• 小学生科学探究力发展的原点追寻
     

    小学科学课是一门以探究活动为主的课程。学生探究力的培养是当前新课改背景下必须关注的课题。探究力就是指人们探索事物内在本质、联系,追究事物根源所具备的能力。探究力的培养要从诱发外因入手,着力于确定适宜的主题、创设开放的情境。激励内因为主,把学生培养成具有探究意识、掌握探究方法、形成探究习惯的人。猜想、观察、质疑是有利于探究意识形成的关键词,在实践中逐步形成的探究方法是探究力发展的支撑点,课堂探究文化的确立是探究习惯养成的充要条件。

    一、探究力的界定及意义

    小学科学课是一门以探究活动为主的课程。小学科学课以培养学生的探究力为己任。探究力,是指人们探索事物内在本质、联系,追究事物根源所具备的能力。它的三要素是意识、方法、习惯,即想探究、会探究和爱探究。它们之间是相互促进、螺旋上升的过程。

    二、探究力培养的策略

    (一)诱发外因

    小学生探究力的培养不是一朝一夕就能成功的。应从外因入手,诱使学生不知不觉地走进探究性学习。它的着力点有二:

    1.诱发学生发现适宜的探究主题

    美国专家Scottg.paris说:“通过真实的、具有挑战性的一组相关的学习任务可以促进学生的创造性思考能力。”这组相关的学习任务就是探究主题。学生是探究性学习的主体,学习主题的选择和确定,要尊重学生的意愿,引发学习兴趣,不能由教师强制给予,而应该引导每个学生从日常生活和学习出发,自主地提出具有生命力的鲜活的探究主题,从中加以选择和确定。

    1)从课堂学习中发现探究主题。

    课堂上,孩子们经常会提出很多问题,其中不乏一些值得研究而孩子们有条件研究的问题。如,教学四下《种子的萌发》这一课时,正好是蚕豆和豌豆上市的季节,有几个学生就问:刚从地里采来的鲜嫩的蚕豆和豌豆,掰开这两种豆的两瓣,发现它们都有两片肥厚的子叶,胚根、胚芽也完好,那么它们也能做种子用吗?我们把他们提出的问题带到所任教的几个班,作为一个小课题让他们去研究,课外各个班都有孩子去实验。相信,经过这样的课外延伸,不仅对提出问题的孩子是一种鼓励,对其他学生也是一种激励。

    2)从生活实践中提取探究主题。

    臭豆腐是家乡的一道小吃,大街小巷都能闻到这种特殊的臭味。有些学生不禁会问:臭豆腐为什么那么臭?吃臭豆腐有害健康吗?我们就让提出这个问题的孩子任研究组组长,组织其他有兴趣的孩子进行课外探究。经过一周多的课余时间,孩子们通过查阅资料,调查访问等方法应该能够解决问题。这个时候,我们还在班上组织召开一个汇报会。由于主题是从学生中来的,是学生的学习需要,因此,他们就有了学习的兴趣和激情,就能倾注全部热情,兴致勃勃地制定研究方案,积极地开展研究,自然也能取得好的效果。

    3)从学科整合中提炼探究主题。

    有人说:语文是科学之母,数学是科学之父,艺术是科学之魂,体育是科学之根。小学科学与其它课程联系紧密,相互融合。把科学探究与其他学科有机地联系在一起,使每门功课都从科学探究活动中取得进步,做到各学科之间融会贯通、全面发展,同时又促进探究力的提高。如,教学《动物的的生命周期》一课时,跟语文结合,边观察蝴蝶的生命周期,边指导写观察日记,填写观察报告。经过一个月的跟踪记录,完成科学实践报告,最后又放飞蝴蝶,体验成功的喜悦。五下《地球的自转、公转及月相变化》可跟数学的《年月日》整合,为什么一天24小时?为什么有大月小月?为什么通常四年一闰?这些问题都可以通过科学实验来解决。

