立足家庭基點 深化科學(xué)探究

林建鋒

一、開展家庭科學(xué)小實驗的必要性分析

《科學(xué)（3～6年級）課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“這門課程將細心呵護兒童與生俱來的好奇心，培養(yǎng)他們的科學(xué)興趣和求知欲，引領(lǐng)他們學(xué)習(xí)與周圍世界有關(guān)的科學(xué)知識，幫助學(xué)生體驗科學(xué)活動的過程和方法，使學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)和社會，樂于與人合作，與環(huán)境和諧共處?！笨陀^審視當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)，一些實際情況值得剖析和思考。

（一）課堂教學(xué)存在一些遺憾

1.探究內(nèi)容難以顧及全面。每個學(xué)生都有自己相對鐘愛的科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容，若能在學(xué)生所喜歡的內(nèi)容上加以深入，其成效是不可估量的。小學(xué)科學(xué)課程盡管內(nèi)容設(shè)置豐富，但無法照顧到每個學(xué)生的科學(xué)探究內(nèi)容的傾向性選擇，我們時?？吹接械膶W(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生還想繼續(xù)深入研究，可教材編排已戛然而止。

2.探究生成難以有效延伸。學(xué)生在科學(xué)探究過程中，總能時不時產(chǎn)生新的疑惑，繼而萌發(fā)對某些類似現(xiàn)象的探究興趣，這樣的生成問題是極其寶貴的。而在實際教學(xué)中，教師對學(xué)生有新意的生成性疑惑，很少在后續(xù)探究中跟進，而學(xué)生往往也是說時心動、過后不動。

（二）課外探究往往虎頭蛇尾

在開展家庭科學(xué)小實驗之前，我們對8所學(xué)校500多位學(xué)生就“參與科學(xué)課外探究活動”情況進行了問卷調(diào)查，87.3%的學(xué)生并不喜歡課外探究作業(yè)，課外探究“名存實亡”。究其原因主要是：

1.學(xué)生對課外探究缺少持久熱情。科學(xué)探究，對于學(xué)生們來說是較為神秘的，在沒有引起學(xué)生足夠興趣的時候，讓他們獨立完成探究活動，學(xué)生會產(chǎn)生畏難情緒。如果無有效助推，這個畏難情緒也許就阻止了他們開展課外科學(xué)探究的步伐。

2.家庭對課外探究缺少基本保障。學(xué)生由于年齡等實際原因，在材料的準(zhǔn)備和實驗的設(shè)計等方面都需要家庭提供幫助。學(xué)生開展課外探究，對家長素質(zhì)要求相對較高，不少家庭特別是農(nóng)村家庭大多缺少保障探究的條件，基本條件的薄弱導(dǎo)致課外探究活動無法有效開展。

面對科學(xué)探究出現(xiàn)的種種弊病，需要我們更多地思考和革新學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、開展課外探究的方法和形式。特別是農(nóng)村學(xué)校，學(xué)生在進行課外探究時，更是缺乏課外探究的有效指導(dǎo)和硬件保障。為此，我們以開發(fā)方便可操作的“家庭科學(xué)小實驗”為載體，深度探索家庭科學(xué)小實驗開展的指導(dǎo)性策略，從而有效保障農(nóng)村學(xué)生課外探究的順利進行，使學(xué)生真切體驗到“經(jīng)歷著的研究者”的充實與自在。

二、家庭科學(xué)小實驗開發(fā)的基本原則

基于上述分析，我們認(rèn)為只有開展方便、可操作的家庭科學(xué)小實驗，才能有效保障每一位學(xué)生課外探究的順利進行。因此，家庭科學(xué)小實驗的選擇應(yīng)遵循以下基本原則：

1.內(nèi)容的趣味性原則。只有使學(xué)生一看實驗內(nèi)容就有想動手試試的沖動，這樣的課外探究內(nèi)容才更具有生命力。因此，教師在選擇小實驗時要將趣味性作為選取實驗的核心標(biāo)準(zhǔn)?！盎鹂梢栽谒腥紵龁?？滿杯的水中還能放多少枚大頭針？動物都是用鼻子呼吸的嗎？……”我們?nèi)绻麑⑦@些吸人眼球的小實驗向?qū)W生推介，定能激發(fā)學(xué)生探究的欲望。

