探究性教學(xué)在《蠟燭的變化》課堂的有效實(shí)施

羅培 柏毅

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。這一模式的普及和應(yīng)用，得到眾多科學(xué)教師的認(rèn)可并付諸實(shí)踐。但在探究性教學(xué)組織學(xué)習(xí)的過程中，我們要意識到探究活動的學(xué)科價(jià)值、科學(xué)合理性，確保探究活動的開展取得良好成效。科學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)該是學(xué)生在教師的組織和引導(dǎo)下，積極主動參與學(xué)習(xí)的過程。本文以筆者在實(shí)習(xí)期間所授的《蠟燭的變化》一課為例，對如何有效組織構(gòu)建科學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行探究、主動獲取知識，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行分析和總結(jié)。

一、小學(xué)科學(xué)探究是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑

國際學(xué)生評估項(xiàng)目（Programme for International Student Assessment，PISA）是由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）發(fā)起實(shí)施的一項(xiàng)大型國際學(xué)生測評項(xiàng)目，主要測評領(lǐng)域?yàn)?5歲中學(xué)生的閱讀素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。PISA科學(xué)素養(yǎng)的測評主要從知識、能力、情境和態(tài)度四個維度展開，其中能力是科學(xué)測評的核心維度。2015年，作為核心測評維度的能力在原有的基礎(chǔ)上新增了“評估和設(shè)計(jì)科學(xué)探究”部分，這與我國《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中強(qiáng)調(diào)的“探究式學(xué)習(xí)”理念不謀而合。無論是PISA科學(xué)素養(yǎng)測評，還是小學(xué)科學(xué)“探究性教學(xué)”，都強(qiáng)調(diào)在創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的背景下，讓學(xué)生依據(jù)已有的知識經(jīng)驗(yàn)做出猜想和假設(shè)，之后通過小組合作制定探究計(jì)劃，討論出合適的方案驗(yàn)證猜想、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、搜集證據(jù)，將搜集到的資料進(jìn)行整理分析、討論歸納得到最后的結(jié)論。

小學(xué)科學(xué)課堂是趣味十足、充滿神秘色彩的。小學(xué)科學(xué)課探究活動的開展應(yīng)該是在教師合理組織、統(tǒng)籌規(guī)劃、明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，激發(fā)小學(xué)生主動探索的求知欲和好奇心，對學(xué)生的探究活動加以合理引導(dǎo)。學(xué)生在有效探究的過程中，能解決相關(guān)的科學(xué)問題，提升自身的思維探究和科學(xué)解決問題的能力，培養(yǎng)和提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。

二、小學(xué)科學(xué)課堂中探究性教學(xué)的具體實(shí)施

（一）創(chuàng)設(shè)情境，關(guān)聯(lián)學(xué)生的日常生活

小學(xué)階段的學(xué)生總是對任何所聞所見表現(xiàn)出天生的好奇心，這促使他們?nèi)徱?、探索和發(fā)現(xiàn)周圍的事物。因此，在學(xué)生發(fā)展的這一階段，重要的是教學(xué)過程要滿足他們的認(rèn)知需求，激發(fā)他們的探究精神，為探索和發(fā)現(xiàn)不熟悉的事物提供多種激勵，這就要求小學(xué)科學(xué)教師善于從真實(shí)的生活情境入手激發(fā)學(xué)生的求知興趣。比如在蘇教版《蠟燭的變化》一課中，教師以“生活中你有沒有見過物體發(fā)生變化的現(xiàn)象”來刺激學(xué)生聯(lián)想和回憶生活中變化的場景。學(xué)生回答后，教師拿出一根常見的蠟燭向?qū)W生說明今天的主題是聚焦于“蠟燭的變化”。此時，教師趁機(jī)追問“你打算用什么方法來使蠟燭發(fā)生變化呢？”學(xué)生眾說紛紜，大部分學(xué)生肯定會用生活中的常識來思考究竟可以用什么樣的方法來使蠟燭發(fā)生變化。

