科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究能力的路徑

江蘇無(wú)錫市育紅小學(xué)（214100） 許健

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出“科學(xué)課程要以探究為核心”的要求?？茖W(xué)探究不僅能讓學(xué)生快速地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，還能更好地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方案時(shí)就應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生的探究能力作為教學(xué)的主要目標(biāo)；在教學(xué)中通過(guò)開(kāi)展多種活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，教會(huì)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，嘗試探究解決科學(xué)問(wèn)題，感受學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的樂(lè)趣。下面就以教科版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)五年級(jí)下冊(cè)第一單元的“沉和浮”的教學(xué)為例，談?wù)勁囵B(yǎng)學(xué)生探究能力的有效路徑。

一、展開(kāi)趣味實(shí)驗(yàn)，激發(fā)探究動(dòng)機(jī)

“興趣是最好的老師?！笨茖W(xué)的學(xué)習(xí)也是如此。在科學(xué)課上，教師如果能夠采用多種教學(xué)手段，創(chuàng)設(shè)具有趣味性的學(xué)習(xí)情境，營(yíng)造出良好的學(xué)習(xí)氛圍，那么就能讓學(xué)生在好奇心的驅(qū)使下產(chǎn)生探究動(dòng)機(jī)，從而有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

例如，在學(xué)習(xí)《橡皮泥在水中的沉浮》一課時(shí)，教師就設(shè)計(jì)了一個(gè)饒有趣味的情境。首先，教師出示一塊體積比較大的橡皮泥和一個(gè)裝了半盆水的透明塑料盆，讓學(xué)生猜一猜把這塊橡皮泥放在水盆里會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況。學(xué)生基于已有的生活經(jīng)驗(yàn)，都認(rèn)為橡皮泥會(huì)沉入水底。但是，教師不同意學(xué)生的意見(jiàn)，說(shuō)只要改變橡皮泥的形狀就能讓橡皮泥浮在水面上。然后，教師擺開(kāi)擂臺(tái)賽，讓學(xué)生上臺(tái)和老師挑戰(zhàn)。這時(shí)，學(xué)生的好奇心就被激發(fā)起來(lái)，紛紛舉手，搶著上臺(tái)做實(shí)驗(yàn)。有的學(xué)生把橡皮泥捏成一個(gè)長(zhǎng)方體，可是放進(jìn)水里就沉下去了；有的學(xué)生把橡皮泥搓成一個(gè)圓球，放進(jìn)水里也沉下去了；有的學(xué)生把橡皮泥壓成一個(gè)大餅，放進(jìn)水里還是沉下去了……難道老師說(shuō)錯(cuò)話了嗎？在一個(gè)個(gè)挑戰(zhàn)失敗以后，他們把目光投向老師。于是教師提示學(xué)生：“你們雖然改變了橡皮泥的形狀，但是橡皮泥的體積沒(méi)有變。你看，我把橡皮泥做成一條船，形狀也改變了，猜一猜把這條小船放進(jìn)水里，接下來(lái)會(huì)發(fā)生怎樣的情況呢？”然后，教師在學(xué)生的注視下輕輕地把橡皮泥船放進(jìn)水里，果然橡皮泥浮在了水面上。學(xué)生都驚訝地說(shuō)：“我怎么就沒(méi)想到這樣改變形狀呢？”在熱烈的交流中，教師順勢(shì)提出問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考：“同一塊橡皮，做成不同的形狀，有的沉入水中，有的浮在水面上，這是為什么呢？”

趣味的實(shí)驗(yàn)使每個(gè)學(xué)生都經(jīng)歷了思考、動(dòng)手、觀察、質(zhì)疑的過(guò)程，激發(fā)了學(xué)生巨大的學(xué)習(xí)熱情。這樣的實(shí)驗(yàn)對(duì)小學(xué)生來(lái)說(shuō)是既新穎又有趣。在充滿趣味性和挑戰(zhàn)性的課堂氛圍中，學(xué)生很快產(chǎn)生探究的動(dòng)機(jī)，從而迅速地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，在勃勃的興致中繼續(xù)下一輪的探索。

二、鼓勵(lì)自主設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生探究

學(xué)生是課堂學(xué)習(xí)的主人，教師是課堂活動(dòng)的組織者和協(xié)助者，所有的教學(xué)過(guò)程都應(yīng)圍繞著學(xué)生的知識(shí)增長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行。為充分尊重學(xué)生主體性的原則，教師在教學(xué)時(shí)要給予學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，讓學(xué)生在積極思考中主動(dòng)提問(wèn)，從而能更好地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探尋思路、解決問(wèn)題，完成知識(shí)的建構(gòu)。