2.材料的便捷性原則。如果實驗材料準(zhǔn)備困難、煩瑣，即便學(xué)生有了想動手實踐的沖動，到了器材準(zhǔn)備之時也會打退堂鼓。因此家庭科學(xué)小實驗的材料一定要體現(xiàn)其便捷性，讓學(xué)生在家就能輕松辦到。例如我們創(chuàng)編了“空瓶吹氣球”的小實驗，這個實驗所需的材料是塑料瓶、臉盆、熱水、氣球，這些材料大都是家庭生活中常用的器具，有些或許家中沒有但也能輕易辦到。同時，在開發(fā)小實驗的時候，還應(yīng)在每個實驗中設(shè)置 “材料大盤點”這個板塊，為學(xué)生實驗材料的準(zhǔn)備提供參考依據(jù)。

3.教材的契合性原則。家庭科學(xué)小實驗彌補了課堂教學(xué)中的一些遺憾，是課堂教學(xué)的有效補充，理應(yīng)遵循小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的編排和要求。教師所提供的小實驗，要按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求、教材的編排順序和學(xué)生不同年齡段的認(rèn)知水平有序推進。學(xué)生可以在教師的推薦下有針對性地開展家庭科學(xué)小實驗。如在學(xué)習(xí)《杠桿原理》一課后，學(xué)生可以在家中進行“保持平衡的胡蘿卜兩端一樣重嗎？”的實驗；在學(xué)習(xí)《植物的莖》一課后，學(xué)生可以進行“會變色的花”的實驗；在學(xué)習(xí)《馬鈴薯在水中是沉還是浮》一課后，學(xué)生可以進行“水中懸蛋”的實驗……如果家庭科學(xué)小實驗與教材內(nèi)容相契合，必能更好地成為課堂探究的延伸和強化。

4.操作的自主性原則。在家進行的科學(xué)小實驗的首要特點就是學(xué)生的自主性，而針對年齡層次、動手操作、思維能力等方面的諸多不同，我們在提供小實驗時要盡量顧及全面，確保有初步探究能力的學(xué)生均能自主操作家庭科學(xué)小實驗。因此教師所提供的小實驗，應(yīng)細致地將每個實驗的步驟有序地進行說明，給學(xué)生的探究提供有力的支架。此外，基于實驗的安全性和復(fù)雜性，還應(yīng)在實驗步驟旁設(shè)置“科學(xué)小貼士”欄目，突破實驗的難點，明確實驗的關(guān)鍵點，確保實驗的安全性。如我們創(chuàng)編的“難舍難分的書本”這個小實驗，在實驗步驟中針對“書本交叉相疊的方法”“拔書的安全”“實驗后的清理”設(shè)置了三個科學(xué)小貼士，有效保障了學(xué)生自主探究的進行。在有些小實驗后，我們還可以設(shè)置“我來試一試”的內(nèi)容，讓學(xué)生在小實驗后自主設(shè)計實驗并自主進行探究，深化對實驗基本原理的應(yīng)用。實驗的自主性讓孩子用自己的眼睛來發(fā)現(xiàn)問題，用自己的雙手來收集證據(jù)，用自己的大腦去探索一個又一個未知的神奇世界。

5.家庭的聯(lián)動性原則。家庭科學(xué)小實驗是以家庭為基點的，學(xué)生在進行實驗的準(zhǔn)備及操作過程中，少不了家長的支持和幫助。從某種意義上來看，家庭科學(xué)小實驗的有效開展能促進家庭科學(xué)探究氛圍的形成。教師所提供的小實驗，可以在每個小實驗的后面設(shè)置“家長評價”“家長寄語”，讓家長關(guān)注孩子的實驗過程，有的甚至可以共同參與。家庭成員齊聯(lián)動，與孩子們一起經(jīng)歷科學(xué)實驗的種種奇妙的歷程，一起分享科學(xué)實驗的樂趣，相信對孩子科學(xué)探究興趣的培養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展是一件極為有益的妙事。

