科学中“科学探究”的个案研究

李元英

科学探究是科学素养的核心，贯穿于整个科学教育的始终。正确的科学探究活动可以激发学生的探究兴趣，提高学生的科学素养。在科学课教学中，我们强调让学生亲历科学探究，在探究过程中学科学知识。《做一个生态瓶》是教育科学出版社义务教育课程标准实验教科书，科学五年级上册第一单元第六课，它让学生进一步体验生物与环境之间的关系，认识生物与生物之间是相互依存、相互作用和相互制约的，并以做生态瓶为例子，让学生通过应用所学的科学知识和科学方法研究，解决实际问题，知道思维活动在前，实践活动在后，用思维的成果指导实践活动。

一、结合单元主题，找准教学研究点

《做一个生态瓶》是前一课的继续，学生已经了解了一些生物与生物之间存在的食物关系，在这一课中，学生将通过简单的方案设计来研究生态群落。做生态瓶对于学生来说是一个很有趣，也很有意义的活动。学生将通过自己的观察、思考给生物营造一个“家”。在这个过程中，有的“家”可能适于生物生活，有的可能不行，这时“家”中的一些生物就会出现一些不适的表现，最后可能会影响到整个生物群落的生存。让学生从这个活动中体会到，生物与生物之间、生物与非生物之间是相互依存、相互作用和相互制约的。为此，我对本课教学活动确立了三个教学研究点：

1.怎样让学生真正理解“生态系统”的概念？

2.怎样让学生会设计一个生态瓶建造方案？

3.怎样让学生亲自做一个生态瓶？

结合教学研究点，我对本课采取了以下的教学法：

1.情景教学法：以动画的形式展现水底生物的环境以及做生态瓶的几个步骤，吸引注意力，激发兴趣。

2.“引导——探究”法。在教学中我以“观察思考——提出问题——设计方案——做生态瓶——交流评比”为线，启发引导学生观察、体验、探索生物对环境的适应，并在做生态瓶中探究如何维持一个小的生态系统内的平衡。

3.应用开放性原则，遵循儿童的认知规律，小组合作，分组讨论。在自主探究中学习，在合作交流中获取更多信息。

从认识生态系统——理解生态系统——设计建造生态瓶的方案——制做生态瓶——评价生态瓶——确定放生态瓶的位置以及后期的观察记录都让学生自主探究得到。

二、创设逼真情境，理解“生态系统”

让学生理解生态系统的真正内涵，是本课的难点。于是我在课前对于这一环节的教学做了精心的预设，用生动形象的课件导入：大屏幕上映出波光粼粼的池塘，让学生尽情说说自己看到的、想到的或发现的问题，通过观察讨论池塘中的生物关系。为了帮助学生讨论，出示以下问题：

1.池塘里有哪些水生生物？

2.水生植物需要哪些生存条件？

3.池塘里的植物为动物提供了哪些帮助？

4.动物为植物的生长做了哪些贡献？

5.还可以在池塘里找到哪些非生物？它们对生物有什么作用？

在第一个班教学时，学生思维不够活跃，能说出的水生生物名称很少。因为学生只关注了池塘水面的植物，对水中的动物说出的较少。为了生动形象，课后在池塘中增加了一些水生动物，先在水下“躲藏”一些鱼类，虾，田螺、河蚌，鸭，水生昆虫，青蛙等。在第二个班上课时，学生在优美的音乐中结合问题观察池塘中的生物和非生物，在探究交流中知道自然环境下的池塘是怎样的，存在哪些生物和非生物，并知道这些动植物之间的食物能量交换关系，例如植物为动物提供了氧气、玩耍休息的场所，动物为植物提供了二氧化碳，动物为植物提供了二氧化碳、肥料等，还知道非生物对生物的作用，从而明确群落中各部分的作用，得出“生态系统”这一科学概念，不仅让学生理解了“生态系统”，还激发了学生探究的兴趣。根据学生的发现完成板书。

三、探究方案设计，突破教学重点

科学要根据事实来说话，不能进行毫无根据的猜想。因此做生态瓶前需要设计一个方案，利用收集的事实来导行，用思维的成果指导实践活动。我设计了以下环节来突破重点：

1.小组讨论，尝试制定方案

在设计生态瓶建造方案时，我在第一个班教学时，一开始就叫写方案，结果导致学生在设计时不知道如何下手，时间给白白浪费了，效果却不好。我反思了课堂上出现的问题，从学生实际出发，调整导学思路。在第二个班教学这个环节时，先引出主题：要在5升油瓶这样小的范围内，组建一个水生生态系统，你们认为会是怎样一个情景呢？讨论做一个生态瓶需要考虑哪些因素？比如准备用哪些材料？让哪些生物来生活？制作生态瓶时要注意什么？请你们试着勾画一下它的样子？（出示：温馨提示）小组讨论并完成《生态瓶建造设计方案记录单》。

通过前边海洋和池塘一大一小两个生态系统的引导，期望各小组比较清晰地提出三大因素，也希望选择的内容和数量是比较多元的。

2.交流汇报，制定方案

方案设计得差不多了，组织学生交流设计方案时，选择一些典型设计进行交流展示，并提出合理的建议。由各组不同的设计引出：放什么生物，放多少数量进行重点讨论和引导，并归结到教师准备的材料上来。在交流时发现有的小组选择了放荷花、水芙蓉、大鱼、河蚌，有学生提出这些生物不合适放在生态瓶中，由此展开激烈的讨论，从而让学生知道生态瓶受到空间的限制，并不适合所有的生物生活。

通过交流讨论，学生进一步深化了对制作生态瓶的理解，在讨论探究中明确了制作生态瓶的思路，为成功制作生态瓶的实践研究奠定了基础。

四、根据设计方案，建造自己的生态瓶

学生经过交流以后，对自己的设计方案有了进一步的认识，让学生对自己的设计方案进行改进。在学生简单交流后根据小组的设计方案，利用准备好的材料合作做一个生态瓶。教师出示指导意见，碰到问题先和同伴研讨，如果还有问题可以和教师一起商量。教师巡视指导。课件出示：做一个生态瓶的方法与步骤。

学生在动手操作的过程中探究生物与环境的关系，既培养了学生探究学习的习惯，又锻炼了动手实践能力，使学生的智慧和才华在操作中得到充分展示，并表现出惊人的探索能力和创新精神。

五、分享同伴作品，布置观察任务

学生展示小组制作的生态瓶，根据标签对本组的生态瓶进行介绍，小组之间互相观赏，畅所欲言评价制作的生态瓶，提出建议。在评价同伴制作的生态瓶时，学生能从生态瓶中放的生物种类和数量是否合理及是否美观方面进行评价，在提出改进建议时能说出充分的理由，学生在分享中体验到成功的喜悦。老师及时表扬设计意图合理、有创意，合作完成较好的小组，激发了学生的探究热情。

学生观察评价他们的生态瓶后提出：制作完成的生态瓶放在哪里最合适呢？要让生态瓶中较长时间保持生机，还该注意些什么呢？怎样去观察呢？让学生商量决定生态瓶的存放位置，分工进行管理和观察生态瓶，根据“观察日志”，做好观察记录。

学生在思维上受到启发，不断提出新的、有价值的问题，促进探究活动逐步深入下去，打破课堂的局限，让学生用所学的知识解决实际问题，有利于培养学生们的观察能力和实践能力。