淺析小學(xué)科學(xué)探究能力培養(yǎng)六步曲

摘?要：文章以探究水和油的吸熱、散熱性能為例，從推陳出新、自主閱讀、找茬思辨、合作共贏、求同存異、實(shí)事求是六個(gè)層次闡述如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué);探究;閱讀;吸熱;散熱

科學(xué)探究能力是一種綜合性能力，學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中思的合作學(xué)習(xí)中，能培養(yǎng)提出科學(xué)問(wèn)題的能力、收集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力等，對(duì)于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性、批判性思維和想象力具有重要的意義。那么如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力呢，筆者認(rèn)為，應(yīng)該依托于實(shí)驗(yàn)探究，運(yùn)用合適的策略，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

一、 推陳出新，設(shè)計(jì)探究方案

小學(xué)生的科學(xué)探究能力還處在不斷摸索的階段，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回憶舊知或前概念，推陳出新，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究方案。例如，蘇教版四年級(jí)上冊(cè)《吸熱和散熱》一課的學(xué)習(xí)中，我們可以從以下幾個(gè)步驟去引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究水和油的吸熱、散熱性能的實(shí)驗(yàn)方案。

首先，教師可以先喚起學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。在預(yù)測(cè)水和油的吸熱、散熱性能時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考“生活中，你觀察過(guò)父母在炒菜時(shí)水和油的溫度變化嗎？”學(xué)生通過(guò)交流討論，會(huì)提出：炒菜時(shí)，油加熱一小會(huì)就很燙，濺出來(lái)比水更容易燙傷皮膚等。通過(guò)聯(lián)系生活中的現(xiàn)象，讓預(yù)測(cè)有據(jù)可循。其次，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系舊知識(shí)。預(yù)測(cè)后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系本單元前一課中“測(cè)量一杯熱水的降溫規(guī)律”的探究方法，讓學(xué)生回憶當(dāng)時(shí)是如何探究熱水降溫的規(guī)律，理一理探究的思路、找出哪些方法是可以借鑒的。通過(guò)回憶舊知，掌握可以分時(shí)段測(cè)量水溫和油溫的方法，從而比較它們的吸熱和散熱性能。最后，綜合借鑒，推陳出新。教師引導(dǎo)學(xué)生回憶“測(cè)量一杯熱水的變化規(guī)律”及“探究熱在液體中的傳遞”所使用的器材及實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生設(shè)計(jì)出探究的實(shí)驗(yàn)裝置和基本方法，即可以使用“酒精燈、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)”組裝加熱裝置獲取熱量，用溫度計(jì)分時(shí)段定時(shí)測(cè)量、收集數(shù)據(jù)、分析溫度的變化規(guī)律去認(rèn)識(shí)水和油的吸熱、散熱性能。

二、 自主閱讀，明確探究步驟

科學(xué)課本是小學(xué)科學(xué)課學(xué)習(xí)的主要材料，但在課堂教學(xué)中常常被忽略。而事實(shí)上，教材中對(duì)許多探究實(shí)驗(yàn)的研究問(wèn)題、所需材料、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)等用文字、圖片進(jìn)行了說(shuō)明。先閱讀，有助于順利完成實(shí)驗(yàn)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間，減小實(shí)驗(yàn)失敗概率。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中，不應(yīng)脫離科學(xué)課本，如果只是一味地引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)，孩子們的腦海里是很難形成系統(tǒng)性的科學(xué)探究步驟的。我們?cè)谝龑?dǎo)孩子設(shè)計(jì)探究方案后，應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材自主閱讀，并采用恰當(dāng)?shù)姆?hào)進(jìn)行批注，羅列出探究的詳細(xì)步驟、圈出影響實(shí)驗(yàn)成敗的重要細(xì)節(jié)。一旦孩子們理順了探究步驟后，即便離開(kāi)教材、離開(kāi)教師的“嘮叨”，也能有序地開(kāi)展探究。那么如何指導(dǎo)閱讀呢？

