利用平板辅助，引领学生走进“真”探究

孙仙伟

摘 要：科学课的发展方向应走向研究，研究学生、研究学生的学习活动、研究学生的科学学习活动、研究科学探究活动。但当下小学科学课堂的探究活动出现许多乱象，不利于学生真正进行探究活动。经实践研究，在信息化时代背景下，我们可以从学生视角出发，利用平板设备，搭建大数据平台，以大数据为媒介，构建让学生亲历“问题—猜想—实证—修正—新的实证—再修正—正确结论”的过程，从而引领学生走进“真”探究。

关键词：探究活动；平板电脑；大数据；自主学习

当下的小学科学课堂中，总会出现各种“假”探究活动，例如，活动看似热热闹闹，但学生并没有明确探究活动目的是什么；有的是学生想到各种各样探究话题，但教师以时间、器材等为由，将学生原本感兴趣的探究想法扼杀了；还有的整堂课探究内容多，学生蜻蜓点水式地接触探究活动。

以苏教版小学科学四年级下册第三单元第5课《摆》这一课为例，许多课堂中，教师设计活动让学生触及“摆的快慢与摆锤重量、摆角大小、摆线长短有关”问题的猜想时，学生会提供各种各样的想法，但教师习惯采用的套路便是：“由于时间关系，今天，我们先一起来研究一下‘摆的快慢与摆线常规之间的关系，请各小组设计一下活动方案，思考保持不变的条件是什么，什么条件需要改变。”学生便在教师的引导下和要求下，一起进入所谓“摆的快慢与摆线长短是否有关”的探究活动中。

上述情况，学生或许对于知识性问题“摆的快慢与摆线长短有关”能记清楚，但是，在知识的建构上称不上自主，同时严重违背了小学科学课程设置的初衷。学生虽然亲身经历动手实践活动，但没有真正意义上的动脑，更不用谈了解科学探究的具体方法和技能了。如此做法，学生始终在“探究”门外徘徊，未能触及探究活动的真谛。针对这样的情况，如何让学生真正走进探究活动，真正亲历探究活动？在活动中除了自主建构知识，其他各方面的科学素养也能得到提升是值得思考与研究的。

著名儿童心理学家皮亚杰将儿童认知发展分为四个基本阶段，而小学阶段从二年级开始学生基本正处于具体运算阶段，这个阶段的儿童认知结构中已经具有了抽象概念，能從多维对事物归类，具有了思维的可递性和去自我中心（loss of egocentrism），因而能够进行具体逻辑推理[1]。基于认知理论，在教学设计中，目标的定位应该从学生认知特点出发，不能拔高，但也不能拉低。同时，还应注意避免出现“重知识，轻方法”的现象。经实践研究，在信息化时代背景下，我们从学生视角出发，利用平板设备，搭建大数据平台，以大数据为媒介，构建让学生亲历“问题—猜想—实证—修正—新的实证—再修正—正确结论”的过程，从而引领学生走进“真”探究。笔者以苏教版《摆》这课为例，谈谈具体做法。

一、通过观察数据，聚焦问题

问题是学生思维开始的触发器，针对教材提炼核心问题显得尤为重要，因此，课前做好研读课标与教材必不可少，正如连云港师专一附小教育集团张晓静老师在《小学科学有效性课堂教学的建构》一文中提到：“课前教师认真研读教材，仔细琢磨，认真推敲，才能驾驭课堂，才能更好地组织课堂教学，让学生更有序地经历探究学习的过程。” [2]

在课的伊始，教师利用平板汇总第一课时中收集的第一种状态（明确摆锤重量、摆角大小、摆线长短等信息）下的各个小组的数据，让学生观察。学生在观察过程中产生了疑惑，如“为什么各个小组数据不一样？”“为什么同样的时间，有的快，有的慢？”“什么条件影响了摆的摆动快慢？”“摆摆动的快慢跟什么（摆线、摆锤、摆角）有关系？”随着学生问题的深入，教师引导学生将思考聚焦到了“摆摆动的快慢与什么条件有关系？”

各小组平板中的数据在教师这端进行汇总并直观呈现，由于数据源自学生，问题同样源自学生，学生产生了浓厚的研究兴趣，大大激发了探究的欲望和乐趣。紧接着，教师让学生先独立思考，而后在小组内交流。学生只有善于发现问题和提出问题，才能够在此基础上思考和寻找解决问题的方法。因此，教师在教学中要经常鼓励学生质疑问难、大胆提出问题[3]。

二、明确活动任务，自主探究

本环节中，让学生组内自主设计验证小组假设的方案。在此，教师强调各个小组要注意“再精心设计两种不同状态的摆，比较这三种不同状态摆的摆动数据”，目的在于让学生学会运用对比观察法。但在学生还未操作前，完全可以预见学生本轮实验中选择两种不同状态的摆，可能会将各个条件都进行调整。对于学生可能出现的问题，教师不予以否认，也不给予评价，而是让学生自主研究。这样操作，旨在让学生先学会调用已有经验，在小组内协同的情况下展开研究，允许学生出错，但要求每位学生都参与到研究中。

在各组收集完组内的三种数据后，要求学生及时将组内的数据进行保存。紧接着，让学生观察本组三种不同状态的摆的相关数据，独立思考，并在此基础上尝试得出结论。要求学生在组内交流自己的结论，在说出自己的结论的同时，需将得出结论的依据说清楚，让组内的伙伴听懂，依次发言。组内其他伙伴在听完伙伴发言后，可以在同伴发言基础上反思自己，在反思的过程中促进同伴之间的相互学习。小组内每位伙伴经历了这样的思考和交流过程后，达成一致的意见，在后续的互动交流中派代表进行发言。每个学生在小组合作学习中都扮演着重要的角色，可以自由地发表自己的见解和与他人进行讨论，全身心地投入解决问题和探究的活动中去[4]。