例如，在學(xué)習(xí)《浮力》一課時(shí)，教師給學(xué)生播放了游泳館里許多小朋友都在用塑料救生圈學(xué)習(xí)游泳的視頻。這引發(fā)了學(xué)生對(duì)游泳的回憶。有的學(xué)生說(shuō)：“我套上救生圈以后，就覺(jué)得好像有一股力托著我，人就不會(huì)沉到水里去?！庇械膶W(xué)生說(shuō)：“我把游泳圈使勁往水里按，用了很大很大的力氣也不能把它全部浸沒(méi)在水里?！庇械膶W(xué)生說(shuō)：“我估計(jì)托起救生圈的力要比我們的體重還要大?！庇械膶W(xué)生就說(shuō)：“我認(rèn)為這股力的方向是向上的?！薄耙皇て鹎永恕保瑢W(xué)生就救生圈產(chǎn)生了很多話題。此時(shí)，教師出示一個(gè)透明的塑料水箱，讓學(xué)生觀察浮在水面上的塑料泡沫塊；然后，教師用手指按下泡沫塑料塊，讓學(xué)生猜猜老師的手指會(huì)感受到什么。這樣教學(xué)，順利地揭示出“浮力”的概念，讓學(xué)生直觀地了解浮力和重力的方向是相反的、大小是相等的。有些學(xué)生又產(chǎn)生了新的疑問(wèn)：“泡沫塑料塊在水中受到了水的浮力，這個(gè)浮力有多大呢？”“怎樣測(cè)出泡沫塑料塊受到的浮力大小呢？”“大小不同的泡沫塑料塊受到的浮力會(huì)一樣嗎？”聯(lián)系以前所學(xué)的知識(shí)，學(xué)生想到用測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量重力的大小。同樣道理，泡沫塑料塊受到的浮力大小是不是也可以用測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量呢？怎么測(cè)量泡沫塑料塊受到的浮力大小是學(xué)生測(cè)量中遇到的難題。為了解決這一難題，教師讓學(xué)生分組討論測(cè)量泡沫塑料塊受到的浮力大小的實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生在不斷自我設(shè)問(wèn)中一步步地去自主探究問(wèn)題，找尋答案。學(xué)貴于思，思源于疑。大多數(shù)的探究活動(dòng)是從問(wèn)題開(kāi)始的，生活中有許多發(fā)明創(chuàng)造就是為了解決問(wèn)題才生成的。教師利用生活場(chǎng)景，一步步引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的情景中形成問(wèn)題意識(shí)，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，使他們樂(lè)意想方設(shè)法去解決問(wèn)題。

三、促進(jìn)表達(dá)交流，形成嚴(yán)謹(jǐn)思維

“觀察—發(fā)現(xiàn)—推測(cè)—驗(yàn)證”是典型的科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程。在這個(gè)探究過(guò)程中，學(xué)生的思維始終處于活躍的狀態(tài)，有疑問(wèn)，有好奇，有結(jié)論。這時(shí)，應(yīng)該讓他們把自己的所見(jiàn)所想表達(dá)出來(lái)，這樣在不斷表達(dá)中學(xué)生的探究思維逐漸形成。因此，在課堂上，教師要給足學(xué)生討論的時(shí)間，引導(dǎo)他們講思路、講方法、講感悟，在鍛煉語(yǔ)言表達(dá)的同時(shí)提升他們探究問(wèn)題的能力，進(jìn)而更好地解決科學(xué)問(wèn)題。

《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課主要研究不同濃度的液體對(duì)馬鈴薯沉浮的影響。學(xué)生對(duì)物體的沉與浮，一般都是關(guān)注物體的本身，很少會(huì)關(guān)注到液體的性質(zhì)。當(dāng)教師把兩個(gè)差不多大小的馬鈴薯放入兩個(gè)透明的水杯時(shí)，學(xué)生看到一個(gè)杯子里的馬鈴薯迅速地沉到杯底，另一個(gè)杯子里的馬鈴薯卻浮在水面上，感到非常奇怪。從本單元第一課切開(kāi)胡蘿卜的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，同一種物體在水中的沉浮情況應(yīng)該是一致的，可是現(xiàn)在卻是一沉一浮，這是怎么回事呢？難道是馬鈴薯的問(wèn)題嗎？在學(xué)生的猜測(cè)中，教師把兩個(gè)馬鈴薯交換了位置，原本浮在水面上的馬鈴薯?yè)Q了一個(gè)杯子以后就沉到水底去了，原本沉到水底的馬鈴薯?yè)Q了一個(gè)杯子以后竟然也浮到水面上了。同一個(gè)馬鈴薯，在一個(gè)杯子里沉在水中，在另一個(gè)杯子卻浮在水面上，這個(gè)現(xiàn)象怎么解釋呢？學(xué)生事先并不知道兩個(gè)杯子里的水是不同的。當(dāng)觀察到的現(xiàn)象與以前的認(rèn)知不同時(shí)，學(xué)生就按捺不住心中的困惑，紛紛交流起來(lái)。有的學(xué)生說(shuō)：“從馬鈴薯放入兩個(gè)杯子出現(xiàn)的不同情況可以推測(cè)出馬鈴薯受到的浮力大小不同。”有的學(xué)生說(shuō)：“馬鈴薯的沉浮與它本身沒(méi)有關(guān)系，那么很明顯，影響沉浮的因素只能指向一個(gè)變量——液體。難道這兩杯液體的性質(zhì)是不同的嗎？”有的學(xué)生說(shuō)：“我估計(jì)兩個(gè)杯子里可能是兩種不同的透明液體?！庇械膶W(xué)生說(shuō)：“難道不同的液體產(chǎn)生的浮力會(huì)有大有小嗎？”有的學(xué)生就想到了生活中的事例：“我看到奶奶腌鴨蛋的時(shí)候，先在水里倒入很多的鹽，調(diào)勻以后放入鴨蛋，鴨蛋就會(huì)浮在水面上。那杯讓馬鈴薯浮起來(lái)的水會(huì)不會(huì)是鹽水呢？”有的學(xué)生就提出了問(wèn)題：“那用什么方法來(lái)證明這杯子里的水是鹽水呢？”

