在自主实验探究活动中建构科学知识

张娜

小学阶段是培养孩子科学素养，树立科学精神的重要阶段，这个阶段的孩子对未知充满好奇，有着强烈的探知欲望和丰富的想象力。培养小学生科学素养的方法不在于能够记住一堆由事实和理论堆砌的科学概念和定义，重点应该关注孩子们在实验探究活动中知识建构的过程。实验探究活动是培养小学生科学素养的一个重要手段和方法。本文提出在实验探究活动中应专注于孩子们提出的问题、对问题提出假设、解决问题的方案以及实践过程、得出结论这四个过程。学生在自主探究活动的四个重要环节中可以逐渐建构科学知识，是认识科學和培养孩子们科学素养的有效方法。

一、小学科学课实验探究活动现状

在小学科学课本中，几乎每个单元的学习都和实验探究离不开，有很多模块的科学知识不能仅仅依靠阅读或者教师演示就能够让孩子们理解和认知，孩子自己的体验是认识科学最直观也是最有效的方法。但是在实验探究过程中还存在一些问题。

（一）学生探究过程自主性差

在小学科学的学习过程中，学生遇到问题不能回答时，首先想到的解决办法不是独立思考和想法办设计实验去求证，而是过多地依靠老师帮忙或者直接翻看课本寻找答案，导致在建构科学知识过程中最重要的实验探究阶段丢失，从而使得学生自主探究能力较差。在小学阶段，学生自主探究实验是学习科学非常重要手段，也是培养学生探索能力和养成良好科学习惯的重要阶段。

另外，教师在演示实验过程中容易出现只是照本宣科的状况，在实验过程中未能提出具有启发性和拓展性的问题，学生不明白实验的目的和过程，造成学生对科学探究失去兴趣，失去自主探究的机会和能力。

（二）学生合作意识淡薄

一个学生自己进行的实验是死板的、单调的。只有在学生之间进行思想的碰撞与交流，云集孩子们的头脑风暴，才能够获得良好的实验探究体验。目前在科学教学过程中比较常见的现象是，少数孩子进行实验或者观察记录，其他同学在观看，导致很多学生能够自己动手操作的机会较少，故而，学生在实验中不能及时发现的问题，相互之间的交流也有限。合作意识是学生进行自主探究实验过程的重要科学素养。

（三）教师忽略科学课的实践性

在小学科学的授课过程中，教师讲授法占主体，学生较少充当课堂学习的主体。而小学科学强调科学思维的培养和探究式的学习，注重知识自主建构，注重科学启蒙教育。只有让孩子们动手操作了，才会在孩子们的大脑中留下印迹，学习科学是一个主动参与和能动的过程。科学是学和做的，而不是教的。教师仅仅是科学学习活动的组织者、引领者和亲密伙伴，而不是知识的讲授者，单纯的讲授而忽略课程的实践性将会造成课堂乏味无趣、学生失去学习积极性。

二、在科学课中提升自主实践探究能力

目前小学科学课本中大部分内容都需要进行实验探究，这些活动能够很好地让孩子们得到锻炼，可以在平时的课堂中逐渐提升孩子们自主实践探究的能力。由教育科学出版社出版的小学科学，三年级下册《我们周围的材料》一个单元中，对于材料性质的探索，如果只是凭借阅读和讲解的授课模式，一节课的时间孩子们就能够记住一个单元的结论，而我们让学生掌握的真正意图，不在于这些知识本身，而在于凭借这些知识去让学生经历科学探究的活动，在自主实践探究过程中建构自己的科学体系。

在探索《我们周围的材料》过程中，经过两节课的信息搜集和整理，三年级的孩子对身边的材料已经能够进行准确的识别和分类，对于性质的探究也有了初步的了解。孩子们对于水很熟悉，那么当身边的不同材料遇到水会怎么样呢？首先给孩子们时间回忆和思考遇到水的材料会出现什么现象。从而引出我们即将探究的话题。在本节课中我们注重孩子们在探究过程中的自主性，首先对给出材料的吸水性进行假设和猜想，这样孩子们能够明确此次探究过程中的目的是什么，我们为什么要开展这次实验，而不是按部就班按照课本的描述而完成这项活动。

