兒童需要：科學(xué)探究的風(fēng)向標(biāo)

阮郁陽

有這樣一個(gè)故事：有位年輕牛仔想把一頭小牛趕進(jìn)牛棚喂食，可這頭小牛死活不愿進(jìn)去。牛仔爸爸出來幫忙，一個(gè)在前面拉，一個(gè)在后面推，小牛卻發(fā)起了牛勁，任憑父子倆怎么費(fèi)勁，就是不肯進(jìn)去。這時(shí)保姆出來輕輕地吹了一聲口哨，然后把大拇指塞進(jìn)了小牛的嘴巴里，小牛含著保姆的大拇指，乖乖地跟著她進(jìn)了牛棚……

作為教師，如果也像故事中的父子倆一樣，只顧及自己的需要和想法，沒有考慮兒童的需要和感受，用力牽著學(xué)生往自己設(shè)定的方向走去，這樣只會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)厭煩心理，不利于兒童的成長。需要的才是最好的！我們要善于立足兒童需要，把握探究方向，根據(jù)兒童思維特點(diǎn)和認(rèn)知水平去引領(lǐng)他們開展科學(xué)探究，優(yōu)化思維品質(zhì)，提高科學(xué)素養(yǎng)。

一、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，建構(gòu)科學(xué)概念

科學(xué)核心素養(yǎng)的落地必須基于真實(shí)的情境。新課程背景下的科學(xué)課堂教學(xué)，真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)已成為不可疏忽的環(huán)節(jié)。但在具體教學(xué)中，我們常常發(fā)現(xiàn)很多教師只是把創(chuàng)設(shè)情境作為點(diǎn)綴科學(xué)課堂的“布景”，忽視學(xué)生的真實(shí)生活和內(nèi)心需要。在這樣的情境下開展的探究活動(dòng)，往往難以解決生活中的實(shí)際問題，也窒息了學(xué)生本該活躍的思維?！扒榫硨?dǎo)向”課程設(shè)計(jì)模型強(qiáng)調(diào)：要確保探究的問題建立在擬真的情境里，情境越接近真實(shí)，綜合性越強(qiáng)，挑戰(zhàn)性越大，學(xué)習(xí)興趣越濃。因此，在科學(xué)教學(xué)中要從兒童需要出發(fā)，善于創(chuàng)設(shè)有吸引力和挑戰(zhàn)性的真實(shí)情境，讓科學(xué)探究真正走近生活，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念，提高探究技能，有效達(dá)成課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

執(zhí)教《光是怎樣傳播的》一課時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生的探究興趣，引入環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了以下教學(xué)情境：課前拉上科學(xué)教室的窗簾，營造一個(gè)光線很暗的環(huán)境，學(xué)生進(jìn)來一片漆黑，拉開窗簾，教室馬上變得明亮。筆者順勢(shì)拋出問題：陽光是沿著怎樣的路線跑進(jìn)教室的呢？讓學(xué)生畫出光的傳播路線，驗(yàn)證光的傳播路線。但發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“光的直線傳播”有著比較豐富的感性認(rèn)識(shí)，探究興趣其實(shí)并不高?！扒榫硨?dǎo)向”模型提醒了筆者，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的需要設(shè)計(jì)出能統(tǒng)整教材且能解決實(shí)際問題的真實(shí)情境。于是，在另一個(gè)班級(jí)執(zhí)教時(shí)創(chuàng)設(shè)了以下情境：小明陪媽媽去醫(yī)院看病，門診大樓內(nèi)有一個(gè)陰暗的長通道，作為健康人走在里面感到陰森森的，更別說病人了。樂觀開朗的心情有利于病人康復(fù)，如何讓這陰暗的長通道變得明亮起來。大家能否想個(gè)辦法解決過道內(nèi)采光不足的問題嗎？有學(xué)生說：“我們可以把外面的光線引進(jìn)來。長通道的側(cè)面有一扇窗戶，那里有光線。”筆者立刻表揚(yáng)了這位男生觀察細(xì)致，并追問：“長通道窗口的光線為什么不能照亮整個(gè)通道？怎樣才能解決采光不足的問題……”要解決以上實(shí)際問題，就必須用上“光是直線傳播”這一科學(xué)概念，甚至要用到光的反射和折射等知識(shí)，這無疑給學(xué)生提供了一個(gè)挑戰(zhàn)的舞臺(tái)，不著痕跡地激活了學(xué)生的思維，催發(fā)學(xué)生激烈爭(zhēng)辯，反復(fù)驗(yàn)證……在探究過程中，學(xué)生真正成為了體驗(yàn)者、創(chuàng)造者和成功者。