PISA科學(xué)素養(yǎng)測評中提倡從個人生活的真實(shí)情境中入手來解決問題。小學(xué)六年級學(xué)生還處于具體運(yùn)算階段，抽象邏輯思維發(fā)展尚不完善，思考問題時仍需要具體事物的支持。因此，這一階段的科學(xué)課應(yīng)該從學(xué)生熟悉的生活場景或者感興趣的事物引入，讓學(xué)生在情境化的學(xué)習(xí)活動中積極參與設(shè)置問題和提出問題，并與他們所學(xué)的內(nèi)容建立自己的聯(lián)系。在這一過程中，學(xué)生能夠獲得比僅僅通過記憶和回憶事實(shí)更深刻的理解，并且能夠培養(yǎng)發(fā)散性思維和探究學(xué)習(xí)的能力。

（二）有效提問，合理對話，引領(lǐng)生生互動

教師利用對話的力量來刺激和促進(jìn)學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生更加暢所欲言，基于自己的知識經(jīng)驗(yàn)提出證據(jù)證明自己的觀點(diǎn)。在此過程中，教師不僅需要專業(yè)知識來促進(jìn)基于探究的教學(xué)，同時也要關(guān)注到學(xué)生的先前經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)閷W(xué)生需要從這些經(jīng)驗(yàn)中獲得關(guān)于他在課程中所涉及的概念的想法。例如，在《蠟燭的變化》的授課過程中，學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)觀察到切割和點(diǎn)燃都會使蠟燭變短。他們對這兩種使蠟燭變短的結(jié)果產(chǎn)生了疑惑，于是教師就學(xué)生的疑問展開了引導(dǎo)。

師：切割和點(diǎn)燃都會使蠟燭變短，有什么區(qū)別呢？

生1：有區(qū)別，點(diǎn)燃之后變短的那部分蠟燭會變成液態(tài)的，切割只是把蠟燭切成好幾段。

生2：有區(qū)別，切割蠟燭只是變短，但點(diǎn)燃要是一直持續(xù)下去就會燒沒了。

師：兩個人想法有點(diǎn)不一樣，一位同學(xué)認(rèn)為點(diǎn)燃會使蠟燭燒沒了，另一位同學(xué)認(rèn)為變短的部分變成液態(tài)了?？磥磉@個地方有爭議。有爭議的地方我來幫幫大家。在實(shí)驗(yàn)前你們用電子秤稱量了蠟燭，現(xiàn)在再稱量一次看蠟燭質(zhì)量有沒有變化？

生1：點(diǎn)燃之后蠟燭質(zhì)量變輕了，是不是有些物質(zhì)被消耗掉了？

師：首先，質(zhì)量變輕了說明點(diǎn)燃的過程中有東西少掉了，和另外兩種方式比較，這位同學(xué)認(rèn)為有些物質(zhì)被消耗掉了。那么點(diǎn)燃變短的蠟燭去哪了呢？是不是變成了我們不太容易發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)？

生1：我認(rèn)為要不氣態(tài)化了，要不液態(tài)化了，說不定會產(chǎn)生新的物質(zhì)，但肯定不是憑空消失。

師：你們有不同的想法。如果蠟燭燃燒產(chǎn)生了一些我們不太容易發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)，那有沒有什么方法可以讓我們再次捕捉到它呢？（此時學(xué)生比較困惑）

師：我們從生活中找答案。（出示紙張燃燒的圖片）紙張燃燒會產(chǎn)生黑色的物質(zhì)，這個現(xiàn)象會不會給你一點(diǎn)啟發(fā)？

生1：紙張燃燒產(chǎn)生了黑色粉末，就是炭黑。

師：那蠟燭燃燒會不會產(chǎn)生新物質(zhì)呢？在蠟燭點(diǎn)燃的基礎(chǔ)上我可以給大家提供一個白瓷勺，你可以把白瓷勺蓋在蠟燭火焰上方，過一會兒你可以觀察一下這個白瓷勺，也可以用紙擦一擦白瓷勺。想不想試一試？

學(xué)生躍躍欲試，實(shí)驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)白瓷勺底部變黑，就是炭黑。

師：大家看來都觀察到蠟燭點(diǎn)燃產(chǎn)生了炭黑，那會不會還有一些我們不太容易發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)？