本节课最重要的环节就是让孩子们自己设计解决问题的方案以及实践过程，在设计过程中教师起到引导的作用，要让孩子们发挥他们的主动性，提醒孩子们对于每一种材料我们要保证它们的测试过程是公平的，并且可以通过简单的观察手段比较出哪种材料的吸水性更强一点。经过孩子们的讨论，他们的方案不止一种，并且各有各的亮点。有的孩子想出我们可以同时几个小伙伴在材料上面滴水，然后用秒表记录时间，在1分钟后，我们一起看一看这个水滴展开的面积有多大，展开最大的一个就是吸水性最好的。这个方案既能展现出公平性，也能够完成探索过程并达成科学知识的建构;还有的孩子说可以把材料泡入水中，然后开始计时，比一比在相同时间内哪一种材料增加的质量更大一点就证明这种材料吸水性更强一些。

在这节课中孩子们提出了很多方案，虽然一些操作起来有困难，但是我们把课堂的主动性给了孩子们，他们能够充分打开自己的思维，同时能够更好地提升他们的科学素养和创造力。孩子们可以在不断尝试和探索中建构自己的科学知识和体系，在这样的自主实验探究活动中，相信孩子的求知欲望不断加深，探索能力不断增强，建构的科学知识也越来越丰富，避免了枯燥乏味的死记硬背知识点。

三、开放性实验提升自主实践探究能力

在“体会科学，创意无穷”为主题的科学活动月中，我们开展了一系列的科学游戏大比拼活动。在活动开始前我提前给孩子们布置了活动的主题和内容。分别有“搭建牙签高塔”和“纸船承重”，并给孩子们讲解了游戏比拼的规则和要求以及使用的材料，没有规定搭建高塔和纸船的形状和具体步骤。看似简单的小游戏但是需要考虑的方面有很多，蕴含着不少科学奥秘，这样的科学趣味比赛既是一场充满了乐趣的探索，又是一场极具挑战性和开放性的自主探究活动。面对这场比拼孩子们需要的考虑的因素有很多。

在“纸船承重”中，孩子们提出了很多问题，“怎样折叠才能把纸船做得不易沉底”“怎样才能用一张A4纸做出更大的纸船，能够放入更多的硬币”“怎样才能让纸湿得慢一点”等等。对于三年级的孩子来讲，这些问题不是很容易，他们需要自主进行思考与探究，需要亲自提出解决方案并尝试自己的方案是否可行。经过他们一次次的探索和尝试，在我们正式比赛的过程中，孩子们在1分钟内，用一张A4纸承载了213g的硬币，这是他们自己取得的成果，没有老师的讲授和指导，这样的结果值得我们老师的肯定。孩子在自主探究过程中找出了最佳的解决方案。经历这样的体验，问题解决了，知识也学会了。

而在“搭建牙签高塔”过程中，更是对孩子们提出挑战，他们需要思考“如何保证这个高塔的稳定性”“选取什么样的形状进行搭建”，这些问题的解决需要孩子们进行不断的尝试和探究，在此过程中我听到孩子们一直强调三角形最稳定，可真正参与到实践过程中并没有那么简单，只要有一个三角没有搭建好，整个高塔就开始松散晃动。这样的感悟和体验只有孩子们亲身参与其中才会明白其中的道理，多次的尝试而获取的成功激发了孩子们强烈的探索欲望，并对未知的科学领域拥有更多期待。

相信这样开放性的实验势必在提升学生自主探究能力的过程中发挥重要的作用。也让学生在自主探究过程中不断建构科学知识，并逐渐形成自己的认知体系，在孩子们头脑中留下非常深刻的印迹。作为新时代的科学教师，应该在科学课堂之外为学生创造更多开放性的实验探究活动，培养孩子们自主探究的能力，保护孩子的好奇心和求知欲望。

四、结语

在小学科学的教学过程中，活动性和实践性是科学课的主要特征。孩子自己的体验与自主探究过程是认识科学最直观也是最有效的方法。科学不仅仅局限于知识本身，它还包含了一种求知和探索的过程。在日常教学行为上，作为科学教师应明确“注重经历、体验和发现”的教学观念，尽可能多地为学生提供自主实践探究的机会，让更多的孩子能够在自主探究实践过程中建构科学知识，形成自己的认知体系，逐渐培养孩子们的科学素养和人文情怀。

【作者单位：天津港保税区临港清华实验学校  天津】