以《齒輪》一課為例談“探究—體驗”教學策略

山東省臨沂市第一實驗小學 陳連恩

小學科學的學科特點，是以探究為手段，通過情境設置、提出問題、分析問題、解決問題為基本思路，培養(yǎng)學生的科學探究能力，提高學生的科學素養(yǎng)。在平時的課堂教學中，我注重讓學生經(jīng)歷完整的科學探究過程，學會觀察現(xiàn)象、提出感興趣有意義的科學問題，并根據(jù)問題設計切實可行的實驗方案，依據(jù)方案驗證猜想、得出結論，并最終獲得認知。通過不斷的學習和鍛煉，學生不僅學科學、愛科學，而且逐漸養(yǎng)成了善于觀察、善于動手的科學情感態(tài)度與價值觀。

在教學《齒輪》這一課時，我同樣是根據(jù)生活經(jīng)驗，以問題導入，讓學生想一想“哪些地方用到齒輪”，以此來確定本課的研究方向。學生通過交流，會產(chǎn)生一系列的有關齒輪的問題。在這些問題中，引導學生選取最基本、有價值的問題進行探究，從而確定本課的探究主題，即“研究齒輪的作用”。為了研究這個問題，我是這樣設計的，先讓學生制作齒輪，希望通過制作活動，讓學生首先發(fā)現(xiàn)齒輪的特點（即合格的齒輪只有是圓形的并且齒輪要均勻，才能夠很好地嚙合在一起并能正常轉(zhuǎn)動），然后通過實驗去發(fā)現(xiàn)齒輪的作用（傳遞力量、改變用力方向、改變轉(zhuǎn)速），為了鞏固學生的學習成果，我還通過聯(lián)系實際的方法讓學生討論齒輪在生活中所用到的地方，以及這些地方分別利用了齒輪的哪些作用。問題“生活中哪些地方還用到了齒輪呢？”將探究延伸至課下，不僅在時間、空間上拓展了學生的探究與學習，同時使學生形成一種科學來源于生活，又運用于生活的意識，培養(yǎng)將科學思維應用于生活實際的習慣。

在進行課堂探究時，我注重培養(yǎng)學生多方面的能力，比如動手操作的能力、細致觀察的能力、動腦思考的能力，以及根據(jù)現(xiàn)象進行歸納總結的能力。通過確定探究內(nèi)容、制定探究計劃、實施方案等一系列活動，學生不僅能體驗到完整、嚴謹?shù)奶骄窟^程，而且明確了齒輪的特點，發(fā)現(xiàn)了齒輪的作用。同時，為了拓寬學生的知識面在探究活動之后，又引入我國制造和應用齒輪方面的內(nèi)容，以進一步激發(fā)學生探究齒輪的興趣。

案例：

在研究齒輪的三個作用時，其中一個齒輪的作用是改變轉(zhuǎn)速，學生通過大小齒輪的嚙合，能看到：當大齒輪以一定速度轉(zhuǎn)動時，會帶動小齒輪以更快的速度轉(zhuǎn)動，但是無法用具體的數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來。于是，我便引導學生通過標一標、數(shù)一數(shù)、比一比的方法，讓學生明確感受到“改變轉(zhuǎn)速”這一作用。

師：當我們勻速轉(zhuǎn)動大齒輪時，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：小齒輪也在勻速轉(zhuǎn)動。

生：小齒輪以更快的速度轉(zhuǎn)動。

師：同學們觀察得特別仔細。那小齒輪比大齒輪快多少，我們可以怎樣去測量呢？

（小組討論，匯報、補充與完善。）

師：我們可以這樣做：將大小齒輪嚙合，在嚙合處，分別用標記筆標注嚙合點，就像這樣（教師示范），然后將大齒輪轉(zhuǎn)動一周，數(shù)出小齒輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，并記錄下來?？疵靼琢藛幔?/p>

生：明白了。

師：好，現(xiàn)在請同學們小組合作進行操作，注意仔細觀察并記錄下數(shù)據(jù)。

…………

師：哪個小組來匯報你們的發(fā)現(xiàn)？

生：通過操作我們發(fā)現(xiàn)，當大齒輪轉(zhuǎn)動一周，小齒輪轉(zhuǎn)動兩周半，也就是說，小齒輪的轉(zhuǎn)速是大齒輪的2.5倍。

