立足家庭基点 深化科学探究

林建锋

一、开展家庭科学小实验的必要性分析

《科学（3～6年级）课程标准》指出：“这门课程将细心呵护儿童与生俱来的好奇心，培养他们的科学兴趣和求知欲，引领他们学习与周围世界有关的科学知识，帮助学生体验科学活动的过程和方法，使学生了解科学、技术和社会，乐于与人合作，与环境和谐共处。”客观审视当前的小学科学教学，一些实际情况值得剖析和思考。

（一）课堂教学存在一些遗憾

1.探究内容难以顾及全面。每个学生都有自己相对钟爱的科学学习内容，若能在学生所喜欢的内容上加以深入，其成效是不可估量的。小学科学课程尽管内容设置丰富，但无法照顾到每个学生的科学探究内容的倾向性选择，我们时常看到有的学习内容学生还想继续深入研究，可教材编排已戛然而止。

2.探究生成难以有效延伸。学生在科学探究过程中，总能时不时产生新的疑惑，继而萌发对某些类似现象的探究兴趣，这样的生成问题是极其宝贵的。而在实际教学中，教师对学生有新意的生成性疑惑，很少在后续探究中跟进，而学生往往也是说时心动、过后不动。

（二）课外探究往往虎头蛇尾

在开展家庭科学小实验之前，我们对8所学校500多位学生就“参与科学课外探究活动”情况进行了问卷调查，87.3%的学生并不喜欢课外探究作业，课外探究“名存实亡”。究其原因主要是：

1.学生对课外探究缺少持久热情。科学探究，对于学生们来说是较为神秘的，在没有引起学生足够兴趣的时候，让他们独立完成探究活动，学生会产生畏难情绪。如果无有效助推，这个畏难情绪也许就阻止了他们开展课外科学探究的步伐。

2.家庭对课外探究缺少基本保障。学生由于年龄等实际原因，在材料的准备和实验的设计等方面都需要家庭提供帮助。学生开展课外探究，对家长素质要求相对较高，不少家庭特别是农村家庭大多缺少保障探究的条件，基本条件的薄弱导致课外探究活动无法有效开展。

面对科学探究出现的种种弊病，需要我们更多地思考和革新学生学习科学、开展课外探究的方法和形式。特别是农村学校，学生在进行课外探究时，更是缺乏课外探究的有效指导和硬件保障。为此，我们以开发方便可操作的“家庭科学小实验”为载体，深度探索家庭科学小实验开展的指导性策略，从而有效保障农村学生课外探究的顺利进行，使学生真切体验到“经历着的研究者”的充实与自在。

二、家庭科学小实验开发的基本原则

基于上述分析，我们认为只有开展方便、可操作的家庭科学小实验，才能有效保障每一位学生课外探究的顺利进行。因此，家庭科学小实验的选择应遵循以下基本原则：

1.内容的趣味性原则。只有使学生一看实验内容就有想动手试试的冲动，这样的课外探究内容才更具有生命力。因此，教师在选择小实验时要将趣味性作为选取实验的核心标准。“火可以在水中燃烧吗？满杯的水中还能放多少枚大头针？动物都是用鼻子呼吸的吗？……”我们如果将这些吸人眼球的小实验向学生推介，定能激发学生探究的欲望。

2.材料的便捷性原则。如果实验材料准备困难、烦琐，即便学生有了想动手实践的冲动，到了器材准备之时也会打退堂鼓。因此家庭科学小实验的材料一定要体现其便捷性，让学生在家就能轻松办到。例如我们创编了“空瓶吹气球”的小实验，这个实验所需的材料是塑料瓶、脸盆、热水、气球，这些材料大都是家庭生活中常用的器具，有些或许家中没有但也能轻易办到。同时，在开发小实验的时候，还应在每个实验中设置 “材料大盘点”这个板块，为学生实验材料的准备提供参考依据。

