儿童需要：科学探究的风向标

阮郁阳

有这样一个故事：有位年轻牛仔想把一头小牛赶进牛棚喂食，可这头小牛死活不愿进去。牛仔爸爸出来帮忙，一个在前面拉，一个在后面推，小牛却发起了牛劲，任凭父子俩怎么费劲，就是不肯进去。这时保姆出来轻轻地吹了一声口哨，然后把大拇指塞进了小牛的嘴巴里，小牛含着保姆的大拇指，乖乖地跟着她进了牛棚……

作为教师，如果也像故事中的父子俩一样，只顾及自己的需要和想法，没有考虑儿童的需要和感受，用力牵着学生往自己设定的方向走去，这样只会让学生产生学习厌烦心理，不利于儿童的成长。需要的才是最好的！我们要善于立足儿童需要，把握探究方向，根据儿童思维特点和认知水平去引领他们开展科学探究，优化思维品质，提高科学素养。

一、创设真实情境，建构科学概念

科学核心素养的落地必须基于真实的情境。新课程背景下的科学课堂教学，真实情境的创设已成为不可疏忽的环节。但在具体教学中，我们常常发现很多教师只是把创设情境作为点缀科学课堂的“布景”，忽视学生的真实生活和内心需要。在这样的情境下开展的探究活动，往往难以解决生活中的实际问题，也窒息了学生本该活跃的思维。“情境导向”课程设计模型强调：要确保探究的问题建立在拟真的情境里，情境越接近真实，综合性越强，挑战性越大，学习兴趣越浓。因此，在科学教学中要从儿童需要出发，善于创设有吸引力和挑战性的真实情境，让科学探究真正走近生活，帮助学生建构科学概念，提高探究技能，有效达成课程的培养目标。

执教《光是怎样传播的》一课时，为了激发学生的探究兴趣，引入环节设计了以下教学情境：课前拉上科学教室的窗帘，营造一个光线很暗的环境，学生进来一片漆黑，拉开窗帘，教室马上变得明亮。笔者顺势抛出问题：阳光是沿着怎样的路线跑进教室的呢？让学生画出光的传播路线，验证光的传播路线。但发现学生对“光的直线传播”有着比较丰富的感性认识，探究兴趣其实并不高。“情境导向”模型提醒了笔者，应该根据学生的需要设计出能统整教材且能解决实际问题的真实情境。于是，在另一个班级执教时创设了以下情境：小明陪妈妈去医院看病，门诊大楼内有一个阴暗的长通道，作为健康人走在里面感到阴森森的，更别说病人了。乐观开朗的心情有利于病人康复，如何让这阴暗的长通道变得明亮起来。大家能否想个办法解决过道内采光不足的问题吗？有学生说：“我们可以把外面的光线引进来。长通道的侧面有一扇窗户，那里有光线。”笔者立刻表扬了这位男生观察细致，并追问：“长通道窗口的光线为什么不能照亮整个通道？怎样才能解决采光不足的问题……”要解决以上实际问题，就必须用上“光是直线传播”这一科学概念，甚至要用到光的反射和折射等知识，这无疑给学生提供了一个挑战的舞台，不着痕迹地激活了学生的思维，催发学生激烈争辩，反复验证……在探究过程中，学生真正成为了体验者、创造者和成功者。

美国科学教育专家兰本达曾说过：“学习是学习者自身内部发生的过程，他越是卷入得深——他越是有动力——也就越能积极地和这一过程合作。”这句话再一次启示我们：要在立足儿童需要的基础上创设富有挑战性的真实情境，唤起每一位学生真正“卷入”有效的、有价值的探究活动，在活动中有机建构知识，获得解决实际问题的能力。