從交流中，我們可以看出學(xué)生的智慧因觀察和思考而真正碰撞出了火花。學(xué)生不僅學(xué)到了書(shū)本中沒(méi)有呈現(xiàn)出來(lái)的知識(shí)，而且進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到需要采用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法去解決問(wèn)題。這說(shuō)明學(xué)生在探究問(wèn)題本質(zhì)的過(guò)程中逐漸形成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，并利用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式去嘗試解決問(wèn)題。這也正是科學(xué)探究思維的發(fā)展過(guò)程。

四、搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，掌握探究方法

在學(xué)生逐漸產(chǎn)生了探究動(dòng)力后，他們往往最缺乏的是正確的探究方法?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生逐漸摸索出科學(xué)而又有效的探究方法。所以，在學(xué)生通過(guò)自主探究的方式掌握了一定的科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)后，教師可以組織一些相關(guān)的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)教給學(xué)生相關(guān)的科學(xué)方法。

前文提到的鴨蛋可以在鹽水中浮起來(lái)，但是水中鹽含量的多少會(huì)不會(huì)對(duì)浮力產(chǎn)生影響呢？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生在課堂上并沒(méi)有進(jìn)行過(guò)解答。所以，教師可以提出探究實(shí)驗(yàn)“水中鹽的含量對(duì)于浮力的影響”，讓學(xué)生在課后自己動(dòng)手進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)，然后在課堂上進(jìn)行成果驗(yàn)收。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)收環(huán)節(jié)，很多學(xué)生都說(shuō)：“水中鹽的含量對(duì)于水的浮力是有影響的?！贝蠹业膶?shí)驗(yàn)結(jié)果都是一致的，但他們只說(shuō)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，卻沒(méi)有運(yùn)用合理的方法來(lái)驗(yàn)證。為了引導(dǎo)學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)，教師問(wèn)道：“我相信大家都知道如果水里只放入少許鹽，那么，鴨蛋不會(huì)浮起來(lái)。那需要多少的鹽才可以讓鴨蛋浮起來(lái)呢？”有的學(xué)生答：“可以慢慢加鹽來(lái)判斷?！苯處熇^續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)，問(wèn)：“有沒(méi)有具體的加鹽方法呢？我們需要的是有效的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的闡述。”有的學(xué)生得到指引，說(shuō)道：“我們可以以勺為單位，每次多加一勺，一勺一勺地加，這樣就能控制每次增加的量是相同的?！苯處熇^續(xù)引導(dǎo)：“鹽的量控制好了，是不是也要控制水的用量？”有的學(xué)生答：“肯定要控制，水越多，需要的鹽肯定是越多的。那么，每個(gè)人的實(shí)際用鹽量也不同?！弊詈螅處熆偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)方法：在控制水量不變的情況下，鹽以勺子為單位，實(shí)驗(yàn)步驟是一次增加一勺，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且記錄在紙上。在實(shí)驗(yàn)方法指引下，學(xué)生通過(guò)增加鹽的勺數(shù)，發(fā)現(xiàn)在勺數(shù)不斷增加的情況下，鴨蛋經(jīng)歷了由沉在水底到浮在水中央再漂浮在水面上的過(guò)程。同時(shí)，他們通過(guò)表述鹽與水的比例值來(lái)解釋科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

