紧扣“环保”主题，培养学生的科学探究能力

李玉萍　吴兴凤

[摘 要]探究能力是21世纪人才必备素质之一，全球一体化的进程要求各国通过教育培养具有参与世界事务的意识与能力的人才。西大君武小学在科学实践活动教学中，将关注国家及世界环境教育融入其探究性学习之中，从创设问题情境、鼓励猜想或假设、引导设计方案、自主动手实验等几个方面引导学生自主经历和体验科学探究的过程，培养学生的科学探究能力，收到了良好的效果。

[关键词]全球教育理念 环保 科学实践活动 科学探究能力

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2016）18-016

二十一世纪以来，科技改变人类生活， 人们越来越感受到科学技术的巨大作用 ， 发展学生的科学素养 ，成为世界各国所关注的问题，也成为各国培养具备国际素养的公民的重要选择。我国的课程标准也以培养科学素养为宗旨，提出要重视学生科学探究能力的培养，并认为，只有这样，我们才有可能具备科学的探究精神，才有机会与世界发达国家的公民进行对话，参与世界事务。

怎样上好科学探究课，如何通过科学实践活动来培养小学生科学探究能力，从而养成科学素养，是小学科学教师要面对的重要的课题，也是西大君武小学在实施全球教育理念方面进行的重要尝试性探索。我校紧扣全球教育项目中的“环保”主题，把学生的目光引向关注我们身边的动物、植物、生存环境。尝试着在科学实践活动中培养学生的科学探究能力，包括提出问题的能力、建立假设的能力、进行科学观察和科学实验的能力、收集和处理信息的能力、进行科学思维的能力。而每一种能力的培养在不同的科学实践活动中均有所侧重。

一、创设问题情境，培养学生发现问题的能力

爱因斯坦曾说：“发现一个问题比解决一个问题更重要。”发现是自主探究的开始。由于好奇是儿童的心理特点，它往往可使学生作进一步深入细致的观察、思考和探索，从而提出探究性的问题。教育实践证明创设情境是激发学生好奇心和求知欲的一种非常有效的方法。

例如，利用寒、暑假给学生印发科学选题作业，开展“我的发现”探究活动，引导学生在假期的生活中观察身边的一切感兴趣的事物，去发现问题、提出问题。并指导学生先上网查询或查阅书籍寻找答案，如果问题找不到答案，再提交给教师。其中，学生发现校园里的墙缝地缝里长有许多不知名的植物，他们不需要施肥浇水护理，也能长得很好，这到底是什么原因呢？在此基础上教师不失时机地加以点拨，引导学生提出有价值的科学问题：长在墙缝里的是什么植物？它们的种子从哪来？为什么能长得这么好？于是，教师带领学生组成一个“墙缝植物调查小组”对广西大学校园里的墙缝植物进行调查研究。结果发现：这类植物，特别是数量最多的构树适合在土地贫瘠、水分缺乏的地方生长。最终形成科学调查报告《墙缝植物的初步研究》，获得南宁市青少年科技创新大赛论文一等奖。接着，学生给有关部门提出在广西、贵州的“石漠化” 地区种植构树来解决“石漠化”问题的建议。

创设这样的活动情境，引导学生从周围的环境、自然现象中发现问题，以此培养学生关注生存环境，关注世界环境问题。

二、鼓励猜想或假设，培养学生建立假说的能力

猜想与假设是科学探究的重要环节和方法。牛顿说：“没有大胆的猜测，就做不出伟大的发现。”教师要善于搭建活动平台，引导学生应用已有的知识和经验，根据所探究的问题和科学事实，寻求可能解释的过程，并提醒学生，对问题成因所推测与假设的结论必须是有探究价值的、可检验的，一旦猜想与假设得到实验结果的证实，它就可能发展成为科学结论，否则就是证伪。

例如，组织《小鸟一天吃几顿》的活动：广西大学校园里，绿树成荫，鸟类众多。我们科学组教师带领学生多次变换地点实地观察。有学生提出了一个问题：人有一日三餐的规律，小绿豆鸟一天吃几餐呢？通过查询有关资料得知，这是一个在国内外都没有研究报道过的问题。教师鼓励学生先进行猜测：小鸟到底一天吃几顿？学生通过采访同学、家长、老师，汇总了有代表性的几种猜想与假设：小鸟一天吃三顿；或者一天吃多顿；还有想吃就吃等。这样的猜想与假设到底对不对呢？学生带着极大的探究兴趣开始了为期半个月的实验探究活动，并全程跟踪摄像，最终形成科学研究报告《暗绿绣眼鸟取食规律的研究》和同名科学微电影，大家的猜想与假设得到了科学的结论：小鸟跟人类一样，一天吃三顿。而且该研究报告获得广西青少年科技创新大赛论文二等奖，微电影获全国青少年科技创新大赛一等奖，并被中国科协选送代表国家参加意大利青少年科技DV制作竞赛，同时获得中央电视台少儿频道选中拍成节目《小鸟一天吃几顿？》并全国播放。

是猜想与假设促进了学生的探究，使学生获得了求证结论的机会。

三、引导设计方案，培养学生科学实验的能力

猜想与假设的真伪要靠科学的数据和事实的支撑。因此，制定探究计划、设计实验方案就显得尤为重要。让学生先设计活动的方案，不管设计得是否合理、科学，目的在于让学生体验从不懂到懂、从不科学到科学的过程，体会科学研究的艰辛和严谨性，从而培养和提高学生的科学素养。同时，指导老师参与其中，对方案进行修改，最后再请专家进行指导和完善。