    2.诱发创设开放的情境

    “在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要,就是希望感到自己是一个发现者,研究者和探究者。”所以,在教学中教师应尽量创设开放的教学情境,组织、引导学生在自主去探索、发现、应用。科学课上,教师创设教学情境,准备有结构的实验材料,让学生亲身经历科学探究的过程,体验科学的神奇和快乐,在“玩”中学,寓教于乐。如:制作叶脉标本、做个红绿灯、蜗牛赛跑等等,学生会兴趣倍增,迷上科学课。有了课上浓厚的兴趣,老师加以引导,让学生参加一些科技活动,学生会将这种兴趣持续延伸到课外,会乐此不疲,主动意识增强。

    1)开放的时空

    课外延伸向时空开放。围绕研究主题的学习,时间不以40分钟为限,空间组合按学习内容和目标设定,家庭、社区、大自然都是学习空间,学习目标开放,不以知识为唯一目标,教学评价开放,注重过程,不追求唯一目标的实现。正如北京师大肖川博士说:“授之以鱼,不如授之以渔,更不如授之以渔场。”教师就要为学生提供一个任意驰骋的“渔场”,如围绕探究主题的课外读物、网络、相关名人、科普基地等,让他们在“渔场”中自主探索发现,能“吃”多少就“吃”多少,自己不断地吸收反刍,质疑批判,最后沉淀下来的就成为学生自己的科学素养。

    2)开放的方式

    首先开放学习成果完成的方式。科学课外探究学习是一个实践的过程。它以学生的现实生活和社会实践为基础,强调学生的亲身经历,可以是“研究方案”“调查报告”“实验记录”“观察日记”“科技制作”等多种完成方式。教师可以开辟园地,张贴学生的实验记录、手抄报、小论文等。也可以利用课前35分钟,让学生交流探究中的发现与困惑。还可以借助科技节,为学生提供作品展示的机会。让学生体验成功的乐趣,进一步激发课外探究的欲望。

    其次,开放为达成学习成果而选择的学习方式。教师要帮助学生找到适合自己的学习方式和探究方式。能力强的可以选择个人独立探究;帮扶中下生的选择小组合作探究;根据班级特色可以搞班级合作探究。

    (二)激励内因

    1、激励多种探究意识的形成

    1)观察意识

    观察为创新能力的发展提供源泉和基础。观察意识的培养不是闭门思过,要“回归生活,贴近生活”,要让学生把现实生活与课本知识的学习紧密结合起来。如三年级的学生刚上科学课时,对观察的方法还不得要领。课外观察大树,只是到大树边,自认为是仔仔细细地看了一遍,可是一到课上许多观察结果都说不上来。经过这一单元学习后,学生对观察的方法基本掌握。在后来的动物单元中,他们去探究青菜虫。这回,学生事先考虑了如下因素:(1)发现的地点;(2)发现的时间;(3)青菜虫的样子;(4)发现时在干什么;(5)将青菜虫放入盘子,在周围放上一些食物,看看它吃什么。学生进行有序的观察,效果就比较好。因此,在了解了学生探究的题目后,帮助、引导学生制定切实、可行的计划,是取得课外探究成功的前提。

    2)“猜想——验证”意识。

    猜想就是猜测,是指学生在认知活动中意识到一些难以解决的问题时产生的一种怀疑、困惑、探究的心里状态。猜想分两种,线性猜想和非线性猜想。线性猜想,即猜想的结论或解题途径唯一,具有直接感悟的成分。非线性猜想,即猜想是点状发散的,点是猜想的依据,发散是多端的,联想异常丰富。如教学《磁力的大小》中,我先出示一根磁铁,让学生猜一猜磁铁的两头和中间哪边磁力大?从这个点出发,启发学生大胆地猜,而后设计多个实验认真地验证自己的猜想是否正确。由于猜想的过程是开放的,当主体的知识越丰富,分析越全面,猜想就越是多端的,培养的探究意识就越浓。因此教学中采用较多的还是非线性猜想。但是非线性猜想并非所有的实验方案都是可行的、合理的,它需要主体的合理选择一个适宜的方案,然后进行验证。