…………

師：是的，通過觀察、記錄與比較，我們不僅發(fā)現(xiàn)兩個齒輪的轉(zhuǎn)速不同，而且還能發(fā)現(xiàn)它們之間的倍數(shù)關系，這就是記錄的重要性。當我們在進行科學研究時，不僅要多看多想，還要多多地用手去做，在做的過程中，注意利用好我們的筆來進行記錄，這樣我們的科學研究才會更加深入與細致。

在科學課教學中應注重以“探究—體驗”式教學為主要方法，在具體的教學過程中，我主要從一下幾個方面來進行強化訓練，以達到培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)的目的：

1.從生活場景中提出問題。

比如在本課中，齒輪是生活中常見的一種機械，學生都不陌生，尤其是高年級的學生，對齒輪更加熟悉。齒輪在很多玩具比如四驅(qū)車里都常常用到，學生會對齒輪的作用有一些淺顯模糊的認知。因此，在上課之初，讓學生說一說生活中哪些地方用到齒輪、說一說所觀察到的齒輪有什么特點，以及對于齒輪所產(chǎn)生的疑問等問題。這樣不僅可以對學生的學前情況有一個大體的了解，而且大大調(diào)動了學生的生活經(jīng)驗，激發(fā)學生的探究興趣，為后續(xù)的探究活動做充足的準備。

為了讓探究活動有效，集中學生注意力，我還注意利用討論、交流、演示等多種方法激發(fā)學生的探究興趣，以興趣促學習，讓學生在持續(xù)不斷的興趣推動下，完成一系列的探究、體驗、發(fā)現(xiàn)活動?！白鳊X輪”環(huán)節(jié)是學生非常感興趣的部分，學生的注意力往往落在材料、工具和動手操作上，而對此活動的真正目的——即思考齒輪的形狀、特點以及齒輪要正常運轉(zhuǎn)所應該具備的條件等問題常常忽略掉。為了解決這個問題，在學生做完齒輪之后，我又以“組裝齒輪，讓小齒輪正常運轉(zhuǎn)”這樣一個要求將學生的興趣帶入下一個環(huán)節(jié)。于是，在任務的驅(qū)動下，學生又帶著這個目標，興致勃勃地開始了新的研究。當學生通過探究，知道了齒輪的作用后，又讓學生利用剛剛所學的知識猜測齒輪在不同機器中的作用并提出“生活中哪些機器中還用到了齒輪呢”這樣一個問題。如此，便將探究活動自然而然延伸到課下，又讓興趣成為了課后探究的推動力。

通過本課的教學，我深刻認識到興趣對于學生學習的重要的推動作用。如果我們能找到學生的興趣點，并充分利用到課堂的學習中，在教學中就會起到積極的輔助作用。

2.探究學習以發(fā)現(xiàn)為目的。

科學探究的目的是讓學生有所發(fā)現(xiàn)。學生在這個過程中，發(fā)現(xiàn)得越多，探究越有意義、越成功。因此，在學生進行觀察、操作等一系列探究活動時，我總期待著學生能有更多的發(fā)現(xiàn)。因此，在課堂中，我會給學生留出充足的時間去進行探究。比如本課中，在制作完小齒輪之后，給足學生時間讓他們的小齒輪轉(zhuǎn)動起來，以此來檢驗齒輪是否合格。通過這種方式學生會對齒輪的特點有新的發(fā)現(xiàn)。學生會發(fā)現(xiàn)，齒輪要想正常運轉(zhuǎn)，齒的大小應該一致并且均勻分布、齒輪的形狀應該是正圓的、齒輪的中心點也應該是在齒輪的正中心位置等問題；當解決了這些問題再次驗證齒輪的合格性時，學生又會進一步發(fā)現(xiàn)，當齒輪相互嚙合在一起進行轉(zhuǎn)動時，相連接的兩個齒輪的轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動速度也會有一定的關系，從而轉(zhuǎn)入下一個問題的研究……這樣一環(huán)又一環(huán)，一個問題的解決又連出另一個問題的提出，從而引導著學生不斷深入研究下去。

學生在探究活動中的發(fā)現(xiàn)不僅激發(fā)了學習熱情，更重要的，這些發(fā)現(xiàn)為進一步的探究與更深入的發(fā)現(xiàn)提供了前提和保障，也為最終獲得實驗結論提供了依據(jù)。