可以明顯發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中逐漸找尋到了正確的科學(xué)探究方法，并且使用合理的探究方法將實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述得更加有理有據(jù)，從而使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)。在日常的科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，教師要聯(lián)系生活實(shí)際，呈現(xiàn)多種科學(xué)小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自主探究，和學(xué)生一起總結(jié)探究方法，這樣能更好地解決科學(xué)問(wèn)題，進(jìn)而提高科學(xué)探究的效率。

五、積極拓展延伸，培養(yǎng)探究意識(shí)

科學(xué)探究的最終目的是在生活中運(yùn)用。為了使學(xué)生把探究繼續(xù)下去，在生活中養(yǎng)成科學(xué)的探究意識(shí)，教師要積極進(jìn)行拓展延伸，加強(qiáng)書(shū)本知識(shí)與課外實(shí)踐之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生更好地開(kāi)展實(shí)踐探究活動(dòng)，在生活實(shí)際中體會(huì)到探究的實(shí)用價(jià)值，從而感受到探究的樂(lè)趣和滿足感，讓探究的種子在學(xué)生心靈深處萌芽。

在學(xué)習(xí)了“沉和浮”這一單元內(nèi)容以后，教師就引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，想一想有哪些故事里的問(wèn)題是通過(guò)沉浮的知識(shí)來(lái)解決的。有的學(xué)生馬上想到了語(yǔ)文課本中學(xué)過(guò)的《曹沖稱(chēng)象》的故事。曹沖先讓人把大象趕到船上，由于大象很重，船就往下沉；接著，曹沖就叫人在齊水面的船幫上畫(huà)一道記號(hào)；然后牽走大象，叫人把石塊裝到船上，直到船幫上的記號(hào)與水面平齊時(shí)才停下；最后曹沖讓人把船上的石頭挑下船稱(chēng)一稱(chēng)，就得到了大象的重量。還有的學(xué)生從課外讀物中看到古希臘物理學(xué)家阿基米德也是利用浮力來(lái)測(cè)量王冠里是否摻進(jìn)白銀的故事。那么在生活中有沒(méi)有利用浮力來(lái)解決問(wèn)題的事例呢？教師要求學(xué)生做一個(gè)有心人，去調(diào)查生活中的各種現(xiàn)象。通過(guò)調(diào)查，學(xué)生就發(fā)現(xiàn)釣魚(yú)時(shí)使用的浮子就是利用浮力的原理。當(dāng)魚(yú)鉤上只有魚(yú)餌的時(shí)候，浮子是漂在水面上的；當(dāng)魚(yú)兒上鉤以后，拖著魚(yú)鉤游動(dòng)，浮子受到了拉力沉下去，釣魚(yú)的人就知道有魚(yú)上鉤了。還有的學(xué)生從汽車(chē)的儀表盤(pán)中發(fā)現(xiàn)了秘密。當(dāng)汽油加滿時(shí)，指針就會(huì)指向滿格；當(dāng)油箱里的汽油量很少時(shí)，指針就會(huì)指向另一端。于是，上網(wǎng)一查，原來(lái)是汽車(chē)油箱里有一個(gè)浮子。當(dāng)油箱里面的燃油高度產(chǎn)生變化的時(shí)候，浮子的高度也會(huì)隨著變化；而浮子高度的變化會(huì)帶動(dòng)滑片電阻的觸點(diǎn)滑動(dòng)，輸出不同液位高度時(shí)的阻值，油表就能根據(jù)阻值顯示對(duì)應(yīng)的燃油量。司機(jī)就可根據(jù)儀表盤(pán)的指針來(lái)清楚地判斷油量的多少。

通過(guò)拓展科學(xué)知識(shí)，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象并不是寫(xiě)在書(shū)上的理論知識(shí)，而是與我們的生活息息相關(guān)的?？梢?jiàn)，在教學(xué)過(guò)程中，如果教師善于挖掘所學(xué)知識(shí)與生活的結(jié)合點(diǎn)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題，就能讓書(shū)本上的學(xué)問(wèn)走進(jìn)學(xué)生的生活，就能讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的真正意義，真正培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識(shí)。

每個(gè)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)都有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。只要我們教師引導(dǎo)得法，就能順利地把他們領(lǐng)進(jìn)科學(xué)王國(guó)，讓學(xué)生在積極的探究活動(dòng)中認(rèn)識(shí)自然，獲取科學(xué)知識(shí)，產(chǎn)生探究意識(shí)，提高科學(xué)探究能力。當(dāng)然，探究能力的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期而反復(fù)的過(guò)程，并非一蹴而就，需要教師不斷地去開(kāi)發(fā)培養(yǎng)探究能力的有效途徑，在潛移默化中發(fā)展學(xué)生的探究思維，并且要時(shí)刻鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地去探究，讓學(xué)生的探究能力日益得到提升。