設(shè)計貼近學(xué)生生活的探究活動

◇賓 雨 吳明新（湖南：株洲市荷塘區(qū)星光小學(xué)株洲市荷塘區(qū)戴家?guī)X小學(xué)）

2017年版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》指出：小學(xué)科學(xué)是一門基礎(chǔ)性、實踐性與綜合性的課程，教師要引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究，加強科學(xué)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，使學(xué)生在實踐中養(yǎng)成運用科學(xué)知識分析問題及解決問題的能力。同時，促使學(xué)生在科學(xué)探究中形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。

一、從生活經(jīng)驗出發(fā)，激發(fā)探究興趣

不同學(xué)生的生活經(jīng)驗、思維方式存在較大差異，他們對科學(xué)知識的理解也不一樣。在課堂上，教師可以設(shè)計貼近學(xué)生生活的實驗活動，以激發(fā)學(xué)生的探究熱情，引發(fā)學(xué)生認真觀察、記錄實驗現(xiàn)象，深度思考，將學(xué)生從被動聆聽變?yōu)橹鲃訉嵺`、自主探索，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在興趣的驅(qū)動下，探索科學(xué)奧秘，形成理性思維。

例如，在湘科版三年級下冊《水的沸騰》一課教學(xué)中，教師先以生活中熟悉的現(xiàn)象“燒開水”來展開教學(xué)，以問題“水在燒開的過程中會發(fā)生哪些變化？”引發(fā)學(xué)生思考，調(diào)取學(xué)生的前認知。通過自主設(shè)計實驗方案，使用有創(chuàng)意的學(xué)具，學(xué)生小組合作，分工明確，任務(wù)驅(qū)動，觀察燒開水的變化，以均勻的時間間隔測量并記錄溫度變化，運用柱形圖描述水的溫度變化，并匯報各小組的讀數(shù)，結(jié)合溫度變化、水泡變化、水量變化折線統(tǒng)計圖，由具象到統(tǒng)計，動態(tài)記錄發(fā)現(xiàn)共同之處。學(xué)生經(jīng)歷探究水的沸騰，透過現(xiàn)象看到本質(zhì)：水沸騰時，氣泡會逐漸變大直至破裂，溫度升高到沸點繼續(xù)加熱，溫度也不再升高，水會變成水蒸氣使杯中的水量變少。再運用所學(xué)的沸點知識來解釋生活中高壓鍋的使用原理。整堂課需要教師有深厚的專業(yè)功底、游刃有余的教學(xué)方法，高效精準地追問探討，問而有答,答而精彩,以學(xué)生為主體，充分激發(fā)學(xué)生自主探究的積極性。

二、以生活理解為橋，發(fā)展科學(xué)思維

小學(xué)科學(xué)所涉及的常識性知識很抽象，小學(xué)生的閱歷及視野存在局限性，有些知識他們難以理解。利用學(xué)生熟悉的結(jié)構(gòu)化實驗材料設(shè)計進階的實驗活動，循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生操作，加深理解，能讓學(xué)生揭開科學(xué)神秘的“面紗”。

例如，湘科版二年級下冊《力與形變》一課教學(xué)中，教師采用“捏臉”游戲演示臉變形來吸引學(xué)生的注意力，進而實踐球形、方形、柱形等多種形狀橡皮泥的擠壓、拉伸，比較施力前后橡皮泥形狀的變化。激活思維，層層遞進，驗證力有改變橡皮泥形狀的作用。結(jié)合學(xué)生心理，采用游戲化策略，設(shè)置競賽環(huán)節(jié)，讓學(xué)生體驗用橡皮泥DIY可愛造型，讓用力的方法多樣化，增強趣味性和挑戰(zhàn)性。教師及時傾聽學(xué)生的疑問：怎么每一次捏都會變化呢？讓學(xué)生談?wù)勛约簩ι钪懈辔矬w的理解，自然過渡到對海綿、彈簧等更多材料的探索。講解記錄單，深化延伸概念，得出共同的結(jié)論，再一次驗證力能改變物體的形狀。再逆向驗證，比較撤銷力前后物體形狀的變化，撤銷力恢復(fù)原狀，進一步驗證沒有力就不能改變形狀，也進一步證明力能改變物體的形狀。學(xué)生通過循序漸進的實驗活動理順了因果邏輯關(guān)系，建構(gòu)了正確的新認知，突破了教學(xué)難點。

三、借生活現(xiàn)象思考，深化科學(xué)內(nèi)涵

學(xué)生在經(jīng)歷了3～4年級的科學(xué)學(xué)習(xí)后，對自然界中的光現(xiàn)象有了一些感性的認識，但是對光是怎樣傳播的，研究還不是很深入。教師采取任務(wù)驅(qū)動，設(shè)置分組挑戰(zhàn)賽，學(xué)生獨立思考、小組交流、全班交流，設(shè)計實驗方案，了解科學(xué)內(nèi)涵，自制創(chuàng)新學(xué)具，驗證結(jié)論。

例如，在湘科版五年級下冊《光的傳播》一課教學(xué)時，從觀察樹林中的陽光、舞臺的聚光燈等線光源入手，以“光是沿什么路線傳播的”問題走進光的世界。教師順手按亮手中的電子筆，學(xué)生在希沃白板某處尋找電子筆的光的傳播路線，并演示電子筆穿過可樂瓶，使光的直線傳播路徑可見，銜接自然，順勢引入主題。