首先，合理批注，明確實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題。在“探究水和油的吸熱、散熱性能”實(shí)驗(yàn)中，可以讓學(xué)生用橫線畫(huà)出課本中“研究不同物質(zhì)的吸熱和散熱性能”，并注明“探究問(wèn)題”;在“用水和油來(lái)實(shí)驗(yàn)”一行中圈出“水”和“油”，以此明確本次科學(xué)探究的問(wèn)題是：選擇水和油比較這兩種物質(zhì)的吸熱和散熱性能。

其次，分析實(shí)驗(yàn)探究的器材，歸納探究方法。教師可以根據(jù)學(xué)生先前的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，歸納實(shí)驗(yàn)器材、組裝技巧和要求，進(jìn)一步明確探究的方法。這個(gè)過(guò)程十分必要，脫離了這個(gè)環(huán)節(jié)，容易造成以下這些現(xiàn)象：孩子雖領(lǐng)到器材卻不認(rèn)識(shí)器材，不知道這些器材拿來(lái)做什么、怎么用、需要注意什么。學(xué)生手忙腳亂，嚴(yán)重影響了探究的成效。在“探究水和油吸熱、散熱性能”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)教材圖文中的器材關(guān)注，孩子能明白需要組裝合適的裝置進(jìn)行探究，即準(zhǔn)備2組器材，每組一個(gè)鐵架臺(tái)，墊上石棉網(wǎng)安放燒杯，并利用酒精燈進(jìn)行加熱。兩組器材中的燒杯一個(gè)裝水，另一個(gè)裝油，水和油要求同等質(zhì)量。那么，如何確保酒精燈外焰加熱燒杯呢？這時(shí)，教師引導(dǎo)孩子發(fā)現(xiàn)圖片中酒精燈燈帽的高度，正好是石棉網(wǎng)安裝的高度，而這個(gè)高度正好是酒精燈火焰的位置，也就是取掉燈帽恰好能讓酒精燈外焰加熱燒杯。

再者，閱讀文字，理順探究步驟。學(xué)生在閱讀教材上的實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，可以用數(shù)字標(biāo)注探究步驟，并用畫(huà)圈等特殊符號(hào)標(biāo)注重要細(xì)節(jié)。在這部分閱讀是，還要留意教材中的提示。在蘇教版教材編寫(xiě)時(shí)，往往利用卡通人物引出一些關(guān)鍵信息。“探究水和油的吸熱、散熱性能”實(shí)驗(yàn)中，教材提醒學(xué)生可以使用試管實(shí)驗(yàn)，但是時(shí)間要相應(yīng)縮短，火苗要保持一樣。教師可以讓學(xué)生圈出這句話的重點(diǎn)是：“火苗一樣”“時(shí)間縮短”，啟發(fā)學(xué)生在探究中一定要注意控制變量，保證水和油等質(zhì)量、獲取的熱量要一樣、測(cè)量方式要一樣等。經(jīng)過(guò)這么詳細(xì)閱讀、批注和歸納要點(diǎn)，即便離開(kāi)課本、離開(kāi)老師時(shí)時(shí)刻刻的叮囑，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟也能做到心中有數(shù)，探究也就有章可循、能保證探究的成效。

最后，閱讀活動(dòng)記錄，輔助探究。科學(xué)探究講究數(shù)據(jù)的收集和分析，為了提高探究的效率，師生要充分利用教材后面的活動(dòng)記錄?！疤骄克陀偷奈鼰?、散熱性能”實(shí)驗(yàn)中，教材的活動(dòng)記錄已經(jīng)安排了相關(guān)記錄表格和繪制曲線圖表，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這部分進(jìn)行有效閱讀，明白圖表的意思、懂得如何記錄和繪制曲線圖。當(dāng)孩子已經(jīng)明白做什么、為什么做、怎么做、觀察什么、記錄什么的時(shí)候，教師就能放手讓學(xué)生探究，真正做到由扶到放。