3.用記錄將探究中的發(fā)現(xiàn)進行整理與歸納。

在進行探究活動時，學生充滿興趣，他們小心翼翼操作、專心致志觀察，心情無比激動。此時，他們的注意力是非常集中的，思維也是活躍的，他們會發(fā)現(xiàn)很多問題，但是往往由于過多的關注實驗操作，他們常常會對發(fā)現(xiàn)到的問題、或是測量出的結果沒有進行及時的記錄。這樣雖然探究學習花費了大量的時間，也獲得了想要的現(xiàn)象，卻沒有將有用的信息及時記錄下來，在實驗結束時，就沒有完整全面的實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒炐畔?，就不能進行再次的分析與比較，從而實驗探究的收益也會相應減少。因此，我們要注意培養(yǎng)學生認真觀察，并且及時記錄的好習慣，用簡潔、有效的記錄表、記錄單等形式將操作中的發(fā)現(xiàn)詳細有序記錄下來，為后續(xù)的數(shù)據(jù)比較、分析、歸納、總結等環(huán)節(jié)提供依據(jù)。

在《齒輪》一課的教材中，提供的是一種比較開放的實驗記錄表，沒有很多的引導內(nèi)容，目的是讓學生根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)進行簡單的隨記，對于我的課程設計不是特別的適合，于是我進行了改進，增加了兩個欄目，即齒輪的組合方式和研究齒輪所使用的實驗方法，這樣就可以讓學生有針對性地進行操作，節(jié)約了時間、明確了研究方向，同時也讓學生的活動更有目的性。學生依據(jù)實驗記錄單的目標要求，順利完成了觀察實驗，得到了想要驗證的問題的答案。在本課的教學中，正是有效、準確的實驗記錄，為學生分析實驗現(xiàn)象提供了事實依據(jù)，為歸納總結齒輪的作用提供了有力保證。

4.交流讓認知清晰化準確化。

在探究的過程中，學生通過觀察與實驗，會有很多新的發(fā)現(xiàn)。及時引導學生將各自的發(fā)現(xiàn)與同伴進行交流討論，可以碰撞出思維火花，拓展學生的思維，從而獲取多方面、多角度的認知；如果學生有所發(fā)現(xiàn)，卻不進行表達與交流，那么新的發(fā)現(xiàn)就無從得到更清晰的認知，無法得到更完善的補充，甚至無法證明它的正確性，必要的交流不僅可以鍛煉學生的表達能力，還可以鍛煉學生的分析、總結、概括能力，同時也為后續(xù)探究的順利進行提供了保障。

在本課的探究過程中，每當進行完一個小環(huán)節(jié)，我都會留出部分時間供學生進行表達與交流，讓每位學生、每個小組在集體智慧的幫助下向著更加正確、嚴謹?shù)奶骄糠较蛉ヅ?。我的交流主要分為以下幾種類型：一是感受體驗方面的交流，比如做齒輪的心得、玩齒輪的感受；二是發(fā)現(xiàn)問題后的闡述，比如轉(zhuǎn)動自制的小齒輪時，出現(xiàn)的一些需要改進的問題，諸如此類的陳述；三是活動成果的展示，如探究齒輪的作用后，各小組對本組的發(fā)現(xiàn)進行全班的匯報；四是學生利用所學知識解決生活中實際問題的想法和猜測，如“汽車里的這些齒輪會有哪些作用”？通過豐富的交流形式和交流內(nèi)容，讓學生的思維得以碰撞，讓學生的體驗與經(jīng)歷得以豐富，使探究學習活動往更深、更廣處發(fā)展。

5.問題是使探究學習不斷深入的階梯。

愛因斯坦說過，提出一個問題往往比解決一個問題更重要。學生的探究活動往往是從一個個問題開始，又從一個個問題不斷深入的?；诖它c，本課也是以問題進行引領，學生會從一個問題的提出到一個問題的解決中產(chǎn)生新的問題，從而使得探究向更深更廣處延伸。

在本課的探究中，以“齒輪有什么作用”引入學習，學生在一系列的探究活動中會不斷地提出問題，不斷地解決問題，最終對齒輪的作用有了非常清晰的了解，而在主題探究結束之后，學生又會提出諸如“生活中還有哪些地方用到了齒輪呢”等一系列與生活相關的問題，這樣自然而然將探究活動延伸至課下，使得學生的探究學習滲透到平時的生活中，讓學生學科學、用科學的能力也得到相應的發(fā)展與提升。

在小學科學教學中，我們要注重培養(yǎng)學生善于提出問題、分析問題、根據(jù)問題設計實驗方案、并想辦法改進、完善方案，通過實驗操作驗證猜想等一系列的能力，通過這樣不斷的練習，讓學生對事物的形成、發(fā)展、變化過程有逐漸深入的體會和感觸，并不斷提高科學素養(yǎng)，這是科學教師的本分，也是我們需要不斷為之努力并且反復追求進步的地方。