以實(shí)驗(yàn)探究促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階

湯春燕

摘要：在小學(xué)科學(xué)課堂中，實(shí)驗(yàn)探究能夠幫助學(xué)生在正確理解科學(xué)理論知識、掌握實(shí)驗(yàn)操作方法的過程中，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階。以實(shí)驗(yàn)探究促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階的具體著力點(diǎn)有：目標(biāo)調(diào)試階段，以實(shí)驗(yàn)探究為牽引，把脈思維;概念描述階段，以實(shí)驗(yàn)探究為抓手，開啟思維;任務(wù)完成階段，以實(shí)驗(yàn)探究為支架，深化思維;評價(jià)跟進(jìn)階段，以實(shí)驗(yàn)探究為載體，拓展思維。

關(guān)鍵詞：思維進(jìn)階;實(shí)驗(yàn)探究;科學(xué)課堂

教師在教學(xué)中要摸清學(xué)生的思維起點(diǎn)，找準(zhǔn)思維關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)定思維進(jìn)階目標(biāo)，設(shè)計(jì)思維進(jìn)階環(huán)節(jié)，逐階引導(dǎo)，層層深入。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)探究能夠幫助學(xué)生在正確理解科學(xué)理論知識、掌握實(shí)驗(yàn)操作方法的過程中，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階。

筆者在執(zhí)教蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級上冊《摩擦力》一課時(shí)，嘗試從目標(biāo)調(diào)試階段、概念描述階段、任務(wù)完成階段和評價(jià)跟進(jìn)階段入手，分析在日常的課堂教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)探究促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階的具體做法。

一、目標(biāo)調(diào)試階段：以實(shí)驗(yàn)探究為牽引，把脈思維

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計(jì)的原點(diǎn)。在制訂教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師應(yīng)提前了解學(xué)生的前科學(xué)概念、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣等情況，從而對教學(xué)目標(biāo)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，再根據(jù)教學(xué)目標(biāo)合理分配教學(xué)的課時(shí)數(shù)與教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)難度適宜的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生以實(shí)驗(yàn)探究為牽引，動手動腦參與，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，找準(zhǔn)思維關(guān)鍵點(diǎn)。

《摩擦力》一課的原教學(xué)目標(biāo)為：知道一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面運(yùn)動時(shí)會產(chǎn)生摩擦力;知道摩擦力的好處與壞處，并能夠分析現(xiàn)實(shí)中的某些行為是增大還是減小摩擦力;能夠用彈簧測力計(jì)測量物體在水平面做勻速直線運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力;能夠探究影響摩擦力大小的因素，知道摩擦力的大小受接觸面粗糙程度的影響;能夠在教師的指導(dǎo)下研究如何減小液體的阻力，知道把物體做成流線型是減小液體或空氣阻力的一種有效方法。

因?yàn)檫@一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容較多，一般情況下教師會分2個(gè)課時(shí)講授。大多數(shù)教師在第一課時(shí)會先教授教材中的四種摩擦現(xiàn)象，然后介紹測量摩擦力的方法，告知學(xué)生影響摩擦力大小的因素;第二課時(shí)會教授如何減小液體阻力，判斷摩擦力的好處與壞處，以及生活中哪些行為是增大摩擦力，哪些行為是減少摩擦力。這樣的分配看似合理，但是大部分時(shí)間都是教師的“直接告知”，忽視了學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為，在分配教學(xué)內(nèi)容時(shí)，第一課時(shí)可以只介紹固體間的摩擦力，把物體在液體和空氣中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生摩擦力這部分內(nèi)容放到第二課時(shí)更為合理。因?yàn)楫?dāng)學(xué)生對摩擦力的概念、性質(zhì)、作用等有了充分的認(rèn)知后，第二課時(shí)了解其他相關(guān)內(nèi)容就高效得多。其次，測量物體在桌面上移動產(chǎn)生的摩擦力大小，大多數(shù)學(xué)生只會做，不會想，并不知道測量摩擦力的方法，發(fā)現(xiàn)不了影響摩擦力大小的因素。最后，影響摩擦力大小的因素有很多，課堂上如果只局限于探究接觸面的粗糙程度，學(xué)生的思維就受到了限制，難以朝著高層次進(jìn)階。

由此，筆者借力實(shí)驗(yàn)探究，以學(xué)生思維進(jìn)階為指向，對本課的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化：通過實(shí)驗(yàn)探究，分析、理解并概括摩擦力的產(chǎn)生條件及概念;學(xué)會用彈簧測力計(jì)測量物體在水平面做勻速直線運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力;能夠用科學(xué)的方法設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)來探究影響摩擦力大小的因素。如此，以實(shí)驗(yàn)探究為牽引，教學(xué)就找準(zhǔn)了學(xué)生思維的關(guān)鍵點(diǎn)。