美國科學(xué)教育專家蘭本達(dá)曾說過：“學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者自身內(nèi)部發(fā)生的過程，他越是卷入得深——他越是有動(dòng)力——也就越能積極地和這一過程合作?！边@句話再一次啟示我們：要在立足兒童需要的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)富有挑戰(zhàn)性的真實(shí)情境，喚起每一位學(xué)生真正“卷入”有效的、有價(jià)值的探究活動(dòng)，在活動(dòng)中有機(jī)建構(gòu)知識(shí)，獲得解決實(shí)際問題的能力。

二、調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，助推自主探究

一堂課從來不會(huì)按計(jì)劃發(fā)生。教學(xué)不是演“教案劇”，教學(xué)過程不是忠實(shí)地執(zhí)行教案的過程，而是師生富有個(gè)性的創(chuàng)造過程。教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置不能拘泥于教材，宜摒棄程序化的彩排。學(xué)生的“學(xué)”是一面鏡子，宜從兒童需要出發(fā)，在洞察學(xué)情的基礎(chǔ)上與“勢(shì)”俱進(jìn)，以學(xué)促教，及時(shí)調(diào)整既定的教學(xué)環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)手段，以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性為前提，靈活協(xié)調(diào)，融會(huì)貫通，從而使科學(xué)探究充滿靈動(dòng)、智慧和活力，最大限度滿足學(xué)生需要，切實(shí)提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

《陽光下的影子》通常安排如下教學(xué)環(huán)節(jié)：先提出問題：陽光下物體的影子在變化嗎？是怎樣變化的？要求學(xué)生說說自己的推測(cè)和理由;指導(dǎo)學(xué)生研究陽光下物體影子的變化，隔10分鐘觀測(cè)、記錄一次，把太陽的位置和方向、物體的高度和影子長度都記錄下來;課后繼續(xù)觀測(cè)，隔一節(jié)課觀察一次，觀測(cè)數(shù)據(jù)和交流研討則放在下一課時(shí)。這樣設(shè)計(jì)，課堂上觀測(cè)間隔時(shí)間相對(duì)較短，白紙上描下的影子軌跡比較密集，長短變化不明顯，學(xué)生也不容易畫好，而且很難準(zhǔn)確描述出太陽在天空中的具體位置變化。整堂課最多只能獲取2至3個(gè)數(shù)據(jù)，這幾個(gè)數(shù)據(jù)又能說明什么問題呢？課后每隔一節(jié)課觀測(cè)一次，下課時(shí)學(xué)生比較匆忙，影響了學(xué)生的探究熱情，不少學(xué)生只是應(yīng)付一下。如何從學(xué)生的需要出發(fā)，讓教學(xué)設(shè)計(jì)更合理，更能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，筆者對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整。觀測(cè)陽光下物體影子變化的實(shí)驗(yàn)所需的器材比較簡單，操作也不難，因此在課前先教會(huì)學(xué)生如何觀察并記錄影子的方法。要求學(xué)生利用周六或周日從早上7點(diǎn)開始至下午5點(diǎn)，每隔一小時(shí)準(zhǔn)時(shí)整點(diǎn)記錄下物體的影子，請(qǐng)家長陪同參與。學(xué)生把學(xué)會(huì)的觀測(cè)方法教給父母，和父母組成合作小組進(jìn)行觀測(cè)記錄，特別富有成就感，觀測(cè)記錄也會(huì)特別認(rèn)真。上課時(shí)組織學(xué)生一起對(duì)課前采集好的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)制作柱狀圖。間隔一小時(shí)的影子長度差距較大，一天中太陽在天空中的位置變化也很明顯，直觀形象的柱狀圖更讓學(xué)生一目了然。經(jīng)過交流研討、集體智慧的沖浪之后，學(xué)生很快找到了一天中影子長短變化的規(guī)律。教學(xué)環(huán)節(jié)的調(diào)整極大地激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，提高了課堂效率。

