科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究能力的路徑

許健

［摘 要］科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，而課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力、獲取新知的主要途徑之一。教師是指導(dǎo)學(xué)生開展探究活動的引領(lǐng)者。在科學(xué)課程的教學(xué)中，教師可通過趣味實驗、自主設(shè)問、表達交流、實驗平臺等途徑，激發(fā)學(xué)生的探究動機，給學(xué)生提供探究的機會，讓學(xué)生在親歷探究活動的過程中體驗到科學(xué)探究的樂趣，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)探究能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］科學(xué)教學(xué)；探究能力；路徑；科學(xué)素養(yǎng)

［中圖分類號］ G623.6 ［文獻標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2022）27-0084-03

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，還能更好地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，教師在設(shè)計教學(xué)方案時就應(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)中通過開展多種活動，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，教會學(xué)生運用科學(xué)的探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，嘗試探究解決科學(xué)問題，感受學(xué)習(xí)科學(xué)知識的樂趣。下面就以教科版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)實驗教科書五年級下冊第一單元的“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、展開趣味實驗，激發(fā)探究動機

“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)生探究動機，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，教師就設(shè)計了一個饒有趣味的情境。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出現(xiàn)什么樣的情況。學(xué)生基于已有的生活經(jīng)驗，都認(rèn)為橡皮泥會沉入水底。但是，教師不同意學(xué)生的意見，說只要改變橡皮泥的形狀就能讓橡皮泥浮在水面上。然后，教師擺開擂臺賽，讓學(xué)生上臺和老師挑戰(zhàn)。這時，學(xué)生的好奇心就被激發(fā)起來，紛紛舉手，搶著上臺做實驗。有的學(xué)生把橡皮泥捏成一個長方體，可是放進水里就沉下去了；有的學(xué)生把橡皮泥搓成一個圓球，放進水里也沉下去了；有的學(xué)生把橡皮泥壓成一個大餅，放進水里還是沉下去了……難道老師說錯話了嗎？在一個個挑戰(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水里，接下來會發(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水里，果然橡皮泥浮在了水面上。學(xué)生都驚訝地說：“我怎么就沒想到這樣改變形狀呢？”在熱烈的交流中，教師順勢提出問題，引發(fā)學(xué)生進一步思考：“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？”

趣味的實驗使每個學(xué)生都經(jīng)歷了思考、動手、觀察、質(zhì)疑的過程，激發(fā)了學(xué)生巨大的學(xué)習(xí)熱情。這樣的實驗對小學(xué)生來說是既新穎又有趣。在充滿趣味性和挑戰(zhàn)性的課堂氛圍中，學(xué)生很快產(chǎn)生探究的動機，從而迅速地進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，在勃勃的興致中繼續(xù)下一輪的探索。

二、鼓勵自主設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生探究

學(xué)生是課堂學(xué)習(xí)的主人，教師是課堂活動的組織者和協(xié)助者，所有的教學(xué)過程都應(yīng)圍繞著學(xué)生的知識增長點進行。為充分尊重學(xué)生主體性的原則，教師在教學(xué)時要給予學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，讓學(xué)生在積極思考中主動提問，從而能更好地發(fā)現(xiàn)問題、探尋思路、解決問題，完成知識的建構(gòu)。

例如，在學(xué)習(xí)《浮力》一課時，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)生對游泳的回憶。有的學(xué)生說：“我套上救生圈以后，就覺得好像有一股力托著我，人就不會沉到水里去?！庇械膶W(xué)生說：“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在水里?！庇械膶W(xué)生說：“我估計托起救生圈的力要比我們的體重還要大。”有的學(xué)生就說：“我認(rèn)為這股力的方向是向上的。”“一石激起千層浪”，學(xué)生就救生圈產(chǎn)生了很多話題。此時，教師出示一個透明的塑料水箱，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：“泡沫塑料塊在水中受到了水的浮力，這個浮力有多大呢？”“怎樣測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一樣嗎？”聯(lián)系以前所學(xué)的知識，學(xué)生想到用測力計來測量重力的大小。同樣道理，泡沫塑料塊受到的浮力大小是不是也可以用測力計來測量呢？怎么測量泡沫塑料塊受到的浮力大小是學(xué)生測量中遇到的難題。為了解決這一難題，教師讓學(xué)生分組討論測量泡沫塑料塊受到的浮力大小的實驗方案。

