動(dòng)手又動(dòng)腦 探究亦思辨

◇姚益明

當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課上，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，往往呈現(xiàn)出一種“動(dòng)手不動(dòng)腦”的狀態(tài)。這樣的實(shí)驗(yàn)形式僅僅為知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成服務(wù)，忽視了技能、過(guò)程與方法及情感、態(tài)度、價(jià)值觀的落實(shí)，使得實(shí)驗(yàn)本身應(yīng)有的“四維目標(biāo)”載體功能缺失。本文以“以學(xué)定教”的課堂教學(xué)理念為指導(dǎo)，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件控制及實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象分析等幾個(gè)角度挖掘?qū)嶒?yàn)中的思維點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生走出“動(dòng)手不動(dòng)腦”的誤區(qū)，達(dá)到既動(dòng)手又動(dòng)腦的目的。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的重要組成部分，探究是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新精神的重要途徑，但是，很多老師并沒(méi)有真正理解探究的意義，以為只要學(xué)生親自動(dòng)手了就是探究，脫離了對(duì)學(xué)生的動(dòng)腦的訓(xùn)練。實(shí)際上，動(dòng)手是為了讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中學(xué)會(huì)動(dòng)腦，如果只注重動(dòng)手而忽視了動(dòng)腦，勢(shì)必阻礙學(xué)生思維能力的發(fā)展。

在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，我們要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，積極引導(dǎo)學(xué)生走出“動(dòng)手不動(dòng)腦”的誤區(qū)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不僅能學(xué)習(xí)知識(shí)，而且能運(yùn)用知識(shí)，使學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和思維能力得到最大發(fā)展，真正發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的載體功能，讓學(xué)生在動(dòng)手的同時(shí)學(xué)會(huì)動(dòng)腦。

一、設(shè)計(jì)方案時(shí)，引發(fā)思辨

只有當(dāng)學(xué)生明確了要做什么、怎么做，實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能順利地進(jìn)行下去。探究學(xué)習(xí)并非僅限于在學(xué)生動(dòng)手操作下實(shí)施。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的參與者與調(diào)控者，要引導(dǎo)學(xué)生積極動(dòng)腦，思考怎樣實(shí)驗(yàn)；在討論制定實(shí)驗(yàn)方案以及在反復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要鼓勵(lì)學(xué)生收集、分析相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在這個(gè)過(guò)程中教師要特別注意啟發(fā)“度”的把握，太少，學(xué)生困難大；太過(guò)，則限制了學(xué)生。

如在研究“不同斜面的坡度”時(shí)，因?yàn)閯傋隽恕靶泵婺苁×Α边@一實(shí)驗(yàn)，教師趁熱打鐵，用課件出示“實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)”“預(yù)測(cè)”“實(shí)驗(yàn)步驟”與“溫馨提示”等四項(xiàng)內(nèi)容，讓學(xué)生通過(guò)小組討論，完成這一份實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，五分鐘以后進(jìn)行交流完善。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案來(lái)自學(xué)生，正因?yàn)樗麄儎?dòng)腦了，所以在接下來(lái)的動(dòng)手過(guò)程中便顯得輕而易舉，再不會(huì)因沒(méi)有聽(tīng)清楚實(shí)驗(yàn)方法而喊“救兵”了，同時(shí)也極大地提高了學(xué)生的興趣，緊緊抓住了學(xué)生的注意力達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)效果。

簡(jiǎn)單的方案學(xué)生會(huì)設(shè)計(jì)好，而對(duì)于較難的實(shí)驗(yàn)，教師要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)，但不管怎樣的方案，教師都不要急于評(píng)價(jià)，應(yīng)創(chuàng)設(shè)出適宜的情境，讓學(xué)生在爭(zhēng)論中選擇優(yōu)化方案。這樣不僅能達(dá)到對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通，也提升了學(xué)生的發(fā)散性思維。