3.教材的契合性原则。家庭科学小实验弥补了课堂教学中的一些遗憾，是课堂教学的有效补充，理应遵循小学科学课程标准的编排和要求。教师所提供的小实验，要按照课程标准要求、教材的编排顺序和学生不同年龄段的认知水平有序推进。学生可以在教师的推荐下有针对性地开展家庭科学小实验。如在学习《杠杆原理》一课后，学生可以在家中进行“保持平衡的胡萝卜两端一样重吗？”的实验；在学习《植物的茎》一课后，学生可以进行“会变色的花”的实验；在学习《马铃薯在水中是沉还是浮》一课后，学生可以进行“水中悬蛋”的实验……如果家庭科学小实验与教材内容相契合，必能更好地成为课堂探究的延伸和强化。

4.操作的自主性原则。在家进行的科学小实验的首要特点就是学生的自主性，而针对年龄层次、动手操作、思维能力等方面的诸多不同，我们在提供小实验时要尽量顾及全面，确保有初步探究能力的学生均能自主操作家庭科学小实验。因此教师所提供的小实验，应细致地将每个实验的步骤有序地进行说明，给学生的探究提供有力的支架。此外，基于实验的安全性和复杂性，还应在实验步骤旁设置“科学小贴士”栏目，突破实验的难点，明确实验的关键点，确保实验的安全性。如我们创编的“难舍难分的书本”这个小实验，在实验步骤中针对“书本交叉相叠的方法”“拔书的安全”“实验后的清理”设置了三个科学小贴士，有效保障了学生自主探究的进行。在有些小实验后，我们还可以设置“我来试一试”的内容，让学生在小实验后自主设计实验并自主进行探究，深化对实验基本原理的应用。实验的自主性让孩子用自己的眼睛来发现问题，用自己的双手来收集证据，用自己的大脑去探索一个又一个未知的神奇世界。

5.家庭的联动性原则。家庭科学小实验是以家庭为基点的，学生在进行实验的准备及操作过程中，少不了家长的支持和帮助。从某种意义上来看，家庭科学小实验的有效开展能促进家庭科学探究氛围的形成。教师所提供的小实验，可以在每个小实验的后面设置“家长评价”“家长寄语”，让家长关注孩子的实验过程，有的甚至可以共同参与。家庭成员齐联动，与孩子们一起经历科学实验的种种奇妙的历程，一起分享科学实验的乐趣，相信对孩子科学探究兴趣的培养、科学素养的可持续发展是一件极为有益的妙事。

三、深化家庭科学小实验的指导性策略

我们一直在思索，在学生自主开展家庭科学小实验的过程中，教师应预先培养学生哪些既是基础性又是关键性的能力？我们认为，对于小学生而言，有效记录和科学思维是开展家庭科学小实验的基础性能力也是关键性能力。为此，我们在日常科学课堂教学过程中，经常性地放手让学生自主动手实践，使其熟练掌握探究的基本环节及相关技能，同时特别注重有效记录和科学思维能力的培养，努力为学生在课外的有效探究打下基础。

策略一：关注家庭科学小实验的有效记录

科学课的重要特性表现在对证据的追求和对证据的尊重。探究活动的证据很大一部分来自于学生的实验记录，这也从另一个侧面反映出教师应该注重引导学生在实验过程中对数据进行及时的收集和记录。学生在开展家庭科学小实验时，我们要关注学生良好的实验记录习惯的培养，让学生真正做到认真记录，做“真”记录。

1.精心准备科学实验记录本。每一本科学实验记录本都记载着一个学生成长的足迹，为学生们准备科学实验记录本记录他们自己的研究足迹是极为重要的。对于我们开展的家庭科学小实验，准备科学实验记录本就更有必要了。有了实验记录本，教师可以随时通过记录本查看学生在课堂以外开展科学实验的情况。

