探究性教學(xué)在《蠟燭的變化》課堂的有效實(shí)施

◇羅 培 柏 毅（東南大學(xué)兒童發(fā)展與教育研究所 兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

《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(shí)到探究活動(dòng)的學(xué)科價(jià)值、科學(xué)合理性，確保探究活動(dòng)的開展取得良好成效?？茖W(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(dòng)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(duì)如何有效組織構(gòu)建科學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行探究、主動(dòng)獲取知識(shí)，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(píng)估項(xiàng)目（Programme for Inter‐national Student Assessm ent，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(cè)評(píng)項(xiàng)目，主要測(cè)評(píng)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(cè)評(píng)主要從知識(shí)、能力、情境和態(tài)度四個(gè)維度展開，其中能力是科學(xué)測(cè)評(píng)的核心維度。2015年，作為核心測(cè)評(píng)維度的能力在原有的基礎(chǔ)上新增了“評(píng)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(cè)評(píng)，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(shí)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(dòng)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(dòng)探索的求知欲和好奇心，對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)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(duì)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(lì)，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(chǎng)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(shí)，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(huì)用生活中的常識(shí)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(cè)評(píng)中提倡從個(gè)人生活的真實(shí)情境中入手來解決問題。小學(xué)六年級(jí)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(shí)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(chǎng)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(dòng)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(duì)話，引領(lǐng)生生互動(dòng)

教師利用對(duì)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(shí)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(shí)來促進(jìn)基于探究的教學(xué)，同時(shí)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(huì)使蠟燭變短。他們對(duì)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(huì)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(huì)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(huì)燒沒了。

師：兩個(gè)人想法有點(diǎn)不一樣，一位同學(xué)認(rèn)為點(diǎn)燃會(huì)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(gè)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(huì)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?cè)俅尾蹲降剿?(此時(shí)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(huì)產(chǎn)生黑色的物質(zhì)，這個(gè)現(xiàn)象會(huì)不會(huì)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(huì)不會(huì)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(gè)白瓷勺，你可以把白瓷勺蓋在蠟燭火焰上方，過一會(huì)兒你可以觀察一下這個(gè)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(huì)不會(huì)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(shí)候，教師借助視頻：把一個(gè)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(shí),教師可以提示學(xué)生：四年級(jí)的時(shí)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(shí)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(shí)也聯(lián)想到了已有的先前知識(shí)，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、已有的先前知識(shí)和提出的假設(shè)三者緊密聯(lián)系，也推動(dòng)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(dòng)手實(shí)驗(yàn)，使他們能夠檢驗(yàn)自己的假設(shè)，并對(duì)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(huì)合理引導(dǎo)、有效追問，同時(shí)關(guān)注學(xué)生的先前知識(shí)，處理好學(xué)生前后科學(xué)知識(shí)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(huì)與他人互動(dòng)時(shí)，他們會(huì)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(duì)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(gè)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(duì)于科學(xué)知識(shí)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(shì)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(shí)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(dòng)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?；诖耍處熞獜恼n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(lì)者、共生者，更多的是為學(xué)生提供探究、交流的平臺(tái)，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(dòng)，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(dòng)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(shí)間的能力以及信息管理技能?？茖W(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(lì)學(xué)生將事實(shí)證據(jù)、已有的科學(xué)知識(shí)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(dòng)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(dòng)力，激發(fā)小學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，是探究活動(dòng)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(dòng)的吸引力與探究活動(dòng)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(chǎng)景或者他們感興趣的動(dòng)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(shí)，需要一定的鋪墊，一是對(duì)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)知識(shí)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(shí)，才能創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)。我們?cè)诳茖W(xué)教學(xué)中，要重視對(duì)科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)，關(guān)注學(xué)生的先前知識(shí)。學(xué)生有了知識(shí)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(dòng)創(chuàng)造必要的情境，同時(shí)進(jìn)行必要的引導(dǎo)。

（三）完善科學(xué)課堂評(píng)價(jià)體系，深化探究合作

首先，科學(xué)課堂的評(píng)價(jià)內(nèi)容不只是科學(xué)知識(shí)的評(píng)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(huì)的評(píng)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(píng)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(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)的機(jī)構(gòu)，它采用紙筆測(cè)驗(yàn)考試和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)模式，開發(fā)了一整套可用于課堂教學(xué)的量化評(píng)價(jià)工具（如情境性試題）和質(zhì)性評(píng)價(jià)工具（如現(xiàn)場(chǎng)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(píng)價(jià)主體應(yīng)該多元化。傳統(tǒng)的評(píng)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(píng)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(dòng)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(gè)學(xué)生都是獨(dú)特的個(gè)體且存在差異，每位成員對(duì)探究過程都起著不可或缺的作用?；诖?，學(xué)生互評(píng)可以讓學(xué)生清楚地知道自己哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯(cuò)誤、應(yīng)該怎樣修正。學(xué)生只有時(shí)時(shí)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(jí)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(dòng)，來支撐學(xué)生在課堂上的有效探究；在探究活動(dòng)開始前，要?jiǎng)?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(duì)話，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)問題的觀察、思考；要合理組織小組合作教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行開放性課堂評(píng)價(jià)，及時(shí)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(shí)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)?！?/p>