又如：在研究杠桿的平衡實(shí)驗(yàn)中，教師以學(xué)生熟悉的蹺蹺板為例，提出蹺蹺板須滿足什么條件才能平衡？

經(jīng)過(guò)討論后學(xué)生一致認(rèn)為：重的人離支點(diǎn)近一些，輕的人離支點(diǎn)遠(yuǎn)一些。

我們現(xiàn)在要在實(shí)驗(yàn)室里研究杠桿的平衡條件，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？（已知實(shí)驗(yàn)器材）

生1：先讓杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，再掛鉤碼使杠桿再次處于靜止?fàn)顟B(tài)。

生2：不行，傾斜的靜止就不行，無(wú)法確定用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，一定要水平靜止。（很好地解釋了杠桿為什么要水平靜止。）

生3：有理。然后在兩邊掛鉤碼，使杠桿再次平衡，記下鉤碼數(shù)和用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離。

生4：鉤碼要是不同個(gè)數(shù)，而且要多次實(shí)驗(yàn)，這樣才能得出一般性的結(jié)論。

生5：另一側(cè)用彈簧秤拉也可以。

生6：在同側(cè)拉也可以，但方向要向上。

在學(xué)生自己的不斷補(bǔ)充中，方案不斷完善，難點(diǎn)也逐個(gè)攻破。他們?cè)趧?dòng)手之前很好地動(dòng)腦設(shè)計(jì)出了自己的實(shí)驗(yàn)方案。

二、變量控制中，展開(kāi)思辨

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中會(huì)有很多的變量，研究某一條件時(shí)就需要控制其他條件不變，否則無(wú)法得出科學(xué)的結(jié)論。在探究活動(dòng)的過(guò)程中，小學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制的意識(shí)不強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)之前讓學(xué)生討論怎樣控制實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)變量與自變量，能激發(fā)學(xué)生動(dòng)腦的積極性。

如：一位老師上的《誰(shuí)流得更快一些》很出色地將變量的有關(guān)概念滲透到了充滿于兒童情趣的探究活動(dòng)中。這堂課的活動(dòng)是讓三年級(jí)學(xué)生比較食用油、水、洗潔精三種液體誰(shuí)流得更快一些?；顒?dòng)之前，老師讓學(xué)生討論一個(gè)比賽方案，特別強(qiáng)調(diào)了比賽一定要公平公正。于是，孩子們積極思考，馬上就想出了讓比賽公平公正的方法，有的學(xué)生說(shuō)，在玻璃上滴的洗潔精、水和食用油的量要一樣多；有的學(xué)生則說(shuō)，三種液體要在同一條直線上開(kāi)始流才公平；還有學(xué)生說(shuō)，三種液體流動(dòng)比賽要同時(shí)開(kāi)始，所以，滴好以后，將玻璃一端抬起來(lái)，不能有傾斜，這樣比賽才公正……實(shí)際上，老師就是用通俗易懂的方法告訴學(xué)生，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，只有三種液體是可以改變的，而且要控制好滴在玻璃上的洗潔精、水和食用油的量，其他條件都要一樣，只有控制好這些變量后，才能使比賽公平公正。

如果我們科學(xué)老師從三年級(jí)開(kāi)始就一點(diǎn)一點(diǎn)地滲透實(shí)驗(yàn)條件的控制與關(guān)系，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)條件控制的討論中來(lái)，積極動(dòng)腦思考，這對(duì)學(xué)生的發(fā)展也是極為有利的。

又如：在“種子萌發(fā)需要什么條件”的教學(xué)中，一位老師是這樣設(shè)計(jì)的：

師：影響種子萌發(fā)的主要條件有哪些？（溫度，水分，氧氣）。

師：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明呢？

生1：10 粒種子浸入水中，另10 粒加入適量的水。

生2：把20粒種子分別放入兩個(gè)瓶子里，都加入適量的水，一瓶放在常溫下，另一瓶放入冰箱里。

師：在第一個(gè)方案中，哪些條件改變了？（氧氣、水分）；第二個(gè)方案改變的條件是什么？（溫度、氧氣）。

師：實(shí)驗(yàn)時(shí)有三個(gè)條件可以改變，需要控制兩個(gè)條件不變來(lái)研究第三個(gè)條件，所以需設(shè)計(jì)二組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

