引导实验探究培养科学素养

2017-02-15刘红建

名师在线 2017年9期

关键词：科学素养物质科学

刘红建

（江苏省如东县双甸镇双甸小学，江苏南通 226400）

引导实验探究培养科学素养

刘红建

（江苏省如东县双甸镇双甸小学，江苏南通 226400）

在小学科学课的教学中，引导学生进行实验探究十分重要。通过实验探究才能有效地培养小学生的科学素养。本文结合教学实例论述了制订实验计划，培养探究设计能力；进行实验论证，培养科学探究能力；进行实验交流，培养分析推理能力的策略与方法。

小学科学；实验探究；科学素养

引言

科学探究活动属于探究活动的一种，就是把科学学习当成主要内容来进行的活动。这项活动有助于提高小学生的积极性，并有两点好处：第一，学生在参与活动的同时，能够充分感受到探究的乐趣，从而愿意主动进行观察和思考；第二，通过这些活动，学生的综合素质能够得到提高，其中也包括科学素养。小学科学教材中安排了很多科学实验活动，这些活动大多在形式上体现为科学探究实验。对于教师而言，在探究活动的过程中，他们扮演着引导者的角色，需要发挥三个主要职责，分别是“培养”“引领”“帮助”，通过有效引领来提升学生的科学核心素养。

一、制订实验计划，培养探究设计能力

作为科学实践活动的一种，探究实验具有鲜明的特点，具体表现为计划性、目的性和阶段性。在课程教学中，学生需要先“想”而后“做”。具体来说，就是在动手进行实验前，首先应该了解实验的主要目的，并对以下几个问题有所了解：这次实验当中，有哪些问题需要得到解决？需要事先准备哪些材料？具体的步骤是什么？有哪些注意事项？可能会出现哪些结果？在实验开始前，教师需要和学生一起解决这些问题，并对实验的步骤进行简单梳理，再共同制定实验方案。

例如，在学习“日食形成”这一内容时，教师可以采取模拟实验的形式，帮助学生了解日食的相关知识，首先和学生一起分析日食现象产生的原因，并针对结论进行讨论。与此同时，还可以利用身边的教具，模拟日食时的天体状况、运动方式，让学生通过动手实验来判断他们之前的猜测是否正确。在进行具体教学时，我首先请学生描述日食的特点。学生经过一段时间的思考后，是这样叙述的：“太阳就像被一个很大的物体遮盖住了”“遮盖它的物体好像一个圆球，并且不透明”……叙述结束后，我对学生进行引导，请他们重点关注以下两个问题：“在实验中，我们需要准备哪些工具？可以模拟哪些天体？”在之前的描述中，学生对日食的特点已经有所了解，在实验工具中，他们选择了手电筒、地球仪和兵乓球，分别代表着太阳、地球和月球。之后，我再引导学生进行思考和讨论，“大家能用这三个物体来模拟天体运动的过程吗？”“在试验中，可能会有哪些情况出现呢？”

通过教师的引导，让学生进行热烈的讨论，并在实验之后展示结果。通过这种“模拟操作”的形式，学生会了解到事物的本质，在这个过程中学生制订科学研究计划的能力能够得到有效提升。在这个过程中，学生的科学探究能力得到了提升，这对于他们今后的科学后续学习具有重要的意义和作用。

二、进行实验论证，培养科学探究能力

在开展科学探索的同时，教师需要尊重事实，设计合适的活动，帮助学生得出结论。为了实现这个目的，在具体的教学实践中，教师需要加强引导，帮助学生提高实证能力，让学生通过实践活动，构建起系统化的科学体系。

例如，在开展“抵抗弯曲”的实验活动时，教师需要遵循“尊重数据、对概念进行建构”的原则，有目的、有计划地对学生进行引导。整个过程要循序渐进，不可操之过急，可以通过具体几个步骤来进行：首先，教师请学生对可能出现的现象进行预测，比如结合自身经验，选用几个宽度不同的纸梁（具体尺寸为3cm、6cm及12cm），再估算它们大概可以承受多少垫圈，并进行具体的说明；其次，教师和学生一起制定实验方案，对变量进行适当的控制，还可以在实验的过程中对变量进行适当的调整，在此基础上进行观测，计算不同宽度的桥梁分别能承受多少个垫圈；再次，教师引导学生多次进行实验，并记录结果；最后，再对相关数据进行处理。通过上述几个步骤，学生可以进行实证研究，并在实验中得到比较真实的数据，这样的数据具有很强的实证意义和依据效力。

在开展实验活动时，具体的方案可以由学生来进行。当设计工作完成后，教师需要及时进行鼓励、评价和引导，帮助学生对实验的现象、结果进行研究，抓住重点，预测实验的现象、结果和相关的数据，同时及时进行思考，看看目前的问题可以通过哪些证据来解决。之后，可以让学生多次进行实验，除了对实验数据进行记录外，还要让他们掌握一定的概念意识。至于记录方式，可以划分为许多种，比如文字、图片等，教师需要根据实际情况来进行选择。

三、进行实验交流，培养分析推理能力

教师在进行科学教学时，需要着重关注以下两点：首先，关注科学概念；其次，当学生形成概念时，除了让学生利用证据验证自己的概念外，还可以在逻辑上和学生一起进行推理。此时，教师的作用非常重要，他们需要在课程中及时对学生进行引导，让他们建立起一定的逻辑关系，具体来说，也就是实验现象和科学概念、事实依据之间的关系，并从实际情况出发，在实际生活中逐渐建立起科学概念。实验结束后，教师可以请学生把学到的逻辑关系应用到具体的问题之中。久而久之，学生不但学到知识，还能够具备一定的推理能力。

例如，在开展“身边的物质”这一实验教学时，教师首先要对课程的重点、难点有所了解，此次实验的难点是让学生了解到物质的变化过程，看看是否有“新物质”出现。当学生完成了“折断粉笔”和“燃烧火柴”的实验后，意见并不完全统一。经过教师的归纳，他们的意见大致可以分为三种：“粉笔被折断后，并没有新物质出现。火柴燃烧后，有新的物质出现，也就是灰烬”；“粉笔被折断后，有新的物质出现，也就是粉笔灰；而火柴燃烧后，也有新的物质出现，也就是灰烬”；“粉笔被折断之后，新的物质出现，也就是粉笔灰；火柴燃烧后，生成的新物质有两种，除了灰烬外，还有些许黑色物质”。

通过上述两个实验的学习，学生逐渐意识到，之所以他们最后的意见不太统一，主要是因为他们对“新物质”存在不同的看法。一些学生认为：“只要有东西出现，就属于新物质。”事实上，这种观点是不正确的。为此，我及时引导学生发现自己的失误：首先通过交流质疑，和学生一起探讨“新生成的黑色物质、粉笔灰、灰烬是否都属于新物质”；随后，再进行引导和验证，让学生发现，当粉笔灰被收集在一起时，还可以用来在黑板上进行书写，其实质并没有发生改变，因此并不属于新物质。和粉笔灰相比，火柴燃烧后产生的物质则不同，灰烬在实质上发生了变化，因此应该属于新物质。最后，学生得出结论：“假如火柴能够完全燃烧，那么就会有新物质出现。反之，如果燃烧得不够充分，就会形成炭。炭和灰烬相比，并不具有相同的形状，因此属于不同的物质”。

以上的教学有两点好处：第一，学生围绕课程结果展开讨论；第二，学生经过引导，会回顾整个实验的过程，并及时总结经验，学会反思，在这个过程中不断积累经验，提高科学素养。