2.有效指导实验的记录方法。要使学生有效地建立自己的科学实验记录，教师的引导很重要。刚开始时，教师在学生实验前，可以先为学生设计好实验记录单，学生用最简单的方法把实验中观察到的现象填写在教师设计好的记录单中。如在“神奇的水”这一单元的《水中放物》一课的教学中，教师就设计了一张实验记录单：

放满水的杯子里还能放多少枚大头针的实验记录单

姓名 时间

我的猜测 （ ）枚

实验的情况 第一次 第二次 第三次

（ ）枚 （ ）枚 （ ）枚

结论 （ ）枚

随着学生记录能力的提高，他们不再满足于填写记录单，他们的观察更细致了，想法更多了，这就需要引导学生意识到这些也是科学实验记录单中可以记录的内容。教师可以逐步告诉学生运用记录单的背面或者其他空余的地方来说明和记录其他的观察结果。随着学生的记录能力、阅读能力和个人实践能力的增强，我们对科学实验记录的要求应有所提高，可以让学生自行设计实验记录单，并把实验研究的全过程进行详细、真实而又清晰的记录。

3.合理评价实验的记录情况。科学实验记录能力的发展需要得到评价的支撑。对记录进行评价的最终目的是提高学生的记录能力，促进学生对科学本质的理解。低年级的评价主要关注的是能否将观察到的信息记录下来，有没有新的记录方法。到了高年级，记录的评价更多的是关注记录的结果是否清晰、完整，记录的细节是否准确，记录的能力是否提高，是否有很好的形成假设的能力，是否把科学实验记录本作为获取信息的来源，是否对记录进行整理和解释等。我们对学生的评价要从关注记录现象开始，逐渐向关注学生思维的方向进行发展。

策略二：关注家庭科学小实验的思维发展

小学生年龄小，描述能力弱，在拓展性探究活动中要将自己的思考用语言表述出来，难免会不全面或不到位，思维的参与也只会游离于表面。如能在活动中运用“图示记录”，不但能形象地表达学生头脑中已有的科学概念，还可以让学生从具体的形象中提炼出部分本质来。结合学生家庭科学小实验的开展，我们对图示记录的种类进行了整理。在学生课外探究活动中，运用比较频繁的有如下三种图示记录：概念图、观察图、猜想图。

1.概念图：画在概念加深时。小学阶段概念图主要有维恩图、网状图、气泡图。维恩图主要用于选择、分类和比较信息。网状图是用图解的形式记录与中心词有关的观点和内容，呈现中心词和与之相关内容之间的关系。气泡图其实就是一种简单的网状图，可以帮助学生对中心词作出联想，记录下他们已经观察和了解的内容。

如在“消失的颜色”这个实验中，学生在完成橙汁使高锰酸钾溶液还原褪色后，明白了橙汁中含有维生素C，维生素C呈酸性，具有较强的还原性，因而能使高锰酸钾溶液褪色。紧接着学生就按同样的方法做其他的水果实验，比较哪些水果能使高锰酸钾褪色和褪色时间的长短。在学生自主实验后，教师可以利用概念图进行有效的整理。

通过概念图的梳理，各种水果能否使高锰酸钾溶液褪色及褪色的速度一目了然，各种水果的维生素C含量也在概念图中隐性呈现。

2.观察图：画在深入观察时。观察图是适合小学生记录观察结果和他与人分享信息的一种十分有效的方法。它比普通的图画倾注更多的精力在细节上。为了真实地记录实验现象，学生必须仔细地观察，记下实验的每个特点。使用这种记录方法可以提高学生的观察能力，教师也可以从中对他们的观察、表达和理解的能力进行评价。学生的观察一般分两种，一种是对物体的观察，一种是对实验现象的观察。

（1）物体观察。根据小学生的认知特点，他们很难对一种物体进行细致而全面的观察，往往只关注自己感兴趣的一方面。通过图示记录能很好地引导学生对物体进行细致的观察，从而使观察环节真正落到实处。