在學(xué)生存在疑惑的時候，教師借助視頻：把一個內(nèi)壁沾有澄清石灰水的燒杯蓋在點(diǎn)燃的蠟燭的上方，觀察燒杯內(nèi)壁有什么變化？學(xué)生觀察到燒杯內(nèi)壁不僅有水珠出現(xiàn)，而且變得有點(diǎn)渾濁。此時，教師可以提示學(xué)生：四年級的時候你們學(xué)過用澄清石灰水可以幫助我們驗(yàn)證一種不太容易發(fā)現(xiàn)的氣體，這時學(xué)生恍然大悟：二氧化碳。通過一環(huán)緊扣一環(huán)的有效提問，學(xué)生的思維得到了拓展，同時也聯(lián)想到了已有的先前知識，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、已有的先前知識和提出的假設(shè)三者緊密聯(lián)系，也推動了自身科學(xué)思維能力的發(fā)展。

澳大利亞學(xué)者已有的案例研究表明，教師使用有效的話語進(jìn)行提問引導(dǎo)，捕捉學(xué)生在探究中的好奇心，提供動手實(shí)驗(yàn)，使他們能夠檢驗(yàn)自己的假設(shè)，并對疑惑的問題進(jìn)行解釋，能夠幫助學(xué)生變得更有科學(xué)素養(yǎng)。因此，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)該學(xué)會合理引導(dǎo)、有效追問，同時關(guān)注學(xué)生的先前知識，處理好學(xué)生前后科學(xué)知識的銜接并加以鞏固。

（三）小組合作，深化探究實(shí)驗(yàn)的過程

眾所周知，當(dāng)學(xué)生有機(jī)會與他人互動時，他們會積極聽取他人的意見，思考不同的主張，提出自己的想法，進(jìn)而學(xué)習(xí)將不同的概念和觀點(diǎn)納入自己的理解。小組合作學(xué)習(xí)是小學(xué)科學(xué)課堂倡導(dǎo)的高效學(xué)習(xí)方式之一。學(xué)生在以探究為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)課堂中，制訂探究計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè)，并在相互之間以及與教師進(jìn)行討論和辯論。這樣，學(xué)生在相互提問和回答問題的過程中各抒己見，明確自己的想法，并對課堂討論做出持續(xù)的貢獻(xiàn)。例如，在《蠟燭的變化》一課教學(xué)中，全班六個小組分別做蠟燭的切割、點(diǎn)燃和加熱實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確自己的任務(wù)，有的負(fù)責(zé)切割，有的負(fù)責(zé)點(diǎn)燃，有的負(fù)責(zé)加熱，有的負(fù)責(zé)記錄。學(xué)生在小組內(nèi)邊觀察邊記錄實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象。每位學(xué)生都各司其職，交流自己觀察到的對于科學(xué)知識的理解并在課堂上積極發(fā)言。

在小組合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生之間優(yōu)勢互補(bǔ)，資源共享，就所要探究的問題搜集證據(jù)并加以解釋說明。不同小組成員間的討論有助于學(xué)生借助集體的智慧及時改進(jìn)和完善自己的想法，提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。交往和互動的過程有助于激發(fā)靈感，增強(qiáng)思維的靈活性和廣闊性。

三、小學(xué)科學(xué)探究性教學(xué)的啟示

（一）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀，教師合理引導(dǎo)探究

基礎(chǔ)教育課程改革以來，全國各地各中小學(xué)積極踐行新課改的核心理念：一切為了學(xué)生，以學(xué)生發(fā)展為本。基于此，教師要從課堂的領(lǐng)導(dǎo)者、主導(dǎo)者、指導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)者、激勵者、共生者，更多的是為學(xué)生提供探究、交流的平臺，滿足學(xué)生發(fā)展的認(rèn)知需求。除此之外，實(shí)施探究式教學(xué)還需要教師的有效指導(dǎo)，教師高質(zhì)量地組織和實(shí)現(xiàn)探究活動，不僅能使學(xué)生發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)，而且能發(fā)展學(xué)生的綜合能力，如學(xué)習(xí)的主動性，獨(dú)立學(xué)習(xí)、分析和綜合學(xué)習(xí)內(nèi)容的能力，規(guī)劃和管理學(xué)習(xí)時間的能力以及信息管理技能。科學(xué)探究不等同于實(shí)驗(yàn)探究，科學(xué)探究的本質(zhì)應(yīng)該是鼓勵學(xué)生將事實(shí)證據(jù)、已有的科學(xué)知識和提出的解釋三者之間更緊密地聯(lián)系起來，讓學(xué)生領(lǐng)悟和建立以證據(jù)為基礎(chǔ)的科學(xué)本質(zhì)觀。這是探究性教學(xué)的根本目的。