    3)“质疑——解释”意识。

    爱因斯坦说:“提出一个问题要比解决问题更重要。”李政道说:“学习,就是学习问题,学习怎样问问题。”在我们的身边,有许许多多事。自然的、生活的、家庭的小事,也有学校、社会、国家的大事。学校周边的小吃可谓是五花八门,每天吸引着成百上千的学生争相购买,这些五颜六色的食品健康吗?从这些事中,启发学生多角度进行质疑。如在探究小苏打和醋的混合现象时,先让学生做混合实验并观察现象,然后再让学生用燃烧的火柴做混合产生气体与普通空气的对比实验,再鼓励学生根据实验现象进行质疑。小苏打和醋混合杯中的火柴为什么熄灭?空气杯中的火柴为什么不熄灭?两个杯中的气体是不是不一样?混合杯中的气体为什么和空杯中的气体不一样?是不是小苏打和醋混合后产生了新的气体?再让各层次的学生分别思考解疑,使得各类学生都开动脑筋,积极思考,寻找答案,有利于各层次学生质疑意识的培养。

    这三种意识,“观察意识”是基础,“猜想——验证”意识和“质疑——解释”意识是观察基础上的两种并列的探究意识。它们共同指向于探究结果。

    2.激励学生掌握适合的探究方法

    在选好课题的基础上,教师可结合科学课的教学,帮助学生建立课题探究小组,鼓励学生根据自己的知识经验,对提出的课题进行思考,提出自己的推测和解决问题的办法,形成解决问题的方案,并依据方案落实小组成员各自的职责和任务,提醒学生有关安全注意事项,落实安全措施,开展科学实践活动,并强调做好有关科学实践活动的记录。这个过程是学生学习、实践的最重要过程。根据小学生实际,我们采用的探究解决问题的活动主要有以下几种。

    1)收集资料法

    搜集科学信息资料是学生学会自主学习,拓展知识,进行判断、推理和论证的必不可少的学习过程和方式。这也是我们尝试着让学生做得最多的课外延伸活动。资料的来源很多,有书籍的、生活中的、网络的等等。教师要引导学生如何收集资料,整理资料,应用资料。如五下“时间”单元中,像《在时钟发明之前》、《夜间的计时器》等课,我们就要求学生课外去收集一些相关的内容,如收集古人十二个时辰划分的资料、关于用太阳光的影子计时的资料、古代夜间计时的工具的资料等。

    2)参观调查法

    参观调查法是探究者通过各种方式,有目的、有计划地了解某一方面的实际情况,从而发现问题,加以研究的一种方法。实施中,先确定参观调查对象(范围要有一定代表性),接着制订调查计划,再设计调查工具(调查表格、谈话提纲、测验题目、观察卡片),然后实施调查,最后整理调查资料、撰写调查报告。这种方法打破课堂限制,充分利用社会资源优势,提高学生学习科学的能力,同时也提高他们的社会交往能力。例如,一次性筷子使用越来越普遍,事实证明,一次性筷子不仅造成极大的森林资源浪费,而且污染也很严重。为此,有几个学生决定对卫生筷的使用和卫生情况进行一番调查、访问。根据调查访问,学生们还做了仔细地统计和分析,并且来到供应卫生筷的下桥批发市场实地调查,并采访了有关人员及环保人士,最后提出了自己的建议:(1)尽量不要使用一次性筷子。(2)希望社会媒体加大宣传的力度,让大家了解卫生筷的危害性,提倡使用常用筷。(3)卫生部门加强对餐厅卫生筷使用的监督,使其执行严格的消毒工序。

    3)观察实验法

    这是学生最喜欢的,也是最能体现学生实践创新能力的活动,学生围绕探究主题,自己设计观察实验方法进行探究。例如,一个学生为了了解蚂蚁的生活习性,想了许多办法观察蚂蚁,有强迫法、引诱法等,多角度了解了蚂蚁,并且坚持观察了半年,记录了大量的文字资料。居室内空气质量调查活动组的学生为了了解空气污染的害处,采用植物对比实验法和人体体验法等获取第一手科学资料。采用实验法要特别注意两点:一是选择可操作的实验方案,二是让学生自己提醒注意的事项,能让他们在主动探究的过程中提高实验的准确度。