学生在经历上述组内自主探究、组内思考和互动交流的过程中，慢慢掌握研究的方法：学会独立思考，讨论交流有理有据，学会求证。

三、提供组间交流，自主建构

本环节为学生搭建了组间思维碰撞的平台，当各个小组记录员将本组数据在平板录入并保存后，教师电脑上将可以随时调用各个小组的数据进行观察与分析。例如第一小组发言，教师调用第一小组的三种不同状态的摆的数据，让其他小组能一目了然。接着另一个小组展示时，教师可以利用表格中的筛选工具，将汇报小组的数据进行调用，同时保留上一个汇报小组的数据，教师根据学生的汇报，及时将各个组实验过程中改变的条件情况，通过添加背景色的方式进行标注。如此一来，有助于各个小组之间数据的对比和观察。

各组汇报过程中，教师不对各组的结论和数据进行评价，但要求各组汇报员把本组的结论和得出结论的依据讲清楚。教师不对各组结论和数据进行评价，一方面尊重学生的研究成果，另一方面希望后续学生在观察中自主发现问题，并进行自我纠错。让学生在介绍结论的同时把得出结论的依据也说清楚，主要是向学生传递一种理念：各种结论的得出需要求证，需要有理有据，也就是培养学生的求证意识。

当各组汇报结束后，教师向所有学生抛出了引发思维冲突的问题：“仔细观察这几个小组的汇报结果，请问你们觉得哪个小组得出结论的过程更为科学、合理，为什么？”该问题的抛出起到了“一石激起千层浪”的效果。学生原来更多关注的是自己小組的数据，当需要在各组间对比优劣时，引导学生在关注个体的同时关注整体，在整体观察的情况下，进行有效对比，从而训练学生对比观察的能力和数据分析能力。

在互动交流中，学生逐渐理清了各组间收集数据的方法：一种是 “只改变一个条件”的方法，另一种是“改变两个或两个以上条件”的方法。在两种方法中对比优劣时，学生逐渐意识到：如果数据收集过程中，同时改变两个或两个以上条件，究竟哪个条件引起最终结果改变，无法判断。因此，在数据收集过程中，采用“只改变一个条件”的方法较为合理和科学。学生在此环节互动中，思维碰撞较为激烈，一方面需要坚持自己的观点，尽量让自己站住脚跟，另一方面要经得起别人的质疑。慢慢的，有的小组发现了自己存在的错误，这对学生而言，是一种突破，学生需要自我纠错的勇气和意识，同时要有归纳总结的能力。在互动交流中，学生意识到科学收集数据要采用“控制变量”法，“控制变量”操作慢慢自主建构起来。

四、引导自我修正，揭秘新知

学生在自我纠错中明白收集数据要用科学的方法，并自主建构起正确操作过程，这对于探究式教学模式而言是成功的做法。当然，在此过程中，平板电脑的快捷、实用发挥了重要的辅助作用，为探究活动有效开展提供了重要的参考和借鉴意义。

本环节中，教师让学生根据自己梳理的“控制变量”方法进行二次探究，学生显得得心应手，操作速度也提升了。当各组数据保存后，教师将学生的结论和数据再次呈现，揭开了影响摆摆动快慢的条件——摆线长短。此时的意义不仅仅是揭开新知的秘密，借助平板收集数据，教师将各组数据呈现后，各组的结论和原来自己小组的假设进行了强烈对比。学生此时发现，有的小组原来的假设是错误的，有的小组原来的假设是正确的。让学生真正意义上意识到：假设（猜想）不一定正确，科学结论的得出需要建立在科学、合理的实验基础上。

五、引发学以致用，拓展延伸

本环节设计，让学生将课堂习得的方法进行拓展运用，学以致用。

其实，优秀的小组在接受任务后，在观察其他组的数据基础上，会发现10秒钟摆动10次的摆，其摆线在22厘米左右，因此，有的小组迅速依据这一发现，进行验证。学生有这样的思考，说明学生开始学会观察，并调用自己观察后留下的印象跟自己的任务进行了串联，同时开始懂得了运用经验和信息进行推理。这得益于大数据产生的效应，以往各组数据采用纸质方式，更多停留在本组数据的观察分析，无法与大数据平台比拟。

章鼎儿老师在《关于科学探究活动与课堂教学改革》一文曾经提到：科学课的发展方向应走向研究，研究学生、研究学生的学习活动、研究学生的科学学习活动、研究科学探究活动。教学设计应该是设计一个向着科学探究活动方向走的小学生的观察实践活动，同时具有探究意义的设计应该是一个有意义的发现问题、提出问题、解决问题的过程，是一个猜想—实证—修正—新的实证—再修正的过程。

在科学探究课教学中通过利用平板设备，记录和保存数据，教师端可以随时呈现各组数据，学生在观察本组数据的同时，还可以关注其他组的数据，如此一来，有助于学生数据分析能力的提升。通过借助平板辅助科学探究，搭建大数据平台，让学生在自主观察中提出问题，在数据分析中发现问题，自我纠错，再实践再研究，从而自主建构知识，引领学生走进科学课堂“真”探究，不失为一种有效策略。

参考文献：

[1]余小波.皮亚杰认知发展阶段理论及其对教学的启示[J].长沙电力学院学报（社会科学版），2001（4）：113-115.

[2]张晓静.小学科学有效性课堂教学的建构[J].教育实践与研究，2015（10）：70-72.

[3]笋福鑫.小学科技创新教育策略的实施过程[J].天津科技，2015（5）：1-5.

[4]杨晓鹏，梁 芳.小学科学建构科学概念的策略研究[J].教育教学论坛，2016（12）：255-256.