（二）創(chuàng)設(shè)探究情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣

探究活動要具有有效的情境設(shè)置。興趣是教學(xué)的必要因素，也是小學(xué)生內(nèi)在的驅(qū)動力，激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，是探究活動開展的重中之重。教師可以借助有效的情境設(shè)置，實(shí)現(xiàn)活動的吸引力與探究活動的融合，激發(fā)小學(xué)生的好勝心與探知欲。比如，可以從小學(xué)生生活中常見的生活場景或者他們感興趣的動畫片入手，創(chuàng)設(shè)有趣的教學(xué)情境，進(jìn)行必要引導(dǎo)。教師在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題時，需要一定的鋪墊，一是對教學(xué)內(nèi)容相關(guān)知識的鋪墊，二是創(chuàng)設(shè)相關(guān)的情境。學(xué)生要具有相關(guān)的知識，才能創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)。我們在科學(xué)教學(xué)中，要重視對科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)，關(guān)注學(xué)生的先前知識。學(xué)生有了知識的基礎(chǔ)，還需要一定的情境才能激發(fā)創(chuàng)造的欲望，這需要科學(xué)教師在科學(xué)課堂上為學(xué)生的探究活動創(chuàng)造必要的情境，同時進(jìn)行必要的引導(dǎo)。

（三）完善科學(xué)課堂評價(jià)體系，深化探究合作

首先，科學(xué)課堂的評價(jià)內(nèi)容不只是科學(xué)知識的評價(jià)，也包括科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)技術(shù)與社會的評價(jià)。其中科學(xué)探究過程是科學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，教師除了課堂記錄單和學(xué)業(yè)考試之外，還可以借鑒英國APU科學(xué)探究能力評價(jià)體系來記錄學(xué)生的科學(xué)探究表現(xiàn)。APU是國際上最早對學(xué)生科學(xué)探究能力進(jìn)行研究和評價(jià)的機(jī)構(gòu)，它采用紙筆測驗(yàn)考試和表現(xiàn)性評價(jià)相結(jié)合的評價(jià)模式，開發(fā)了一整套可用于課堂教學(xué)的量化評價(jià)工具（如情境性試題）和質(zhì)性評價(jià)工具（如現(xiàn)場觀察和工作單）。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情分析和探究技能等領(lǐng)域開發(fā)出本土化的適合我國國情的科學(xué)探究試題。這樣，不僅可以真實(shí)了解到探究性教學(xué)的實(shí)施效果，也有利于教師反思教學(xué)過程，更好地完善課程設(shè)計(jì)。

其次，科學(xué)課堂的評價(jià)主體應(yīng)該多元化。傳統(tǒng)的評價(jià)體系大多是教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)來進(jìn)行評價(jià)。但探究式課堂的主要學(xué)習(xí)模式是小組合作，這種模式極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。小組分工合作、各司其職，由于每個學(xué)生都是獨(dú)特的個體且存在差異，每位成員對探究過程都起著不可或缺的作用?；诖?，學(xué)生互評可以讓學(xué)生清楚地知道自己哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯誤、應(yīng)該怎樣修正。學(xué)生只有時時刻刻進(jìn)行自我反思、自我監(jiān)控，才能成為學(xué)習(xí)的調(diào)控者;小組成員只有取長補(bǔ)短，才能實(shí)現(xiàn)共同提升、和諧共處、相互尊重的融洽課堂氛圍，有利于實(shí)現(xiàn)班級整體課堂教學(xué)質(zhì)量的提升。

科學(xué)教育的主要目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生從事科學(xué)探究的能力。教師要尊重學(xué)生的主體地位，用引導(dǎo)與幫助的有效互動，來支撐學(xué)生在課堂上的有效探究;在探究活動開始前，要創(chuàng)設(shè)系列情境，組織大量的刺激要素，以不同形式刺激學(xué)生與問題對話，強(qiáng)化學(xué)生對問題的觀察、思考;要合理組織小組合作教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行開放性課堂評價(jià)，及時接收學(xué)生的信息并進(jìn)行反饋和調(diào)控;課后要通過教學(xué)研討和自我反思及時審視自己的教學(xué)過程，找出課堂中的低效或無效的問題并加以改進(jìn)，促進(jìn)探究性課堂的教學(xué)有效實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。