三、深化家庭科學(xué)小實驗的指導(dǎo)性策略

我們一直在思索，在學(xué)生自主開展家庭科學(xué)小實驗的過程中，教師應(yīng)預(yù)先培養(yǎng)學(xué)生哪些既是基礎(chǔ)性又是關(guān)鍵性的能力？我們認(rèn)為，對于小學(xué)生而言，有效記錄和科學(xué)思維是開展家庭科學(xué)小實驗的基礎(chǔ)性能力也是關(guān)鍵性能力。為此，我們在日?？茖W(xué)課堂教學(xué)過程中，經(jīng)常性地放手讓學(xué)生自主動手實踐，使其熟練掌握探究的基本環(huán)節(jié)及相關(guān)技能，同時特別注重有效記錄和科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，努力為學(xué)生在課外的有效探究打下基礎(chǔ)。

策略一：關(guān)注家庭科學(xué)小實驗的有效記錄

科學(xué)課的重要特性表現(xiàn)在對證據(jù)的追求和對證據(jù)的尊重。探究活動的證據(jù)很大一部分來自于學(xué)生的實驗記錄，這也從另一個側(cè)面反映出教師應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中對數(shù)據(jù)進行及時的收集和記錄。學(xué)生在開展家庭科學(xué)小實驗時，我們要關(guān)注學(xué)生良好的實驗記錄習(xí)慣的培養(yǎng)，讓學(xué)生真正做到認(rèn)真記錄，做“真”記錄。

1.精心準(zhǔn)備科學(xué)實驗記錄本。每一本科學(xué)實驗記錄本都記載著一個學(xué)生成長的足跡，為學(xué)生們準(zhǔn)備科學(xué)實驗記錄本記錄他們自己的研究足跡是極為重要的。對于我們開展的家庭科學(xué)小實驗，準(zhǔn)備科學(xué)實驗記錄本就更有必要了。有了實驗記錄本，教師可以隨時通過記錄本查看學(xué)生在課堂以外開展科學(xué)實驗的情況。

2.有效指導(dǎo)實驗的記錄方法。要使學(xué)生有效地建立自己的科學(xué)實驗記錄，教師的引導(dǎo)很重要。剛開始時，教師在學(xué)生實驗前，可以先為學(xué)生設(shè)計好實驗記錄單，學(xué)生用最簡單的方法把實驗中觀察到的現(xiàn)象填寫在教師設(shè)計好的記錄單中。如在“神奇的水”這一單元的《水中放物》一課的教學(xué)中，教師就設(shè)計了一張實驗記錄單：

放滿水的杯子里還能放多少枚大頭針的實驗記錄單

姓名 時間

我的猜測 （ ）枚

實驗的情況 第一次 第二次 第三次

（ ）枚 （ ）枚 （ ）枚

結(jié)論 （ ）枚

隨著學(xué)生記錄能力的提高，他們不再滿足于填寫記錄單，他們的觀察更細致了，想法更多了，這就需要引導(dǎo)學(xué)生意識到這些也是科學(xué)實驗記錄單中可以記錄的內(nèi)容。教師可以逐步告訴學(xué)生運用記錄單的背面或者其他空余的地方來說明和記錄其他的觀察結(jié)果。隨著學(xué)生的記錄能力、閱讀能力和個人實踐能力的增強，我們對科學(xué)實驗記錄的要求應(yīng)有所提高，可以讓學(xué)生自行設(shè)計實驗記錄單，并把實驗研究的全過程進行詳細、真實而又清晰的記錄。

3.合理評價實驗的記錄情況?？茖W(xué)實驗記錄能力的發(fā)展需要得到評價的支撐。對記錄進行評價的最終目的是提高學(xué)生的記錄能力，促進學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解。低年級的評價主要關(guān)注的是能否將觀察到的信息記錄下來，有沒有新的記錄方法。到了高年級，記錄的評價更多的是關(guān)注記錄的結(jié)果是否清晰、完整，記錄的細節(jié)是否準(zhǔn)確，記錄的能力是否提高，是否有很好的形成假設(shè)的能力，是否把科學(xué)實驗記錄本作為獲取信息的來源，是否對記錄進行整理和解釋等。我們對學(xué)生的評價要從關(guān)注記錄現(xiàn)象開始，逐漸向關(guān)注學(xué)生思維的方向進行發(fā)展。