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

三、促進表達交流，形成嚴(yán)謹(jǐn)思維

“觀察—發(fā)現(xiàn)—推測—驗證”是典型的科學(xué)探究活動的過程。在這個探究過程中，學(xué)生的思維始終處于活躍的狀態(tài)，有疑問，有好奇，有結(jié)論。這時，應(yīng)該讓他們把自己的所見所想表達出來，這樣在不斷表達中學(xué)生的探究思維逐漸形成。因此，在課堂上，教師要給足學(xué)生討論的時間，引導(dǎo)他們講思路、講方法、講感悟，在鍛煉語言表達的同時提升他們探究問題的能力，進而更好地解決科學(xué)問題。

《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課主要研究不同濃度的液體對馬鈴薯沉浮的影響。學(xué)生對物體的沉與浮，一般都是關(guān)注物體的本身，很少會關(guān)注到液體的性質(zhì)。當(dāng)教師把兩個差不多大小的馬鈴薯放入兩個透明的水杯時，學(xué)生看到一個杯子里的馬鈴薯迅速地沉到杯底，另一個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胡蘿卜的經(jīng)驗來看，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？難道是馬鈴薯的問題嗎？在學(xué)生的猜測中，教師把兩個馬鈴薯交換了位置，原本浮在水面上的馬鈴薯換了一個杯子以后就沉到水底去了，原本沉到水底的馬鈴薯換了一個杯子以后竟然也浮到水面上了。同一個馬鈴薯，在一個杯子里沉在水中，在另一個杯子卻浮在水面上，這個現(xiàn)象怎么解釋呢？學(xué)生事先并不知道兩個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，學(xué)生就按捺不住心中的困惑，紛紛交流起來。有的學(xué)生說：“從馬鈴薯放入兩個杯子出現(xiàn)的不同情況可以推測出馬鈴薯受到的浮力大小不同?！庇械膶W(xué)生說：“馬鈴薯的沉浮與它本身沒有關(guān)系，那么很明顯，影響沉浮的因素只能指向一個變量——液體。難道這兩杯液體的性質(zhì)是不同的嗎？”有的學(xué)生說：“我估計兩個杯子里可能是兩種不同的透明液體?！庇械膶W(xué)生說：“難道不同的液體產(chǎn)生的浮力會有大有小嗎？”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候，先在水里倒入很多的鹽，調(diào)勻以后放入鴨蛋，鴨蛋就會浮在水面上。那杯讓馬鈴薯浮起來的水會不會是鹽水呢？”有的學(xué)生就提出了問題：“那用什么方法來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)到了書本中沒有呈現(xiàn)出來的知識，而且進一步認(rèn)識到需要采用科學(xué)實驗的方法去解決問題。這說明學(xué)生在探究問題本質(zhì)的過程中逐漸形成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，并利用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式去嘗試解決問題。這也正是科學(xué)探究思維的發(fā)展過程。

四、搭建實驗平臺，掌握探究方法

在學(xué)生逐漸產(chǎn)生了探究動力后，他們往往最缺乏的是正確的探究方法?？茖W(xué)實驗可以讓學(xué)生逐漸摸索出科學(xué)而又有效的探究方法。所以，在學(xué)生通過自主探究的方式掌握了一定的科學(xué)基礎(chǔ)知識后，教師可以組織一些相關(guān)的科學(xué)小實驗來檢驗學(xué)生對知識的掌握程度，同時教給學(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，但是水中鹽含量的多少會不會對浮力產(chǎn)生影響呢？關(guān)于這個問題，學(xué)生在課堂上并沒有進行過解答。所以，教師可以提出探究實驗“水中鹽的含量對于浮力的影響”，讓學(xué)生在課后自己動手進行小實驗，然后在課堂上進行成果驗收。在實驗結(jié)果驗收環(huán)節(jié)，很多學(xué)生都說：“水中鹽的含量對于水的浮力是有影響的?！贝蠹业膶嶒灲Y(jié)果都是一致的，但他們只說出實驗結(jié)果，卻沒有運用合理的方法來驗證。為了引導(dǎo)學(xué)生完善實驗，教師問道：“我相信大家都知道如果水里只放入少許鹽，那么，鴨蛋不會浮起來。那需要多少的鹽才可以讓鴨蛋浮起來呢？”有的學(xué)生答：“可以慢慢加鹽來判斷?！苯處熇^續(xù)進行引導(dǎo)，問：“有沒有具體的加鹽方法呢？我們需要的是有效的數(shù)據(jù)來進行實驗結(jié)果的闡述?！庇械膶W(xué)生得到指引，說道：“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，每個人的實際用鹽量也不同?！弊詈螅處熆偨Y(jié)實驗方法：在控制水量不變的情況下，鹽以勺子為單位，實驗步驟是一次增加一勺，觀察實驗結(jié)果，并且記錄在紙上。在實驗方法指引下，學(xué)生通過增加鹽的勺數(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程。同時，他們通過表述鹽與水的比例值來解釋科學(xué)實驗結(jié)果。