三、 找茬思辨，追求探究嚴(yán)密

科學(xué)課本中所設(shè)計(jì)的探究方法，不一定嚴(yán)密。在教學(xué)中，教師應(yīng)該多問(wèn)問(wèn)學(xué)生“還有哪些地方可能會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果”“有沒(méi)有需要改進(jìn)的地方”“剛才的實(shí)驗(yàn)方法真的嚴(yán)密了嗎”等問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生去質(zhì)疑、去思考、去辨析，吹毛求疵中尋求更為嚴(yán)密的科學(xué)探究方案。例如，在前面我們已經(jīng)利用控制變量法闡述了水和油吸熱、散熱性能的探究實(shí)驗(yàn)。那么教材上設(shè)計(jì)的方法真的嚴(yán)密嗎？控制變量中提到那些條件真的能做得到嗎？教師可在這個(gè)時(shí)候問(wèn)問(wèn)學(xué)生“這些條件真的能保證一樣嗎？”，學(xué)生就會(huì)在質(zhì)疑中指出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中的火苗很難保證大小和高度一樣?！澳阌袥](méi)有什么更好的辦法讓水和油所接受的熱量是一樣呢？”，通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，師生共同提出改進(jìn)的策略，即只組裝一套實(shí)驗(yàn)裝置，將兩個(gè)裝等質(zhì)量水和油的小燒杯放在大燒杯內(nèi)。通過(guò)加熱大燒杯里的水，使水和油獲得同樣的熱量。經(jīng)過(guò)這么一處理，這個(gè)探究更為嚴(yán)密，也更能培養(yǎng)孩子嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

四、 合作共贏，提升探究效率

分工合作是能提升學(xué)生的探究效率的一個(gè)保障。小學(xué)階段的孩子個(gè)體獨(dú)立完成探究活動(dòng)是比較困難的。因此在開(kāi)展探究活動(dòng)的時(shí)候，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生合理分工，激發(fā)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神。探究團(tuán)隊(duì)以4人左右為宜，組員可劃分不同的職責(zé)，例如，組長(zhǎng)、概括總結(jié)員、監(jiān)督員、記錄員、匯報(bào)員、操作員等，做到人人有職責(zé)、有任務(wù)，同時(shí)也可一人兼任數(shù)職并實(shí)施職責(zé)輪換制等。這樣既培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力，提升探究效率;也可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、表達(dá)、組織等多種能力，避免組內(nèi)一或兩人包干，其他組員游離課堂之外的現(xiàn)象。

例如，在“探究水和油的吸熱、散熱性能”實(shí)驗(yàn)中，我們可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的大體流程，建議學(xué)生做如下分工：（1）領(lǐng)取、組裝、整理器材：1、2號(hào)生;（2）計(jì)時(shí)員與記錄員：1號(hào)生;（3）水溫和油溫判讀：3、4號(hào)生;（4）酒精燈操作員：2號(hào)生，實(shí)驗(yàn)總結(jié)與匯報(bào)：3、4號(hào)生。明確各自職責(zé)后，學(xué)生在探究過(guò)程中心中有數(shù)，明白各自所要承擔(dān)的任務(wù)，促使組內(nèi)探究活動(dòng)有條不紊地開(kāi)展，提高探究效率。

五、 求同存異，歸整探究信息

在小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中，數(shù)據(jù)采集與分析的活動(dòng)占了相當(dāng)大的比率。處理信息的能力，也是探究能力非常重要的組成部分，學(xué)生通過(guò)不斷比對(duì)、分析，科學(xué)思維能力進(jìn)一步提升。那么如何處理采集到的探究信息呢？通常，在科學(xué)探究中經(jīng)常會(huì)受到客觀或人為因素的干擾，而出現(xiàn)少數(shù)“異?！睌?shù)據(jù)。那么信息處理時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生暫時(shí)忽略異常數(shù)據(jù)或現(xiàn)象，把握整體、縱觀全局，提煉基本規(guī)律，才能比較準(zhǔn)確地獲取探究結(jié)論。