例如：在探究《暗绿绣眼鸟取食规律的研究》课题时，学生设计的实验方案很简单，观察时间设计为一周，每天只观察三次小鸟啄食的时间。学生通过请教有关专家，发现这样的设计是不科学的。

学生进行多次讨论、修改、反复完善，最后确定实验的时间为十五天，每天根据日常作息安排了26个观察时间，分别记录取食鸟类的个体数，并观察每个时间点一分钟内小鸟啄食的次数、取食的时间和其他行为的时间，并制定了收集、记录数据的方法。

这期间，虽然学生讨论、交流花费时间比较长，但是在这个过程中，学生自主制订计划和设计实验的活动，手脑动起来了，把学生的探究精神也激发起来了。

四、自主动手实验，培养学生科学观察的能力

在学生提出问题、假设猜想的基础上，根据设计方案把学生引进自主探究的过程。

观察是科学探究的基本方法。引导学生观察时，首先让学生明确具体的观察目的，其次强调观察时要全面、细致和实事求是，并及时记录。对于需要较长时间的观察，要有计划，有耐心。对于实验过程中出现的问题要积极思考，及时做出调整并尽快解决。

如，在进行《土壤中蚯蚓对黄豆苗期生长影响的实验》实验初期，土壤中的蚯蚓意外死亡，学生及时分析是天气过热的原因，马上搭建了一个遮阴棚来解决。果然，后来没再出现蚯蚓死亡的问题。实验时间为期五十天，观察450棵黄豆从发芽到生长的变化过程，每天要浇水、观察，期间要测量苗的高度、根的长度。收集数据的工作枯燥而漫长，但因为是学生自主设计的实验，对实验结果的期盼促使他们把每项工作做好，直至实验成功，并得到一个突破性的科学结论：在庄稼地里放养蚯蚓，可以改良土壤，不用化肥，也能促进植物的生长，既有益于农业生产又有利于环境保护。该实验报告获得广西青少年科技创新大赛一等奖，同步拍摄的科学微电影获得全国青少年科学影像节一等奖。

就这样，在学生自主探究中，坚持不懈地观察和思考，学会积极地寻找保护生态环境，避免土壤污染的方法，关注人类生命的健康与安全。

五、认真观测记录，培养学生收集和处理信息的能力

在教学中，获取信息的重要途径是引导学生亲自操作，从中收集科学数据。因为实验数据并不是探究的结论，它是客观事实的反映，要得到科学结论和发现规律，就必须对数据进行分析、比较，寻找数据间的相互关系，最后归纳论证，得出科学结论。

如在进行《麻雀对广西大学校园环境的适应性》课题时，在收集麻雀在多远的距离会被惊飞的数据时遇到了一定的困难。惊飞距离是评价鸟类对人类侵扰容忍度的参数之一。观察者尽量以相同的速度接近麻雀，采用目测法估测惊飞麻雀的飞起点与观察者当时立足点之间的地面距离。为了保证目测的准确，教师先让学生实地测量，对距离的长度有个较准确的估算，再到麻雀活动的区域进行实地观察、记录。经过为期一年、每月一次的观测记录，得到了大量的数据制成表格，把平均值做成对比折线统计图进行统计分析，得出结论：在不同的校园区域，麻雀惊飞的距离不一样。因人们不惊吓麻雀，形成了一定的亲人性，最亲近的距离是1.98米，但麻雀仍保持一定的警惕性，最远惊吓距离为7.04米。该研究报告获广西青少年科技创新大赛项目一等奖，同步拍摄的科学微电影《麻雀离我们有多远》获第二届全国青少年科学影像节一等奖。

学生通过这样的实验呼吁每个人都来关爱和保护动物，不要惊吓和捕杀它们，实现人与动物的和谐共处。在增强学生环境保护意识的同时，使其也获得了科学探究能力的提高。

六、学会总结与反思，培养学生科学思维能力

在教学中，教师要组织好学生对科学探究的全过程及每个环节的实施情况及时进行认真的总结、反思与评价，从中获取成功的经验与失败的教训，为下一步的实验指明方向。

例如，《拯救校园里的小叶榕》活动：教师首先引导学生分析往昔枝繁叶茂的小叶榕为何会变成叶子稀疏、奄奄一息的现象。学生通过分析认为：人们拓宽活动场地，在小叶榕的四周人为地给它铺上了水泥，雨水无法渗透到地下，导致缺水。所以实验的初期就是在树根部灌水。但是十几天过去了，收效甚微。老师引导学生进行总结与反思，有学生提出：水泥地使小叶榕无法吸收到充足的养分和水分，它不仅缺水，还因为营养不足出现叶子稀疏的现象。接着再次实验，给小叶榕挂上吊瓶输液，输入“国光大树施它活”营养液。渐渐的，小叶榕又恢复了生机。然后教师组织学生去思考、讨论该如何保护植物的问题，最后让他们写出准确表达自己观点的探究报告。该研究报告获全国青少年科技创新大赛项目三等奖，同步拍摄的科学微电影《拯救小叶榕》获第一届全国青少年科学影像节一等奖。

以上科学实践活动，紧扣“环保”主题，学生在探究的过程中，由对身边事物的好奇转化为积极探索行为的实施，学会关注人与植物、人与自然的关系；学会关注环境、关注世界，能科学地了解世界、认识世界；学会在复杂的社会环境中不断地用探究科学的态度与方法去认识、发现、改变与创造，使自己有能力参与国家及世界事务的管理，从而具备世界公民素养。

（责编 罗 艳）