简约拓展设计实验深度培育科学探究思维

刘学军

小学科学课堂，一直都是以探究作为学生学习的主要方式，重视让学生在丰富的实践活动中去体验、去思考。当下的科学教学，更要让学生以探究思维为中心，借助一定的问题情境，培养学生在项目中或生活中解决问题的习惯与能力。但现行教材中出现的部分实验，或缺少问题的情境，或高高在上，农村的学生很难涉及，或没有任何思维深度，变成了简单的操作形式。这种或深或浅的实验教学，只是注重了实验探究的形式，而忽视了学生思维的层次性与拓展性。简约而又有一定深度层次的实验设计，不光能促进科学知识的学习，更能在实验中培育学生探究思维深度及批判思维广度，为培养具有创新意识的人才打下良好基础。现借助小学教学教科版《测量力的大小》拓展的实验设计，谈谈如何让简约拓展设计，促进学生探究思维的再发展。

《测量力的大小》是教科版五年级的教学内容，主要是要求学生认识弹簧测力器及其使用方法。而教材中对测力器的使用实验比较形式化，不能培养学生带着问题去思考的习惯，实验过程简单机械。为此，通过拓展简约的、有层次的实验设计，不但能增强学生对测力器的使用技能，更能培养小学生面对问题合作思考的意识和能力。

一、简单复习，感知重力

小学生的认知是具有层次性与交互性的，在拓展实验之前，进一步再现测力器的使用注意点，是很有必要的。在复习的过程中，完全让学生进行自主交流与补充并演示，从而提高学生实验的兴趣，体现其实验的主体性，教师则是参与其中的评价者。

师：同学们，在科学上我们是用什么工具测量力的大小的？（测力计）今天老师给大家准备了一个测力计（出示弹簧测力计），说一说，我们在使用弹簧测力计的时候有哪些注意点呢？

生：调零;测量前要注意测力计能测量的最大值，要估计被测量的力的大小，不能用测力计测量超过其测量范围的物体;读数时视线要与刻度的指针齐平。（教师适时强化估测的作用）

师：现在桌面上的工具盒里有两只钩码，请你们用弹簧测力计分别测量一只、两只钩码的重力分别是多少。（直接测量，不交流合作）

师：测量结束后，分别将一只钩码、两只钩码放在手里掂一掂，体会一下0.5牛、1牛有多重。

学生通过交流与操作，进一步复习测力器的使用方法，体会0.5牛、1牛的重力，为接下来测量前的估测做好铺垫。

二、解决问题，寻找多元方法

通过简单的复习与感知，接下来将一本桌子上的作业本作为测量对象，先学会估测，再研究测量的方法;让学生的思维放开，回归自然形态，在无任何束缚与提示的状态下进行方法的研究。

师：刚才我们已经测量了钩码的重力，现在我们小组合作，一起来测量一本练习本的重力有多大，好不好？

师：请大家先估测一本练习本的重力大小，并填写在记录单里。

师：估算好之后我们请同学们以小组为单位，先讨论设计自己测量的方法，填写在导学单上，然后用你们设计的方法，测出一本练习的重量，并与自己的估算进行比较。

多元方案，加上多元的批判性的思考，培育了学生思辨的能力，培养了学生做中学、学中做、做中思的意识与能力，进而让学生总结出第五种方法：“作差法”。

三、强化梯度，思辨中求解

师：刚才我们已经测量出一本练习本的重力了，那么像我们记录单一样的一张A4纸（出示一张），你们能想办法测出它的重力大小吗？

同样要求学生再次进行估测，强化估测在测量力的大小中的作用;然后要求学生以小组为单位设计测量一张纸重力的方案，进一步培养学生学会出现问题时要先设计方案，再实施方案的习惯与思维方法。

生：单独测一张纸测力器指针不动。

多数学生反映这样的问题，教师只是说明我们的这种测力器测量精度问题，但现在我们没有换测力器的打算。进而要求学生通过方案设计、小组合作去解决生活中的这样问题。

生：我用5张纸测夹别针称，再算的。

生：我用10张纸用皮筋测的……

生：我用20张纸+练习本用皮筋箍着测的，再减去本子+皮筋，再除以20……

更多的交流、更多的思考、更的方案，让学生展开了想象与思考的空间，走向问题解决的大道。学生通过交流碰撞，选择了更为合适、更为科学的方案。

四、拓展求新，培育思维深度

学生设计、学生探究、学生提出问题、学生设计方案加以解决，问题无时不在，探究无时不在。为了进一步拓展和培育学生对测量范围的再认识，让学生能有效解决实际生活中或學习中出现的问题，我们设计了探究测量一本厚书的重力（超过测力计测量范围），但一把现有的测力器无法直接测量或用刚才探索的方法不能解决这个问题的场景。这样的问题着实让学生兴奋，具有一定的挑战性，再次强化估测的重要性。

师：各小组汇报估测结果（关注估测值最大的是多少，有没有超出测力计的测量范围？）;有人估测这本书已经超过测力计的测量范围了，还能用桌上的弹簧测力计测量它的重力吗？

师：这本书的重力有可能超过测力计的测量范围了，你们能有办法测出它的重力大小吗？

生：我可以给它取个名字——曹冲称象法。

好一个曹冲称象法，学生中响起热烈的掌声。这样的掌声，代表着这个方法得到了大家的肯定;这个方法的提出，可以省略学生评价的过程。如果这个时候教师还要硬说这是等效替换法，就觉得更没有这样的必要了，只能说这是科学语言。

科学实验课堂要带给学生什么，其实从设计中我们已经找到答案。实验要简约、不复杂，但一定要给学生学习的空间、探究的空间，要让学生找到一扇扇门，一起推开一扇扇门，在问题解决与问题产生的过程中，培育学生对科学的兴趣、对探究的热情，让思维走向更深度更广处。

【作者单位：如东县双甸小学  江苏】