二、概念描述階段：以實(shí)驗(yàn)探究為抓手，開啟思維

在小學(xué)科學(xué)的課堂學(xué)習(xí)活動中，最吸引學(xué)生的應(yīng)該就是實(shí)驗(yàn)操作了。教師可以設(shè)計(jì)、安排一些學(xué)生感興趣的，與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動手操作，去探索和發(fā)現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)。以實(shí)驗(yàn)探究為抓手，學(xué)生在學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)的驅(qū)使下，會主動進(jìn)行觀察，主動參與實(shí)驗(yàn)探究活動，形成自主學(xué)習(xí)的積極性，開啟思維。

對于生活中的摩擦現(xiàn)象，學(xué)生能夠說出一些，但是并不能具體地描述出什么是摩擦力，以及摩擦力大小、方向的具體概念。為了讓學(xué)生較好地構(gòu)建對摩擦力的認(rèn)識，教師應(yīng)該注重讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，形成體驗(yàn)，加深認(rèn)識。教學(xué)中，教師先讓學(xué)生把一只手掌緊貼桌面，用力往前推，說說自己親身體驗(yàn)后的感覺。學(xué)生體驗(yàn)后紛紛表示有一種“看不見的力量”，這種力量就是生活中常見的摩擦力。教師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)探究，手掌離開桌面往前推是否還能感受到摩擦力。學(xué)生體驗(yàn)后認(rèn)為摩擦力的產(chǎn)生需要一定條件：兩個(gè)物體要接觸，還要?jiǎng)悠饋怼Ｖ?，師生一起交流，探究出摩擦力的含義：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面運(yùn)動時(shí)，兩個(gè)物體的接觸面會產(chǎn)生一種阻礙物體運(yùn)動的力，這種力叫作摩擦力。在此基礎(chǔ)上，教師又設(shè)計(jì)了刷子在桌面上滑動的實(shí)驗(yàn)探究活動，讓學(xué)生動手操作，觀察刷子向前、向后時(shí)的變化。學(xué)生操作完畢，教師播放刷子在桌面滑動時(shí)的視頻，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究經(jīng)歷與視頻觀察，談?wù)勏敕?。學(xué)生很快得出：刷子的毛和摩擦力的方向一樣，都是向后的。

上述教學(xué)中，在學(xué)生對摩擦力一知半解的基礎(chǔ)上，教師先后組織了兩次實(shí)驗(yàn)探究活動，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)，運(yùn)用感官觀察，搭建舊知與新知的聯(lián)系，從而更加清楚地認(rèn)識到：生活中處處都有摩擦力，摩擦力是真實(shí)存在的。針對學(xué)生對于摩擦力方向的困惑，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究與視頻展示，由生活中常見的刷子與刷毛的運(yùn)動，親眼“見證”摩擦力的方向，把不可見變成可見，讓學(xué)生直觀形象地理解科學(xué)知識，近距離地感受科學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的密切聯(lián)系，較好地開啟了思維。

三、任務(wù)完成階段：以實(shí)驗(yàn)探究為支架，深化思維

當(dāng)學(xué)生思維得以有效開啟后，教師有必要設(shè)計(jì)更為多元、深入的實(shí)驗(yàn)探究活動，讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)探究活動的過程中逐步深化思維。思維深化階段實(shí)驗(yàn)探究活動的設(shè)置，要能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，留足時(shí)間和空間，讓他們充分地參與思考、比較、推理、判斷等，自主理清實(shí)驗(yàn)過程，有條理、有目的地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

當(dāng)學(xué)生對摩擦力的概念形成初步認(rèn)知后，教師出示一張實(shí)驗(yàn)探究單（見圖1），展示了一項(xiàng)更為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)探究活動，讓學(xué)生探究同一個(gè)木塊在同一個(gè)桌面上運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的摩擦力是否會有不同，以解決“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？”的問題。

