巧妙设计实验现象 激发学生的探究情趣

李余仙

摘要：我國新的《小学科学课程标准》中指出：“科学实验要注重从现实的实际现象出发加以研究”。这对我国目前的小学科学课程的改革来说既是一个新的理念，也是近二十年小学科学教学改革一直所推崇的教学思想。本文通过对小学科学实验前的现象引入剖析，试图从符合学生思考的角度给科学现象设计以新的内涵，以符合儿童科学认识活动规律的教学过程组织形式，在教师的促进下进行的一种充分自主而有效的科学实验活动。

关键词：科学现象；动手能力；想象；质疑

美国《国家科学教育标准》明确提出，科学实验的主要方式是探究性学习：探究是一种多侧面的活动，需要针对生活现象的巧妙引入；需要做观察；需要提出问题；需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西……这一切的一切均离不开第一步中科学现象的巧妙设计和引入。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维。由此可知：实验前的现象设计是多么的重要。

一、在质疑中引爆学生的探究情趣

质疑是创新意识的潜能，是创新意识的萌芽。因此，当学生在质疑心的驱使下而提出各种古怪的问题或做出某些荒唐的事情时，作为教师，应该在认真调查的基础上给予鼓励，并引导学生提出问题给予指导。

例如：同学们已经做了很多的实验，探究出空气的一个小秘密：无色、无味，收获真不小，老师真替你们高兴，你们还想发现空气更多的秘密呢？让老师带你们玩个小魔术怎么样？

生：好！

师：仔细听听老师说要领

1.把纸团紧紧塞到玻璃杯的底部。

2.倒扣直立着把玻璃杯按入水底。

猜一猜，纸团会不会湿？

生：会！不会！

师：大家自己动手试一试。记住老师说的要领。

生（动手实验）。

师：纸团为什么不会湿？

生：水没流进去。

师：大家好好想想，玻璃杯中除了纸外，还有什么？

生：空气！

师：空气占据着杯子里的空间，水还进得去吗？

生：进不去。

师：谁赶走了怀中水？（空气能占据空间）

生：空气！

师：我们现在已知道空气是可以“捕捉”的，空气还可以占据空间，我还想告诉大家一个奇怪的现象：空气还可以转移，想不想看看？

生：想！

教师示范：

（1）玻璃怀放在水中，待玻璃杯进满水后，再将玻璃杯慢慢倒着竖起来，并提起一部分，使杯口不要露出水面。

（2）将一个装满空气的空饮料瓶倒立着放入水里，斜插到玻璃杯口的下面，并慢慢地倾斜饮料瓶，直至看到水里冒气泡。

（学生试着实验）

汇报实验结果

生：空气能流动、转移

师：学生们，我们知道空气看不见，摸不着，可它可以“捕捉”，可以流动，可以占据空间，但可不可以被压缩呢？

生：可以！不可以！

现象：师拿出一个未充足气的小皮球拍打，球弹力不大，再用气筒给皮球充足后，拍打皮球，皮球弹得很高。

师：同样是小皮球，前后变化却这么大，怎么回事？

生：一个有气，一个没气。

……

也许，正像科学教材主编徐康毅同志所说：“孩子能想别人没想过的，说别人没说过的，做别人没做过的，这是一种质疑行为的表现，我们不仅不能批评，反而应大加称赞……”

二、互动对比中引爆学生的探究情趣

在设计实验时，首先要将假设的众多因素摆出来，然后提出究竟与哪种因素有关，怎样才能验证一个假设是否正确。这就离不开各个现象的对比设计。它可以将学生的内在思维过程用外部语言的形式展现出来，然后再产生设计思维。只有通过表述，才能知道这种方法对不对，合不合逻辑；只有通过表述，才可以促进学生设计思维能力的提高，也才有助于学生对实验原则的理解。

例如在粤教版《运动和力》的单元里，我通过制作气球小车和研究小车的运动，了解反冲力的作用，锻炼动手能力。粗看似乎像是一节手工制作课。如何根据四年级学生已有经验和科学探究水平，充分开发、挖掘教材技术设计内涵和教学活动的价值，让孩子在课堂中既动手又动脑，使学生进一步理解科学、技术与社会的关系，体现以探究为核心的科学教学呢？以下是笔者根据自己的教学思路整理出的课堂教学实录，以课堂教学流程为线索，分五个课堂片段简析，与大家共同探讨交流。