（2）现象观察。小学生的思维正处于从以具体形象思维逐步向以抽象逻辑思维过渡的阶段，并在语言文字描述上存在逻辑性、严密性不强的特点。学生在对实验现象进行观察时，往往出现其思维很活跃但难以将自己的想法进行具体表述的情况，运用图示记录就会起到很好的“引流”作用。

如在“水中放物”这个实验中，实验内容主要是在倒满水的水杯中放入大头针，水并没溢出，从而得出水分子之间是有引力的，也就是水的表面张力。此时如只是单纯地记录放入大头针的数量是不够的，应该在相应的大头针数量后画出对应的水面变化图，随着放入大头针数量的增加，水的表面张力现象会更明显，使学生对水的表面张力有更为直观的认识。

3.猜想图：画在思维隐性时。建构主义学习论认为，学习是个体主动建构知识的过程，是利用自己原有认知对新知识进行探究、理解、内化的持续性过程。所以在科学教学中应该提供恰当的方法把学生的前概念充分地展示出来，正确把握学生的科学前概念思维，使之激发学生的学习、探究欲望，更为教育教学所利用。因此笔者提倡使用图示记录，记录下学生的前概念思维。

此外，对于一些通过实验仍无法直接观察到的实验现象，只能借助已有的实验现象间接地认识到科学实质。此时学生通过图示记录法，能够更为有效地展示实验现象和思维的过程。

如在“会敲鼓的黄豆”这个实验中，实验内容是将装满黄豆的杯子放到脸盆底上，并给黄豆加水。过一段时间后，你会听到黄豆落在盆底发出叮叮咚咚的响声。在这个实验中，教师可以引导学生进行猜想：黄豆到底发生了什么变化？并用图示将自己的猜想画出来。通过图示学生能将不易被观察到的黄豆的膨胀过程展现出来，清晰地展示自己的思维轨迹。

家庭科学小实验的开发和运用，不仅有效弥补了科学课堂中的一些遗憾，还为深入开展教材主题探究活动提供了内容及素材。生活就是科学，科学就是生活。在学生开展家庭科学小实验的过程中，从研究方案的制订、过程的实施到成果的总结展示，使学生享受到研究的乐趣，体味到成功的喜悦，从而为学生今后真正独立自主地开展课外研究打下基础。

（浙江省绍兴市上虞区盖北镇中心小学 312300）

书评：

在我们与孩子们的交流中，经常感受到孩子们特别喜欢做实验，这也是孩子们喜欢科学课程的重要原因。

课堂教学是科学教育的主要阵地，课外更是个广阔的天地。怎样把孩子的学习兴趣从课内扩展到课外，让孩子能在课外主动地进行探索学习？《家庭科学小实验》来了！

这本书主要是让孩子们在家里动手做一些小实验，帮助他们迁移课堂中学到的基本科学知识和技能，来认识自己和周围世界，运用科学的思维和方法，进行科学探究，并试图以此为载体，拓展科学学习的时空，在自主探究中体验科学的魅力和乐趣，逐步提高孩子们的科学素养。

《家庭科学小实验》一书共有四个板块、32个小实验，选取的实验经过作者近五年的试教筛选。这些小实验的趣味性强，使孩子们一看到就有想动手实践的冲动；准备方便，实验所需要的材料在生活中可以很容易地找到；小实验的安排是按照课程标准要求和孩子们不同年龄段的认知水平有序推进的；小实验的设计也完全以孩子们为主体……如果家长也能参与其中，与孩子们一起经历科学实验的种种奇妙的历程，一起分享科学实验的乐趣，相信对孩子科学探究兴趣的培养、科学素养的可持续发展，是一件极为有益的妙事。

一本小小的课外指导书，凝聚着科学教师的期望：让孩子用自己的眼睛来发现问题，用自己的双手来收集证据，用自己的大脑去探索一个又一个未知的神奇世界！

浙江省科学教研员，特级教师：喻伯军