三位學(xué)生上臺(tái)吹氣球，有的學(xué)生則很容易就把氣球吹起來(lái)了，有個(gè)學(xué)生臉都吹紅了，氣球還是吹不大，下面的學(xué)生開始笑了起來(lái)。

師接過(guò)三個(gè)氣球，指著一位氣球吹得最大的學(xué)生：看來(lái)吹氣球還有學(xué)問的，大家都發(fā)現(xiàn)你吹氣球的功夫特好，可以給大家介紹其中的經(jīng)驗(yàn)嗎？

生：吹氣球前要先將氣球拉一拉，然后憋一口氣用勁吹，剛開始吹的時(shí)候可能特花力氣，只要吹大一點(diǎn)點(diǎn)，后來(lái)就好吹了。

師追問：把氣球先拉一拉的目的是為了什么？

生：讓氣球更有彈性，更加容易吹大。

老師開始吹氣球：一個(gè)氣球，兩個(gè)氣球……，在說(shuō)話的同時(shí)故意放了一個(gè)氣球。（生笑。）

師：怎么了？

生：氣球飛了。

師：氣球飛了，它又是怎樣飛的呢？

（生靜默。于是，老師再放掉一個(gè)氣球，提醒學(xué)生看仔細(xì)。）

生：老師把氣球放了，氣球就飛了。

生：因?yàn)闅馇蚵饬?，它就飛了。

生：氣球在空中亂飛。

生：氣球在空中劃了道弧線。

生：氣球像烏賊那樣倒退著走（多形象的比喻）。

師：老師又沒給氣球任何動(dòng)力，氣球是靠什么飛起來(lái)的呢？

生：氣球的氣噴出來(lái)，氣球就飛起來(lái)了。

生：氣球靠氣流的沖擊力飛行的。

生：氣流從氣球口噴出來(lái)，氣球就倒飛起來(lái)了。

師：讓我們來(lái)研究研究氣球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律吧。

演示，學(xué)習(xí)什么是反沖。

片段分析：在生動(dòng)的問題情境中，活動(dòng)開始了，在放氣球的過(guò)程中學(xué)生形象地描述氣球“漏氣”而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)狀況，如氣球的運(yùn)動(dòng)在空中“劃弧線”、氣球會(huì)倒飛……氣球的運(yùn)動(dòng)和空氣有關(guān)，而且運(yùn)動(dòng)速度快，軌跡不規(guī)則，這是多么引人入勝的場(chǎng)面呀！為了更具形象直觀，便于研究，用補(bǔ)充了有關(guān)反沖的演示，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育媒體的作用，并達(dá)到良好的教學(xué)效果，為學(xué)生下一步利用氣球的反沖原理制作小車活動(dòng)奠定認(rèn)知基礎(chǔ)。

總之，教師應(yīng)從根本上轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，大膽放手，敢于嘗試，充分利用各種方法、途徑，讓學(xué)生在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中去實(shí)踐去設(shè)計(jì)，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)貫穿教學(xué)的全過(guò)程，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。

三、在推理想象中引爆學(xué)生的探究情趣

對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有時(shí)還要進(jìn)行推理和想象，從一個(gè)結(jié)果推出新的結(jié)論。如在“土壤的性質(zhì)”一課中，從滲水快慢的科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可進(jìn)一步讓學(xué)生推想土壤的保水性能和透氣性能。這是一個(gè)由已知現(xiàn)象到未知現(xiàn)象的推理過(guò)程，同樣需要讓學(xué)生去參與、去表述，借此發(fā)展學(xué)生的推理和想象能力。

關(guān)于“一定量的水里能溶解多少食鹽”的探究，還有幾分鐘就要下課了，我決定不能再等了，于是請(qǐng)學(xué)生們來(lái)匯報(bào)結(jié)果：

“我們小組10毫升水最多溶解了3匙鹽?！?/p>

“我們小組20亳升水最多溶解了7匙鹽。……

“其他組呢？”

沒有聲音。

終于一個(gè)學(xué)生舉手：“我們組研究了30毫升水能溶解多少食鹽，已經(jīng)放了11匙了，全溶解了，還沒有來(lái)得及放12匙。”