课的开始，我从口袋摸出三个气球。

师：谁帮老师吹大这三个气球？

三位学生上台吹气球，有的学生则很容易就把气球吹起来了，有个学生脸都吹红了，气球还是吹不大，下面的学生开始笑了起来。

师接过三个气球，指着一位气球吹得最大的学生：看来吹气球还有学问的，大家都发现你吹气球的功夫特好，可以给大家介绍其中的经验吗？

生：吹气球前要先将气球拉一拉，然后憋一口气用劲吹，刚开始吹的时候可能特花力气，只要吹大一点点，后来就好吹了。

师追问：把气球先拉一拉的目的是为了什么？

生：让气球更有弹性，更加容易吹大。

老师开始吹气球：一个气球，两个气球……，在说话的同时故意放了一个气球。（生笑。）

师：怎么了？

生：气球飞了。

师：气球飞了，它又是怎样飞的呢？

（生静默。于是，老师再放掉一个气球，提醒学生看仔细。）

生：老师把气球放了，气球就飞了。

生：因为气球漏气了，它就飞了。

生：气球在空中乱飞。

生：气球在空中划了道弧线。

生：气球像乌贼那样倒退着走（多形象的比喻）。

师：老师又没给气球任何动力，气球是靠什么飞起来的呢？

生：气球的气喷出来，气球就飞起来了。

生：气球靠气流的冲击力飞行的。

生：气流从气球口喷出来，气球就倒飞起来了。

师：让我们来研究研究气球的运动规律吧。

演示，学习什么是反冲。

片段分析：在生动的问题情境中，活动开始了，在放气球的过程中学生形象地描述气球“漏气”而产生的运动状况，如气球的运动在空中“划弧线”、气球会倒飞……气球的运动和空气有关，而且运动速度快，轨迹不规则，这是多么引人入胜的场面呀！为了更具形象直观，便于研究，用补充了有关反冲的演示，充分发挥现代教育媒体的作用，并达到良好的教学效果，为学生下一步利用气球的反冲原理制作小车活动奠定认知基础。

总之，教师应从根本上转变教学观念，大胆放手，敢于尝试，充分利用各种方法、途径，让学生在对比实验中去实践去设计，把培养学生的创新意识贯穿教学的全过程，来培养学生的设计能力。

三、在推理想象中引爆学生的探究情趣

对科学实验的结果，有时还要进行推理和想象，从一个结果推出新的结论。如在“土壤的性质”一课中，从渗水快慢的科学实验结果，可进一步让学生推想土壤的保水性能和透气性能。这是一个由已知现象到未知现象的推理过程，同样需要让学生去参与、去表述，借此发展学生的推理和想象能力。

关于“一定量的水里能溶解多少食盐”的探究，还有几分钟就要下课了，我决定不能再等了，于是请学生们来汇报结果：

“我们小组10毫升水最多溶解了3匙盐。”

“我们小组20亳升水最多溶解了7匙盐。……

“其他组呢？”

没有声音。

终于一个学生举手：“我们组研究了30毫升水能溶解多少食盐，已经放了11匙了，全溶解了，还没有来得及放12匙。”

另一组也说：“我们组研究的是30毫升水，才放了5匙盐就没有时间了。”

这时黑板上的实验结果记录是：

10毫升：3匙 4匙

20毫升：7匙 9匙 8匙 7匙

30毫升：11匙 10匙 6匙

事后，我进行了这样的问题分析：

（1）你认为未完成的结果，要不要记录下来？

反思：我认为也要记录下来，不过应该另外记录，让学生明确那是应该继续实验验证的结果。这关系到学生科学探究习惯的养成，也让学生明白，一个实验告一段落不代表这个探究的结束，还可以进行后续的实验，进行更多的探究活动，只要你能有新的发现，新的结论。这样，将科学研究的热情能够最大限度地延伸到课堂之外。

（2）对实验结果中明显的错误——30毫升水里只溶解了6匙盐，我们该怎么评价？

反思：我觉得应该让学生自己通过交流分析，自己进行总结，让学生自己明白这是个错误，教师只是起个引导，点拨的作用。综上所述，要成功地教学科学实验，我们不仅要注意由科学实验性质引起的材料要求，同时还要考虑到学生的认知规律，循序渐进教学，使学生在学习科学实验的同时各方面的能力都得到发展。

百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。特别是21世纪的知识经济时代，随着科技进步，经济全球进程化加快，以科学和教育为支撑的各国综合国力的竞争更加激烈。由于知识与技术、人才与科技相互促进，互为需求，承载着知识与技术为主体的人才，成为世界范围内的各国经济发展和技术竞争中的争夺对象。作为科学教师的我们最应该做的事是什么呢？专家们认为科学教师应是学生潜质的开发者，我觉得很有道理。现代科学知识量多且发展快，教师要在短短的几年学校教育时间里把所教学科的全部知识传授给学生已不可能，而且也没有这个必要，教师作为知识传授者的传统地位正在被动摇。我们唯有最大限度地以科学实验的操作开发学生的潜能，开发其自主学习、设计的能力。这样，才能从根本上形成：青，取之于蓝而胜于蓝；冰，水为之而寒于水。

这也正如苏霍姆林斯基在《给老师的建议》中写道：“获取知识――这就意味著发现真理，解答疑问。你要尽量使是你的学生看到，感觉到，触摸到他们不懂的东西，使他们现象面前出现质疑、猜想。在设计实验中自主的探究并且形成最后的总结能力和课后的研究热情。如果你能做到这一点，那样的科学实验才是真正成功的科学实验。”那就让我们把目光从科学实验那简单的动作要求上面转移开来，在质疑、设计、探究、总结中引领我们的学生去发现、去探索更多未知领域。让真正的科学实验之花烂漫在中国素质教育的原野上……

参考资料：

[1]《全日制义务教育科学（3-6年级）课程标准（实验稿）》 教育科学出版社

[2]《小学科学改革探索》 刘默耕 湖北教育出版社

[3]《小学科学教育的探究研讨教学法》 兰本达等著 中文版序言 人民教育出版社 1983