實(shí)踐告訴我們：教學(xué)環(huán)節(jié)一定要以生為本，把握學(xué)生心理特點(diǎn)，立足兒童需要，與時(shí)俱進(jìn)，靈活納入彈性成分。只有這樣，才能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，推動(dòng)自主探究，構(gòu)建張力課堂，使學(xué)生的思維更加靈活、更加廣闊。

三、捕捉“意外”生成，張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性

霍姆林斯基曾說：“教育的技巧并不在于能預(yù)見到課的細(xì)節(jié)，而在于根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，巧妙的在學(xué)生不知不覺之中做出相應(yīng)的變動(dòng)。”科學(xué)課程強(qiáng)調(diào)開放性、生成性。當(dāng)“意外”不期而至?xí)r，我們要抓住時(shí)機(jī)，用心挖掘，把它作為教學(xué)新的生長點(diǎn)，適時(shí)進(jìn)行價(jià)值引領(lǐng)，讓學(xué)生充分展示思維過程，讓課堂因生成而充滿生機(jī)。

學(xué)習(xí)《液體的熱脹冷縮》一課時(shí)，學(xué)生利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置（裝有紅色液體的燒瓶，在瓶口塞上帶有玻璃細(xì)管的橡皮塞）開始了實(shí)驗(yàn)探究。各小組細(xì)心地在玻璃細(xì)管原來的液面做好記號(hào)，然后將燒瓶放入盛有熱水的水槽，根據(jù)不同的時(shí)間間隔記錄水柱的高度變化……實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得很順利，各小組紛紛匯報(bào)了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：燒瓶放入熱水中，細(xì)管中的紅色液柱慢慢上升，拿出水槽后液柱又慢慢下降。這時(shí)第四小組有位學(xué)生突然說道：“我們組發(fā)現(xiàn)玻璃管中的紅水上升得特別快，還從管子里冒了出來。燒瓶拿出水槽時(shí)，下降得也特別快，這是為什么呢？”這不是熱脹冷縮現(xiàn)象嗎？真是節(jié)外生枝。看著那位學(xué)生執(zhí)著的眼神和其他孩子疑惑的表情，筆者將講臺(tái)上的水槽倒上熱水，然后請(qǐng)這位學(xué)生上臺(tái)演示，并用視頻展示。只見液面慢慢地上升著，并沒有出現(xiàn)那位同學(xué)所期待的現(xiàn)象。那位學(xué)生急切地說：“也許水槽中的熱水有點(diǎn)少，再加點(diǎn)吧。”熱水加入了水槽中，只見細(xì)管中的紅水快速上升，從管口沖了出來。學(xué)生一下子被這現(xiàn)象深深吸引住了。同樣是熱脹冷縮，為什么第四小組和其他小組的現(xiàn)象有差異呢？水槽內(nèi)的熱水裝得不夠多，為什么沒有出現(xiàn)液柱快速上升的現(xiàn)象呢？圍繞這兩個(gè)問題學(xué)生進(jìn)行了新一輪的探究。通過進(jìn)一步探究，終于找到了原因：原來其他小組燒瓶內(nèi)的液體是滿滿的，第四小組燒瓶內(nèi)的液體差了一點(diǎn)兒，離瓶口還有一小截距離。空氣的熱脹冷縮可能比液體明顯得多，這截空氣受熱膨脹增加了液面的壓力，所以玻璃管中的液體快速上升。水槽中的熱水裝得少，夠不到這截空氣時(shí)，當(dāng)然就不會(huì)出現(xiàn)快速上升的現(xiàn)象了……空氣的熱脹冷縮是下節(jié)課要研究的內(nèi)容，筆者深深為自己能及時(shí)捕捉這一“意外”生成展開教學(xué)而感到欣慰。

葉瀾教授曾說過：課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時(shí)都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都必須遵循固定線路而沒有激情的行程。教師務(wù)必做到心中有學(xué)生，尊重兒童需要。及時(shí)抓住并靈活處理具有“生成價(jià)值”的問題，在看似不和諧的“意外”之中生成精彩，讓學(xué)生的個(gè)性得以充分張揚(yáng)，讓教學(xué)充滿靈動(dòng)、智慧與活力。