另一組也說(shuō)：“我們組研究的是30毫升水，才放了5匙鹽就沒有時(shí)間了。”

這時(shí)黑板上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄是：

10毫升：3匙 4匙

20毫升：7匙 9匙 8匙 7匙

30毫升：11匙 10匙 6匙

事后，我進(jìn)行了這樣的問題分析：

（1）你認(rèn)為未完成的結(jié)果，要不要記錄下來(lái)？

反思：我認(rèn)為也要記錄下來(lái)，不過(guò)應(yīng)該另外記錄，讓學(xué)生明確那是應(yīng)該繼續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果。這關(guān)系到學(xué)生科學(xué)探究習(xí)慣的養(yǎng)成，也讓學(xué)生明白，一個(gè)實(shí)驗(yàn)告一段落不代表這個(gè)探究的結(jié)束，還可以進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行更多的探究活動(dòng)，只要你能有新的發(fā)現(xiàn)，新的結(jié)論。這樣，將科學(xué)研究的熱情能夠最大限度地延伸到課堂之外。

（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中明顯的錯(cuò)誤——30毫升水里只溶解了6匙鹽，我們?cè)撛趺丛u(píng)價(jià)？

反思：我覺得應(yīng)該讓學(xué)生自己通過(guò)交流分析，自己進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生自己明白這是個(gè)錯(cuò)誤，教師只是起個(gè)引導(dǎo)，點(diǎn)撥的作用。綜上所述，要成功地教學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們不僅要注意由科學(xué)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)引起的材料要求，同時(shí)還要考慮到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，循序漸進(jìn)教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)各方面的能力都得到發(fā)展。

百年大計(jì)，教育為本；教育大計(jì)，教師為本。特別是21世紀(jì)的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，隨著科技進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)全球進(jìn)程化加快，以科學(xué)和教育為支撐的各國(guó)綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。由于知識(shí)與技術(shù)、人才與科技相互促進(jìn)，互為需求，承載著知識(shí)與技術(shù)為主體的人才，成為世界范圍內(nèi)的各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中的爭(zhēng)奪對(duì)象。作為科學(xué)教師的我們最應(yīng)該做的事是什么呢？專家們認(rèn)為科學(xué)教師應(yīng)是學(xué)生潛質(zhì)的開發(fā)者，我覺得很有道理?，F(xiàn)代科學(xué)知識(shí)量多且發(fā)展快，教師要在短短的幾年學(xué)校教育時(shí)間里把所教學(xué)科的全部知識(shí)傳授給學(xué)生已不可能，而且也沒有這個(gè)必要，教師作為知識(shí)傳授者的傳統(tǒng)地位正在被動(dòng)搖。我們唯有最大限度地以科學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作開發(fā)學(xué)生的潛能，開發(fā)其自主學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)的能力。這樣，才能從根本上形成：青，取之于藍(lán)而勝于藍(lán)；冰，水為之而寒于水。

這也正如蘇霍姆林斯基在《給老師的建議》中寫道：“獲取知識(shí)――這就意味著發(fā)現(xiàn)真理，解答疑問。你要盡量使是你的學(xué)生看到，感覺到，觸摸到他們不懂的東西，使他們現(xiàn)象面前出現(xiàn)質(zhì)疑、猜想。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中自主的探究并且形成最后的總結(jié)能力和課后的研究熱情。如果你能做到這一點(diǎn)，那樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)才是真正成功的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?！蹦蔷妥屛覀儼涯抗鈴目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)呛?jiǎn)單的動(dòng)作要求上面轉(zhuǎn)移開來(lái)，在質(zhì)疑、設(shè)計(jì)、探究、總結(jié)中引領(lǐng)我們的學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、去探索更多未知領(lǐng)域。讓真正的科學(xué)實(shí)驗(yàn)之花爛漫在中國(guó)素質(zhì)教育的原野上……

參考資料：

[1]《全日制義務(wù)教育科學(xué)（3-6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》 教育科學(xué)出版社

[2]《小學(xué)科學(xué)改革探索》 劉默耕 湖北教育出版社

[3]《小學(xué)科學(xué)教育的探究研討教學(xué)法》 蘭本達(dá)等著 中文版序言 人民教育出版社 1983