策略二：關(guān)注家庭科學(xué)小實驗的思維發(fā)展

小學(xué)生年齡小，描述能力弱，在拓展性探究活動中要將自己的思考用語言表述出來，難免會不全面或不到位，思維的參與也只會游離于表面。如能在活動中運用“圖示記錄”，不但能形象地表達學(xué)生頭腦中已有的科學(xué)概念，還可以讓學(xué)生從具體的形象中提煉出部分本質(zhì)來。結(jié)合學(xué)生家庭科學(xué)小實驗的開展，我們對圖示記錄的種類進行了整理。在學(xué)生課外探究活動中，運用比較頻繁的有如下三種圖示記錄：概念圖、觀察圖、猜想圖。

1.概念圖：畫在概念加深時。小學(xué)階段概念圖主要有維恩圖、網(wǎng)狀圖、氣泡圖。維恩圖主要用于選擇、分類和比較信息。網(wǎng)狀圖是用圖解的形式記錄與中心詞有關(guān)的觀點和內(nèi)容，呈現(xiàn)中心詞和與之相關(guān)內(nèi)容之間的關(guān)系。氣泡圖其實就是一種簡單的網(wǎng)狀圖，可以幫助學(xué)生對中心詞作出聯(lián)想，記錄下他們已經(jīng)觀察和了解的內(nèi)容。

如在“消失的顏色”這個實驗中，學(xué)生在完成橙汁使高錳酸鉀溶液還原褪色后，明白了橙汁中含有維生素C，維生素C呈酸性，具有較強的還原性，因而能使高錳酸鉀溶液褪色。緊接著學(xué)生就按同樣的方法做其他的水果實驗，比較哪些水果能使高錳酸鉀褪色和褪色時間的長短。在學(xué)生自主實驗后，教師可以利用概念圖進行有效的整理。

通過概念圖的梳理，各種水果能否使高錳酸鉀溶液褪色及褪色的速度一目了然，各種水果的維生素C含量也在概念圖中隱性呈現(xiàn)。

2.觀察圖：畫在深入觀察時。觀察圖是適合小學(xué)生記錄觀察結(jié)果和他與人分享信息的一種十分有效的方法。它比普通的圖畫傾注更多的精力在細節(jié)上。為了真實地記錄實驗現(xiàn)象，學(xué)生必須仔細地觀察，記下實驗的每個特點。使用這種記錄方法可以提高學(xué)生的觀察能力，教師也可以從中對他們的觀察、表達和理解的能力進行評價。學(xué)生的觀察一般分兩種，一種是對物體的觀察，一種是對實驗現(xiàn)象的觀察。

（1）物體觀察。根據(jù)小學(xué)生的認(rèn)知特點，他們很難對一種物體進行細致而全面的觀察，往往只關(guān)注自己感興趣的一方面。通過圖示記錄能很好地引導(dǎo)學(xué)生對物體進行細致的觀察，從而使觀察環(huán)節(jié)真正落到實處。

（2）現(xiàn)象觀察。小學(xué)生的思維正處于從以具體形象思維逐步向以抽象邏輯思維過渡的階段，并在語言文字描述上存在邏輯性、嚴(yán)密性不強的特點。學(xué)生在對實驗現(xiàn)象進行觀察時，往往出現(xiàn)其思維很活躍但難以將自己的想法進行具體表述的情況，運用圖示記錄就會起到很好的“引流”作用。

如在“水中放物”這個實驗中，實驗內(nèi)容主要是在倒?jié)M水的水杯中放入大頭針，水并沒溢出，從而得出水分子之間是有引力的，也就是水的表面張力。此時如只是單純地記錄放入大頭針的數(shù)量是不夠的，應(yīng)該在相應(yīng)的大頭針數(shù)量后畫出對應(yīng)的水面變化圖，隨著放入大頭針數(shù)量的增加，水的表面張力現(xiàn)象會更明顯，使學(xué)生對水的表面張力有更為直觀的認(rèn)識。