四、尊重學(xué)生成果，培養(yǎng)實(shí)證意識(shí)

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)特別強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)。讓學(xué)生明確：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集，就是收集證據(jù)，沒有可靠的證據(jù)支持，結(jié)論就沒有可信度。數(shù)據(jù)是學(xué)生解釋現(xiàn)象和得出結(jié)論的重要支撐，因此，尊重?cái)?shù)據(jù)是科學(xué)探究必須遵循的準(zhǔn)則。但在實(shí)際教學(xué)中，不少教師沒有充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。在實(shí)驗(yàn)完成后，只選擇部分小組展示數(shù)據(jù)后匆匆得出結(jié)論，對(duì)一些“不盡如人意”的數(shù)據(jù)視而不見，避開所謂的“麻煩”，或者一句“你們小組的數(shù)據(jù)有問題”一帶而過。這樣的數(shù)據(jù)往往是片面的，結(jié)論是草率的，難以服眾，與科學(xué)教學(xué)完全相悖。在科學(xué)探究活動(dòng)中，我們必須立足于兒童需要，尊重來自學(xué)生的數(shù)據(jù)，展示學(xué)生的“研究成果”，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)整理、分析，挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的規(guī)律，形成結(jié)論。

《擺的研究》一課，針對(duì)“擺的快慢與什么因素有關(guān)？”這個(gè)問題，學(xué)生進(jìn)行了假設(shè)：“擺的快慢可能與擺錘的重量、擺繩的長短、擺幅的大小有關(guān)?！庇辛饲耙徽n的學(xué)習(xí)，學(xué)生已達(dá)成共識(shí)，擺動(dòng)快慢與擺幅的關(guān)系不大。另外兩個(gè)假設(shè)是否成立，必須通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)、搜集數(shù)據(jù)、分析論證才能證明。學(xué)生認(rèn)真設(shè)計(jì)并開展了多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，取好平均值。各組紛紛展示自己的勞動(dòng)成果，匯總、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：擺繩的長短會(huì)影響擺的快慢。擺繩越長擺動(dòng)越慢，擺繩越短擺動(dòng)越快。當(dāng)筆者得出結(jié)論板書時(shí)，每個(gè)小組都露出了成功的喜悅?！皵[錘的重量是否影響擺的快慢？”11個(gè)小組的數(shù)據(jù)都指向擺的快慢與擺錘的重量無關(guān)，但有一個(gè)小組擺錘1倍重量、2倍重量、3倍重量時(shí)擺動(dòng)的次數(shù)分別是20次、18次、17次。這組學(xué)生為什么會(huì)得出異樣的數(shù)據(jù)？事實(shí)證明：課堂上出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)恰恰是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識(shí)、體驗(yàn)科學(xué)本質(zhì)的一個(gè)良機(jī)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)方法是否正確、實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、變量的控制是否到位，都有可能成為異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因。筆者及時(shí)引導(dǎo)該組學(xué)生展示他們的實(shí)驗(yàn)過程，原來他們掛鉤碼時(shí)沒有遵照老師指導(dǎo)的方法。其他組鉤碼都是掛在回形針上，掛成一橫排，而這組學(xué)生則是一個(gè)接在另一個(gè)下面，掛成一長條。掛法不一致導(dǎo)致實(shí)際擺長發(fā)生了變化，當(dāng)然擺動(dòng)次數(shù)就變化了。通過對(duì)“異常數(shù)據(jù)”的分析，學(xué)生明白了操作嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹匾?，進(jìn)一步強(qiáng)化了實(shí)證意識(shí)。

兒童需要是科學(xué)探究的風(fēng)向標(biāo)。應(yīng)從兒童需要出發(fā)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，捕捉“意外”生成，尊重學(xué)生成果，切實(shí)順應(yīng)兒童的生活經(jīng)驗(yàn)、感知特點(diǎn)和發(fā)展需求，把控好探究方向。惟有如此，我們的科學(xué)課堂才能充滿生命活力，學(xué)生才能得到更好的成長和發(fā)展。