上述教學(xué)中，為了找到影響摩擦力大小的因素，學(xué)生需要經(jīng)歷三次“假設(shè)”，探尋保持摩擦力不變的條件、需要改變摩擦力的條件;需要嘗試運(yùn)用不同的實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)歷多次實(shí)驗(yàn)。在參與深度實(shí)驗(yàn)探究活動的過程中，學(xué)生的思維非?；钴S。而且，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究開始前就準(zhǔn)備了彈簧測力計(jì)、長方體木塊、鉤碼等實(shí)驗(yàn)材料。這些材料讓學(xué)生的探究有了更多的創(chuàng)新空間，激發(fā)了學(xué)生更多的創(chuàng)意和靈感。同時(shí)，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究活動的過程中，教師巡視指導(dǎo)，鼓勵(lì)他們積極提問并及時(shí)給予指導(dǎo)，也會同步就學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)展給出自己的見解和建議。即使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中的做法或想法并不完善，教師也不急于否定，而是把巡視過程中發(fā)現(xiàn)的一些共性的問題在后續(xù)課堂上提出，組織全班學(xué)生一起想辦法解決。在此起彼伏的頭腦風(fēng)暴中，學(xué)生爭辯、分享、交流，觀點(diǎn)和見解持續(xù)碰撞，智慧的火花頻頻迸發(fā)，逐步深化思維。

四、評價(jià)跟進(jìn)階段：以實(shí)驗(yàn)探究為載體，拓展思維

評價(jià)是從不同角度分析事物后得出的結(jié)論。在課堂教學(xué)中，評價(jià)的方式有很多種，如個(gè)人自評、小組互評、教師評價(jià)等。在科學(xué)課堂中，以實(shí)驗(yàn)探究為載體進(jìn)行評價(jià)，可以啟發(fā)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過程與課上所學(xué)的知識以及生活經(jīng)驗(yàn)有機(jī)融合，全方位評價(jià)，由此讓教師全面了解學(xué)生的想法，細(xì)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與課堂參與度;可以引出學(xué)生對實(shí)驗(yàn)探究的新發(fā)現(xiàn)，使學(xué)生從更多維的角度來思考和認(rèn)識問題，拓展思維。

明確了摩擦力的概念，知道了影響摩擦力大小的原因，教師立足實(shí)驗(yàn)探究成果，組織學(xué)生小組交流分享各自的想法。之后，讓其他小組作出至少一點(diǎn)評價(jià)。評價(jià)內(nèi)容可以是對自己小組或其他小組實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)的肯定，也可以是給自己小組或其他小組改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的建議。各小組匯報(bào)員按順序分享自己小組的觀點(diǎn)，其余學(xué)生對觀點(diǎn)作出點(diǎn)評。比如，針對圖1中的實(shí)驗(yàn)探究，第2小組對第1小組研究接觸面粗糙程度的影響給予評價(jià)，建議“接觸面的大小要保證相同，只能選和砂紙一樣大小的木塊”;第2小組對第5小組的方案給予肯定，認(rèn)為“對比實(shí)驗(yàn)只能改變一個(gè)變量，其他條件必須保證相同，他們研究物體質(zhì)量這一因素，選取的木塊接觸面大小、光滑程度保證了相同，符合了對比實(shí)驗(yàn)的要求”;等等。這樣的多元化、多角度評價(jià)，讓學(xué)生對木塊實(shí)驗(yàn)傳遞的接觸面、物體質(zhì)量、光滑度、對比實(shí)驗(yàn)變量的選擇等關(guān)聯(lián)要素，了解得更為透徹。學(xué)生點(diǎn)評結(jié)束后，教師再做點(diǎn)評，細(xì)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并啟發(fā)學(xué)生根據(jù)自己的方案繼續(xù)探究實(shí)驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論。由此，學(xué)生的思維無疑又上了一個(gè)臺階。

上述教學(xué)展示的探究影響摩擦力大小的因素，其實(shí)就是一個(gè)對比實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)做到：只改變一個(gè)條件，其余條件保持不變。教師給學(xué)生準(zhǔn)備的小木塊是一個(gè)長方體，有的面上粘了砂紙。對于學(xué)生來說，選取合適的材料就是一個(gè)思維難點(diǎn)。例如，在研究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí)，改變的條件只能是接觸面的粗糙程度，因此木塊就要選擇帶砂紙的一面和與它同樣大小的不帶砂紙的另一面。教師沒有直接點(diǎn)評匯報(bào)員的方案，而是把時(shí)間和機(jī)會留給其余小組成員。學(xué)生小組互評，教師在一旁傾聽指導(dǎo)，讓學(xué)生不斷完善實(shí)驗(yàn)方法，不斷深化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在相互交流與碰撞中發(fā)現(xiàn)問題、大膽質(zhì)疑。有了思考，思維才能得到深度鍛煉。

科學(xué)課堂的思維進(jìn)階不是一味地追求思維難度，而是注重引導(dǎo)，牽引學(xué)生的思維從低到高，層層深入。教師要根據(jù)學(xué)情，設(shè)計(jì)適合學(xué)生思維難度的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，以實(shí)驗(yàn)探究為“腳手架”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的課堂參與度和自信心，真正擴(kuò)展學(xué)生的思維，讓學(xué)生的思維逐層進(jìn)階。