3.猜想圖：畫在思維隱性時。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是個體主動建構(gòu)知識的過程，是利用自己原有認(rèn)知對新知識進行探究、理解、內(nèi)化的持續(xù)性過程。所以在科學(xué)教學(xué)中應(yīng)該提供恰當(dāng)?shù)姆椒ò褜W(xué)生的前概念充分地展示出來，正確把握學(xué)生的科學(xué)前概念思維，使之激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)、探究欲望，更為教育教學(xué)所利用。因此筆者提倡使用圖示記錄，記錄下學(xué)生的前概念思維。

此外，對于一些通過實驗仍無法直接觀察到的實驗現(xiàn)象，只能借助已有的實驗現(xiàn)象間接地認(rèn)識到科學(xué)實質(zhì)。此時學(xué)生通過圖示記錄法，能夠更為有效地展示實驗現(xiàn)象和思維的過程。

如在“會敲鼓的黃豆”這個實驗中，實驗內(nèi)容是將裝滿黃豆的杯子放到臉盆底上，并給黃豆加水。過一段時間后，你會聽到黃豆落在盆底發(fā)出叮叮咚咚的響聲。在這個實驗中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進行猜想：黃豆到底發(fā)生了什么變化？并用圖示將自己的猜想畫出來。通過圖示學(xué)生能將不易被觀察到的黃豆的膨脹過程展現(xiàn)出來，清晰地展示自己的思維軌跡。

家庭科學(xué)小實驗的開發(fā)和運用，不僅有效彌補了科學(xué)課堂中的一些遺憾，還為深入開展教材主題探究活動提供了內(nèi)容及素材。生活就是科學(xué)，科學(xué)就是生活。在學(xué)生開展家庭科學(xué)小實驗的過程中，從研究方案的制訂、過程的實施到成果的總結(jié)展示，使學(xué)生享受到研究的樂趣，體味到成功的喜悅，從而為學(xué)生今后真正獨立自主地開展課外研究打下基礎(chǔ)。

（浙江省紹興市上虞區(qū)蓋北鎮(zhèn)中心小學(xué) 312300）

書評：

在我們與孩子們的交流中，經(jīng)常感受到孩子們特別喜歡做實驗，這也是孩子們喜歡科學(xué)課程的重要原因。

課堂教學(xué)是科學(xué)教育的主要陣地，課外更是個廣闊的天地。怎樣把孩子的學(xué)習(xí)興趣從課內(nèi)擴展到課外，讓孩子能在課外主動地進行探索學(xué)習(xí)？《家庭科學(xué)小實驗》來了！

這本書主要是讓孩子們在家里動手做一些小實驗，幫助他們遷移課堂中學(xué)到的基本科學(xué)知識和技能，來認(rèn)識自己和周圍世界，運用科學(xué)的思維和方法，進行科學(xué)探究，并試圖以此為載體，拓展科學(xué)學(xué)習(xí)的時空，在自主探究中體驗科學(xué)的魅力和樂趣，逐步提高孩子們的科學(xué)素養(yǎng)。

《家庭科學(xué)小實驗》一書共有四個板塊、32個小實驗，選取的實驗經(jīng)過作者近五年的試教篩選。這些小實驗的趣味性強，使孩子們一看到就有想動手實踐的沖動；準(zhǔn)備方便，實驗所需要的材料在生活中可以很容易地找到；小實驗的安排是按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求和孩子們不同年齡段的認(rèn)知水平有序推進的；小實驗的設(shè)計也完全以孩子們?yōu)橹黧w……如果家長也能參與其中，與孩子們一起經(jīng)歷科學(xué)實驗的種種奇妙的歷程，一起分享科學(xué)實驗的樂趣，相信對孩子科學(xué)探究興趣的培養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展，是一件極為有益的妙事。

一本小小的課外指導(dǎo)書，凝聚著科學(xué)教師的期望：讓孩子用自己的眼睛來發(fā)現(xiàn)問題，用自己的雙手來收集證據(jù)，用自己的大腦去探索一個又一個未知的神奇世界！

浙江省科學(xué)教研員，特級教師：喻伯軍