小組討論后，最終設(shè)計(jì)出如下圖的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

綠豆可用鐵絲固定。

A組可放置房間內(nèi)。

B組可放置冰箱內(nèi)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在知識(shí)層面上，學(xué)生知道了綠豆種子萌發(fā)的條件和萌發(fā)的過(guò)程；在操作層面上，學(xué)生明確了控制變量的方法；在情感層面上，培養(yǎng)了學(xué)生的細(xì)致與持之以恒的品質(zhì)，達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)設(shè)目標(biāo)。除此之外，學(xué)生還有許多新的發(fā)現(xiàn)和收獲。如：在有光和無(wú)光條件下植物種子都能萌發(fā)，但有光條件下植物種子的胚芽底部和胚軸部分呈現(xiàn)紫紅色，且幼苗較為粗壯；而無(wú)光條件下植物種子的胚芽底部和胚軸部分顏色偏白，且幼苗細(xì)長(zhǎng)。

從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄中，不難看出學(xué)生在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有許多意外的發(fā)現(xiàn)，這是教師傳授實(shí)驗(yàn)所不能做到的；同時(shí)，也可以看出學(xué)生具有一定的觀察能力和思辨精神，如能得到教師的肯定鼓勵(lì)和多次訓(xùn)練，加以鞏固后，就能提升為一種學(xué)習(xí)品質(zhì)。

三、實(shí)驗(yàn)意外處，引導(dǎo)思辨

學(xué)生在完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到形形色色的異?，F(xiàn)象，從傳統(tǒng)的眼光看來(lái)，這些情況是實(shí)驗(yàn)的失敗，但從另一個(gè)角度看這又可能是好事，它可以轉(zhuǎn)換成為我們培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的寶貴資源。很多的異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象除人為的操作失誤以外，必定是事出有因，因此教師可以提供一些有效的研究方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，以得出科學(xué)的結(jié)論。

如：上《電和磁》一課時(shí)，一位老師由于準(zhǔn)備材料時(shí)比較匆忙，將一些棄置不用的電路元件分給學(xué)生。上課之前，老師讓學(xué)生回憶電路連接方法，盡快點(diǎn)亮小燈泡。

師：同學(xué)們，請(qǐng)用老師給你們準(zhǔn)備的材料點(diǎn)亮小燈泡，比一比，看哪組最快？

（學(xué)生開(kāi)始以小組為單位連接電路了）

生：這是什么垃圾呀，怎么點(diǎn)不亮（一學(xué)生自言自語(yǔ)道）。

生：老師，我們組也不亮啊，這些材料好像有問(wèn)題（又有一學(xué)生喊道）。

（老師巡視檢查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，但不露聲色）

師：同學(xué)們，你們要細(xì)心哦，回憶一下我們以前學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，如果不亮，我們?cè)撛趺崔k呢？

生：找原因。

師：對(duì)，老師相信你們。

（學(xué)生受了老師的鼓舞，更專(zhuān)注地投入到實(shí)驗(yàn)）

生：老師，我的電線老化了。

生：我的接頭生銹了。

生：我的開(kāi)關(guān)接觸不良。

生：我的電池沒(méi)電了。

……

（學(xué)生們開(kāi)始整理電路：換條電線與接頭，如果接觸不良，則用手按著使之連接……）

生：亮了！亮了?。▽W(xué)生們的歡呼聲不絕于耳）

正所謂是撥開(kāi)云霧見(jiàn)陽(yáng)光，學(xué)生經(jīng)歷“挫折”之后，會(huì)倍感成功的喜悅和學(xué)習(xí)樂(lè)趣的所在。學(xué)生的動(dòng)手能力、探究能力、創(chuàng)造能力都有了新的飛躍。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生積極動(dòng)腦，學(xué)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，并查找原因，這對(duì)學(xué)生觀察、分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)有著非常積極的作用。

實(shí)際教學(xué)中，我們要以“以學(xué)定教”的理念為指導(dǎo)，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)各種途徑引導(dǎo)學(xué)生利用各種實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出更切實(shí)際的實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生去探究和操作，使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，讓實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的鋪路石，真正做到“動(dòng)手又動(dòng)腦”。