動手又動腦 探究亦思辨

姚益明

當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課上，學(xué)生在實驗操作過程中，往往呈現(xiàn)出一種“動手不動腦”的狀態(tài)。這樣的實驗形式僅僅為知識目標(biāo)的達成服務(wù)，忽視了技能、過程與方法及情感、態(tài)度、價值觀的落實，使得實驗本身應(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)，從實驗方案設(shè)計、實驗條件控制及實驗異?，F(xiàn)象分析等幾個角度挖掘?qū)嶒炛械乃季S點，引導(dǎo)學(xué)生走出“動手不動腦”的誤區(qū)，達到既動手又動腦的目的。

實驗教學(xué)是課堂教學(xué)的重要組成部分，探究是培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力和創(chuàng)新精神的重要途徑，但是，很多老師并沒有真正理解探究的意義，以為只要學(xué)生親自動手了就是探究，脫離了對學(xué)生的動腦的訓(xùn)練。實際上，動手是為了讓學(xué)生在這個過程中學(xué)會動腦，如果只注重動手而忽視了動腦，勢必阻礙學(xué)生思維能力的發(fā)展。

在實驗課教學(xué)中，我們要根據(jù)學(xué)生的實際情況，積極引導(dǎo)學(xué)生走出“動手不動腦”的誤區(qū)，讓學(xué)生在實驗中不僅能學(xué)習(xí)知識，而且能運用知識，使學(xué)生的綜合設(shè)計能力和思維能力得到最大發(fā)展，真正發(fā)揮出實驗教學(xué)的載體功能，讓學(xué)生在動手的同時學(xué)會動腦。

一、設(shè)計方案時，引發(fā)思辨

只有當(dāng)學(xué)生明確了要做什么、怎么做，實驗教學(xué)才能順利地進行下去。探究學(xué)習(xí)并非僅限于在學(xué)生動手操作下實施。在實驗方案設(shè)計過程中，教師是實驗活動的參與者與調(diào)控者，要引導(dǎo)學(xué)生積極動腦，思考怎樣實驗;在討論制定實驗方案以及在反復(fù)實驗過程中，要鼓勵學(xué)生收集、分析相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論。在這個過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，則限制了學(xué)生。

如在研究“不同斜面的坡度”時，因為剛做了“斜面能省力”這一實驗，教師趁熱打鐵，用課件出示“實驗名稱”“預(yù)測”“實驗步驟”與“溫馨提示”等四項內(nèi)容，讓學(xué)生通過小組討論，完成這一份實驗設(shè)計，五分鐘以后進行交流完善。這樣的實驗設(shè)計方案來自學(xué)生，正因為他們動腦了，所以在接下來的動手過程中便顯得輕而易舉，再不會因沒有聽清楚實驗方法而喊“救兵”了，同時也極大地提高了學(xué)生的興趣，緊緊抓住了學(xué)生的注意力達到最佳的實驗指導(dǎo)效果。

簡單的方案學(xué)生會設(shè)計好，而對于較難的實驗，教師要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計，但不管怎樣的方案，教師都不要急于評價，應(yīng)創(chuàng)設(shè)出適宜的情境，讓學(xué)生在爭論中選擇優(yōu)化方案。這樣不僅能達到對知識的融會貫通，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驗中，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)過討論后學(xué)生一致認(rèn)為：重的人離支點近一些，輕的人離支點遠一些。

我們現(xiàn)在要在實驗室里研究杠桿的平衡條件，應(yīng)該怎樣設(shè)計實驗？（已知實驗器材）

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，無法確定用力點到支點的距離，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)和用力點到支點的距離。

生4：鉤碼要是不同個數(shù)，而且要多次實驗，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)生自己的不斷補充中，方案不斷完善，難點也逐個攻破。他們在動手之前很好地動腦設(shè)計出了自己的實驗方案。

二、變量控制中，展開思辨

在實際實驗中會有很多的變量，研究某一條件時就需要控制其他條件不變，否則無法得出科學(xué)的結(jié)論。在探究活動的過程中，小學(xué)生對實驗條件的控制的意識不強，在實驗之前讓學(xué)生討論怎樣控制實驗中的應(yīng)變量與自變量，能激發(fā)學(xué)生動腦的積極性。

如：一位老師上的《誰流得更快一些》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中。這堂課的活動是讓三年級學(xué)生比較食用油、水、洗潔精三種液體誰流得更快一些?；顒又?，老師讓學(xué)生討論一個比賽方案，特別強調(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，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，三種液體要在同一條直線上開始流才公平;還有學(xué)生說，三種液體流動比賽要同時開始，所以，滴好以后，將玻璃一端抬起來，不能有傾斜，這樣比賽才公正……實際上，老師就是用通俗易懂的方法告訴學(xué)生，在這個實驗中，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)老師從三年級開始就一點一點地滲透實驗條件的控制與關(guān)系，讓學(xué)生參與到實驗條件控制的討論中來，積極動腦思考，這對學(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)計實驗來證明呢？

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

師：實驗時有三個條件可以改變，需要控制兩個條件不變來研究第三個條件，所以需設(shè)計二組對照實驗。

小組討論后，最終設(shè)計出如下圖的對照實驗。

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)。

通過實驗，在知識層面上，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)，達成實驗教學(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。

從學(xué)生的實驗記錄中，不難看出學(xué)生在開展實驗的過程中，有許多意外的發(fā)現(xiàn)，這是教師傳授實驗所不能做到的;同時，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、實驗意外處，引導(dǎo)思辨

學(xué)生在完成科學(xué)實驗時經(jīng)常會遇到形形色色的異?，F(xiàn)象，從傳統(tǒng)的眼光看來，這些情況是實驗的失敗，但從另一個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)新精神和實踐能力的寶貴資源。很多的異常實驗現(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)生進行自主探究，以得出科學(xué)的結(jié)論。

如：上《電和磁》一課時，一位老師由于準(zhǔn)備材料時比較匆忙，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，盡快點亮小燈泡。

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

（學(xué)生開始以小組為單位連接電路了）

生：這是什么垃圾呀，怎么點不亮（一學(xué)生自言自語道）。

生：老師，我們組也不亮啊，這些材料好像有問題（又有一學(xué)生喊道）。

（老師巡視檢查發(fā)現(xiàn)問題，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)過的知識，如果不亮，我們該怎么辦呢？

生：找原因。

師：對，老師相信你們。

（學(xué)生受了老師的鼓舞，更專注地投入到實驗）

生：老師，我的電線老化了。

生：我的接頭生銹了。

生：我的開關(guān)接觸不良。

生：我的電池沒電了。

……

（學(xué)生們開始整理電路：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）

正所謂是撥開云霧見陽光，學(xué)生經(jīng)歷“挫折”之后，會倍感成功的喜悅和學(xué)習(xí)樂趣的所在。學(xué)生的動手能力、探究能力、創(chuàng)造能力都有了新的飛躍。在實驗過程中指導(dǎo)學(xué)生積極動腦，學(xué)會及時發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，并查找原因，這對學(xué)生觀察、分析問題能力的培養(yǎng)有著非常積極的作用。

實際教學(xué)中，我們要以“以學(xué)定教”的理念為指導(dǎo)，從學(xué)生的實際出發(fā)，充分發(fā)揮實驗教學(xué)的優(yōu)勢，通過各種途徑引導(dǎo)學(xué)生利用各種實驗器材，設(shè)計出更切實際的實驗方案，引導(dǎo)學(xué)生去探究和操作，使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，讓實驗成為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的鋪路石，真正做到“動手又動腦”。