    4)实践操作法

    小学科学常见的实践活动是观察与实验,但学生尝试性操作也是实践。学校东边大庆河的污染及治理给了学生很大的启示。学生为了解决污水问题,提出植物治污的设想,在教师的指导下,个别学生还尝试了养殖水葫芦治污实践活动。种植和饲养是最受小学生欢迎的科学活动。课外延伸就给学生提供了机会,让他们从事力所能及的种植饲养活动,从中获得成功的喜悦,并真切地感知生 命的意义。

    学生通过形式多样的探究活动,获得了许多强烈的体验和有价值的资料。教师引导学生写观察日记、实验报告记录、科学小论文、创意小点子、科幻画、科学小报等形式积累资料。

    3.养成探究习惯的几种方式

    “卓越就是一种习惯”(富兰克林)。当学生爱探究,能自觉用探究来支配自身的学习活动,就标志着探究习惯已经形成。而探究习惯不可能在短期内形成,它需要经过长期的训练,更需要探究文化的支持。

    1)崇尚探究的格言

    有志者事竟成。要做一个积极的探究者,必须崇尚探究。如英语里有这样一句话“只是告诉我,我会忘记;要是演示给我,我就会记住;如果还让我参与其中,我就会明白。”“一分钟的探究胜过一百分钟的唠叨。”“要真正做到多思,我们必须甘心忍受并延续那种疑惑的状态,这是对彻底探究的动力”“我探究,我快乐”……让学生用自己信奉的格言精神去感染周边的同学,带动伙伴自己创造或摘录探究语录,并从中选择一、二条作为自己的行动口号,或在集体讨论的基础上,选出其中比较优秀的语句张贴在教室里,营造探究文化的气息,强化自我心理的暗示,以促进“崇尚探究”大环境的形成。

    2)支持探究的日记

    著名特级教师魏书生年引导学生几十年如一日地坚持道德长跑——写日记,以养成良好的行为习惯。因此,促成学生探究习惯的养成,可采用探究日记的形式。学生探究日记里记载的内容有三方面:学生的探究过程、探究改进方案及探究过程中的情感体验。探究日记的写作可以按照这样的程序进行:“我要探究什么?→我应该怎样探究?→我探究得怎么样?→换一种方法是否更好?→我的感受是什么?”这样的日记,可引导学生走上科学研究之路。当然,当学生有了好的研究主题而个体单独完成不了的时候,可以写合作探究日记。合作探究式日记可以横向合作记载,围绕同一主题,每人一板块,而后并列式合并,就是完整的研究报告。也可以纵向合作记载,围绕同一主题,每人一阶段,而后串联式合并,也是完整的研究报告。这种日记便于同伴之间相互启发、相互补充,团结协作,各自在原有水平上都能有所提高。

    3)展示探究的记录夹

    将一阶段的探究记录收集在一起,便成了探究记录夹。一个理想的探究记录夹,能够为学生保留探究和发展的重要信息,能够为我们描绘出一个动态的、完整的、立体的学生探究发展的图画,它将给学生整个学习经历留下深深的痕迹。因此,收集学生探究记录夹的资料不是目的,而促进学生的进步与发展才是其主要用意。教师不但要经常为学生提供展示、交流探究记录夹的机会,还要尽量和他们一起回顾探究的历程。让学生把各自的探究记录夹带到教室里互相看一看,评一评,由小组长组织进行自我展示,同学相互做出评价、比较,看谁的进步大。通过这样的交流展示,促进学生自己确立榜样,激励他们为自己下一阶段确定探究的方向和目标。

    探究记录夹展示活动还要设法引入家长参与,使家长不仅能了解自己子女的探究状况,也能展开比较,学习别人好的做法,还便于形成家校合力,提高课外探究的效率。

     

    作者简介:喻伯军(浙江省小学科学教研员,国家课标组核心成员)

        黄申友(浙江省临海师范附小校长)

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