出示更多的材料，設(shè)計實驗方案來揭曉神秘的光。第1～4 小組用實驗方案一，采用挑戰(zhàn)賽選出速度最快的小組。小組長用視頻展臺展示活動記錄單，匯報速度快的秘訣：如果三塊紙板的小孔不在一條直線上，手電筒的光穿過第一個小孔后就會被某塊紙板擋住，光斑無法直達最后的光屏上，需要將三個中央打孔和一個做屏的紙板固定在支架上，借助直尺和桌子直角邊緣輔助，使紙板擺放在一條直線上，用手電筒正對著最前面紙板上的小孔并把光射進去，光線能夠前進到最后的屏上，形成一個明亮的光斑。不同組的學(xué)生相互競賽、分工合作，凝聚集體智慧，產(chǎn)生思維碰撞，達成共識，最終實驗證明光是直線傳播的。

除了方案一的實驗方法以外，還有多種方法驗證，一個結(jié)論的得出應(yīng)該是反復(fù)驗證。第5～8 小組采用實驗方案二，模仿鑿壁偷光的典故，各組嘗試在暗盒內(nèi)組裝簡易電路，各個不同的側(cè)面開小孔，將可彎折的吸管插入小孔，并用橡皮泥封住。如果用彎折的吸管，光直線傳播到彎折處就擋住了，我們眼睛看不到亮光透出來；如果拉直吸管，光從吸管中透出來，我們的眼睛能看見光亮。多個組的小組代表匯報時，同時展示光是四面八方從暗盒中透出來，進一步驗證光是從四面八方沿直線傳播。

進一步運用光的傳播路線原理來解釋生活中影子的形成這一現(xiàn)象，結(jié)合有趣的小孔成像視頻，談古激趣，引導(dǎo)學(xué)生制作小孔成像盒，模擬情形再現(xiàn)。師生借助紙貼板書小孔成像光的路線圖，突破難點，揭秘蠟燭火焰上端下端兩點穿過小孔得到屏上的光點成倒像的成因，循序漸進地解析小孔成像也是光的直線傳播的例證。

四、為生活創(chuàng)造美好，鏈接社會發(fā)展

以第42 屆株洲市青少年科技創(chuàng)新大賽為契機，科學(xué)教師組織學(xué)生自制科技作品，拉近生活與科學(xué)學(xué)習(xí)的距離，促進教學(xué)更加生活化。學(xué)生利用課后時間開展小發(fā)明制作，自主調(diào)研，設(shè)計創(chuàng)作，模型構(gòu)建，操作演示，充分認識到科學(xué)技術(shù)發(fā)展對社會的影響。學(xué)生的創(chuàng)新成果分別是“免洗防濕可折疊換面鞋”和“多功能培育植物神器”。下面來看看學(xué)生的小發(fā)明吧！

“多功能培育植物神器”的設(shè)計背景是暑假學(xué)生考察爺爺家的植物種植實踐基地，看護植物的人頂著烈日辛勤地澆灌、除草、施肥或者用營養(yǎng)液藥袋注入樹皮來培育植物。學(xué)生突發(fā)奇思妙想，設(shè)計了多功能培育植物神器。它將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，自動澆灌系統(tǒng)套裝內(nèi)置定時器，定時噴灑水、殺蟲劑、營養(yǎng)液，既合理地利用了太陽能，又能定時噴水、除蟲、施肥，且節(jié)省了人工費。學(xué)生使用的材料有：三個相同大小的瓶子（分別裝有水、營養(yǎng)液、殺蟲劑）、四根水管（可收縮、可拆卸）、一根長水管、一根長電線、兩根短電線、兩個開關(guān)、三個水閥門、一個圓底座、一根85 厘米的鐵管、一個灑水器、一個太陽能電板、一塊太陽能電池。我們用太陽能電板收集太陽能，保存在太陽能電池里，利用太陽能電池轉(zhuǎn)換為電能的裝置去連接水泵，打開開關(guān)時電流開始流動到水泵，水泵被打開后連接主水管，水管再接通三個分別裝水、營養(yǎng)液、殺蟲劑的瓶子。結(jié)合實際需要，分別選擇噴水或殺蟲劑或營養(yǎng)液，十米左右的距離安裝一個噴灑裝置。多功能培育植物神器的整套系統(tǒng)就成功運行了，讓種植體驗更美好。

“免洗防濕可折疊換面鞋”的設(shè)計背景是，冬季外出旅游，箱子體積有限，鞋子笨重不便裝，款式單一，冷水洗不護手，于是學(xué)生想到了發(fā)明這種“免洗防濕可折疊換面鞋”。設(shè)計思路是使用可折疊材質(zhì)制作的多個鞋面、鞋底、AB膠、線、針等，采用遷移和組合的方法，先將鞋底切下，用AB 膠的A 面粘在鞋底上面，然后再拿鞋面粘上B 膠，在鞋底和鞋面貼合的地方粘緊。它可以防水，市面上有用拉鏈連接鞋底和鞋面的方式，那種換面鞋在下雨天容易通過拉鏈小縫隙進水。鞋底和鞋面采用軟皮材質(zhì)制作，可折疊，方便放入行李箱和鞋柜中，節(jié)省空間。一般鞋子里面、前面部分很難用鞋刷刷到，這樣可以卸下來清洗干凈，換好鞋底鞋面之后，再墊上鞋墊。結(jié)合羽絨服的特質(zhì)，只要洗最外面一層可拆卸的臟的部分即可。換不同款式的鞋也方便，可以自由組合，出去旅游穿著搭配難題也解決了。它防水而且不容易壞，可折疊的特點還能節(jié)省空間。

科技創(chuàng)新成果以競賽為驅(qū)動，建構(gòu)情境框架，既符合國家“雙減”政策，又調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的動手實踐能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新性思維。真實情境、挑戰(zhàn)性的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生在問題解決中開展深度學(xué)習(xí)的一種有益嘗試。本次科技大賽在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任方面有得天獨厚的優(yōu)勢。