可以明顯發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在實驗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驗結(jié)果表述得更加有理有據(jù)，從而使得實驗結(jié)果相對嚴(yán)謹(jǐn)。在日常的科學(xué)教學(xué)活動中，教師要聯(lián)系生活實際，呈現(xiàn)多種科學(xué)小實驗讓學(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)問題，進而提高科學(xué)探究的效率。

五、積極拓展延伸，培養(yǎng)探究意識

科學(xué)探究的最終目的是在生活中運用。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，教師要積極進行拓展延伸，加強書本知識與課外實踐之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生更好地開展實踐探究活動，在生活實際中體會到探究的實用價值，從而感受到探究的樂趣和滿足感，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，想一想有哪些故事里的問題是通過沉浮的知識來解決的。有的學(xué)生馬上想到了語文課本中學(xué)過的《曹沖稱象》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一道記號；然后牽走大象，叫人把石塊裝到船上，直到船幫上的記號與水面平齊時才停下；最后曹沖讓人把船上的石頭挑下船稱一稱，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測量王冠里是否摻進白銀的故事。那么在生活中有沒有利用浮力來解決問題的事例呢？教師要求學(xué)生做一個有心人，去調(diào)查生活中的各種現(xiàn)象。通過調(diào)查，學(xué)生就發(fā)現(xiàn)釣魚時使用的浮子就是利用浮力的原理。當(dāng)魚鉤上只有魚餌的時候，浮子是漂在水面上的；當(dāng)魚兒上鉤以后，拖著魚鉤游動，浮子受到了拉力沉下去，釣魚的人就知道有魚上鉤了。還有的學(xué)生從汽車的儀表盤中發(fā)現(xiàn)了秘密。當(dāng)汽油加滿時，指針就會指向滿格；當(dāng)油箱里的汽油量很少時，指針就會指向另一端。于是，上網(wǎng)一查，原來是汽車油箱里有一個浮子。當(dāng)油箱里面的燃油高度產(chǎn)生變化的時候，浮子的高度也會隨著變化；而浮子高度的變化會帶動滑片電阻的觸點滑動，輸出不同液位高度時的阻值，油表就能根據(jù)阻值顯示對應(yīng)的燃油量。司機就可根據(jù)儀表盤的指針來清楚地判斷油量的多少。

通過拓展科學(xué)知識，學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象并不是寫在書上的理論知識，而是與我們的生活息息相關(guān)的?？梢?，在教學(xué)過程中，如果教師善于挖掘所學(xué)知識與生活的結(jié)合點，同時引導(dǎo)學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題，就能讓書本上的學(xué)問走進學(xué)生的生活，就能讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)科學(xué)知識的真正意義，真正培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識。

每個學(xué)生對科學(xué)知識都有強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)進科學(xué)王國，讓學(xué)生在積極的探究活動中認(rèn)識自然，獲取科學(xué)知識，產(chǎn)生探究意識，提高科學(xué)探究能力。當(dāng)然，探究能力的培養(yǎng)是一個長期而反復(fù)的過程，并非一蹴而就，需要教師不斷地去開發(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，并且要時刻鼓勵學(xué)生積極主動地去探究，讓學(xué)生的探究能力日益得到提升。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 馬克貴.探究在科學(xué)教學(xué)中的運用效果研究[J].小學(xué)科學(xué)（教師版），2019（9）：19.

[2] 徐伯權(quán).小學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)策略[J].小學(xué)教學(xué)研究，2013（4）：60-61.

（責(zé)編 韋淑紅）