例如，在“探究水和油的吸熱、散熱性能”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，水和油在加熱和停止加熱前一兩分鐘的溫度和后面四五分鐘的溫度差異較大。加熱時(shí)，前一兩分鐘油升溫比水慢，隨后幾分鐘油升溫持續(xù)趕超水溫;停止加熱時(shí)，前一兩分鐘油降溫比水慢，甚至不降反升，但緊接著油很快出現(xiàn)降溫比水快的現(xiàn)象。所以在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，教師要引導(dǎo)學(xué)生把握水和油大多數(shù)時(shí)間的溫度變化規(guī)律，暫且擱置前一兩分的特殊數(shù)據(jù)，才能歸納出油的吸熱、散熱性能比水快。

六、 實(shí)事求是，推進(jìn)探究深度

科學(xué)不容許隱瞞和欺騙，我們要引導(dǎo)孩子尊重事實(shí)，關(guān)注“異?！?。許多新發(fā)現(xiàn)、新突破都源于科學(xué)家對(duì)一個(gè)個(gè)“異?！弊巫尾痪氲靥剿鳌Ｈ藗兊膽T性思維和已獲知的信息，經(jīng)常使探究流于形式，而忽略了那些出其不意的“異常”，甚至刻意去隱藏或篡改。殊不知正是這些異常，更能成為學(xué)生深入探究的動(dòng)力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

例如，在剛才的探究中，我們提煉水和油吸熱、散熱性能規(guī)律時(shí)，可暫時(shí)忽略“異?！睌?shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)客觀存在，學(xué)生也特別好奇，我們何不趁此機(jī)會(huì)挖掘新的探究問(wèn)題，推動(dòng)探究的深度呢！此時(shí)，教師可以讓學(xué)生思考“為什么前一兩分鐘數(shù)據(jù)這么特殊呢？你覺(jué)得可能是什么原因？”“利用酒精燈加熱或停止加熱，水和油就真的立即接受了熱量或釋放熱量了嗎？”通過(guò)問(wèn)題啟發(fā)，在思維碰撞下，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)加熱時(shí)，大燒杯里的水需要等待一兩分鐘才能慢慢升溫，這導(dǎo)致小燒杯里的水和油不能立即接收熱量。二者之間存在時(shí)間差，使得加熱頭一兩分鐘油未必升溫比水快。同理，停止加熱后，大燒杯里的水在頭一兩分鐘可能仍從石棉網(wǎng)中獲取熱量，致使這一階段小燒杯里的液體仍可能繼續(xù)升溫。

搞清楚異常的原因，教師再引導(dǎo)學(xué)生思考如何控制水和油從一開(kāi)始就吸熱，停止加熱時(shí)就立即釋放熱，繼而優(yōu)化探究方案：探究吸熱性能時(shí)，往大燒杯中加入的水應(yīng)溫度略高于小燒杯的液體溫度;探究散熱性能時(shí)，停止加熱時(shí)應(yīng)立即往大燒杯里加入適量的冷水，使其溫度低于小燒杯里的液體溫度。教師可將該探究作為拓展課，激勵(lì)孩子務(wù)實(shí)求真，勇于探索。

綜上所述，通過(guò)上述六個(gè)層次的能力培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)探究、有序探究、嚴(yán)謹(jǐn)探究、高效探究、收獲探究、深入探究，層層推進(jìn)，從而提升小學(xué)生的科學(xué)探究能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈旭東.小學(xué)科學(xué)教學(xué)中不可忽視的“教材閱讀”[J].小學(xué)科學(xué)：教師版，2017（6）.

[2]劉佩紅.小學(xué)科學(xué)教學(xué)中小組合作學(xué)習(xí)模式的運(yùn)用[J].中國(guó)農(nóng)村教育，2020（9）.

作者簡(jiǎn)介：

周小珍，福建省廈門(mén)市，福建省廈門(mén)市海滄區(qū)育才小學(xué)。