二、调整教学环节，助推自主探究

一堂课从来不会按计划发生。教学不是演“教案剧”，教学过程不是忠实地执行教案的过程，而是师生富有个性的创造过程。教学环节的设置不能拘泥于教材，宜摒弃程序化的彩排。学生的“学”是一面镜子，宜从儿童需要出发，在洞察学情的基础上与“势”俱进，以学促教，及时调整既定的教学环节，优化教学手段，以发挥学生的主观能动性为前提，灵活协调，融会贯通，从而使科学探究充满灵动、智慧和活力，最大限度满足学生需要，切实提升学生的科学素养。

《阳光下的影子》通常安排如下教学环节：先提出问题：阳光下物体的影子在变化吗？是怎样变化的？要求学生说说自己的推测和理由;指导学生研究阳光下物体影子的变化，隔10分钟观测、记录一次，把太阳的位置和方向、物体的高度和影子长度都记录下来;课后继续观测，隔一节课观察一次，观测数据和交流研讨则放在下一课时。这样设计，课堂上观测间隔时间相对较短，白纸上描下的影子轨迹比较密集，长短变化不明显，学生也不容易画好，而且很难准确描述出太阳在天空中的具体位置变化。整堂课最多只能获取2至3个数据，这几个数据又能说明什么问题呢？课后每隔一节课观测一次，下课时学生比较匆忙，影响了学生的探究热情，不少学生只是应付一下。如何从学生的需要出发，让教学设计更合理，更能激发学生的探究欲望，笔者对教学环节进行了适当调整。观测阳光下物体影子变化的实验所需的器材比较简单，操作也不难，因此在课前先教会学生如何观察并记录影子的方法。要求学生利用周六或周日从早上7点开始至下午5点，每隔一小时准时整点记录下物体的影子，请家长陪同参与。学生把学会的观测方法教给父母，和父母组成合作小组进行观测记录，特别富有成就感，观测记录也会特别认真。上课时组织学生一起对课前采集好的数据进行整理分析，并指导学生根据数据制作柱状图。间隔一小时的影子长度差距较大，一天中太阳在天空中的位置变化也很明显，直观形象的柱状图更让学生一目了然。经过交流研讨、集体智慧的冲浪之后，学生很快找到了一天中影子长短变化的规律。教学环节的调整极大地激发了学生的探究热情，提高了课堂效率。

实践告诉我们：教学环节一定要以生为本，把握学生心理特点，立足儿童需要，与时俱进，灵活纳入弹性成分。只有这样，才能激发学习兴趣，推动自主探究，构建张力课堂，使学生的思维更加灵活、更加广阔。

三、捕捉“意外”生成，张扬学生个性

霍姆林斯基曾说：“教育的技巧并不在于能预见到课的细节，而在于根据当时的具体情况，巧妙的在学生不知不覺之中做出相应的变动。”科学课程强调开放性、生成性。当“意外”不期而至时，我们要抓住时机，用心挖掘，把它作为教学新的生长点，适时进行价值引领，让学生充分展示思维过程，让课堂因生成而充满生机。

学习《液体的热胀冷缩》一课时，学生利用改进后的实验装置（装有红色液体的烧瓶，在瓶口塞上带有玻璃细管的橡皮塞）开始了实验探究。各小组细心地在玻璃细管原来的液面做好记号，然后将烧瓶放入盛有热水的水槽，根据不同的时间间隔记录水柱的高度变化……实验进行得很顺利，各小组纷纷汇报了实验现象：烧瓶放入热水中，细管中的红色液柱慢慢上升，拿出水槽后液柱又慢慢下降。这时第四小组有位学生突然说道：“我们组发现玻璃管中的红水上升得特别快，还从管子里冒了出来。烧瓶拿出水槽时，下降得也特别快，这是为什么呢？”这不是热胀冷缩现象吗？真是节外生枝。看着那位学生执着的眼神和其他孩子疑惑的表情，笔者将讲台上的水槽倒上热水，然后请这位学生上台演示，并用视频展示。只见液面慢慢地上升着，并没有出现那位同学所期待的现象。那位学生急切地说：“也许水槽中的热水有点少，再加点吧。”热水加入了水槽中，只见细管中的红水快速上升，从管口冲了出来。学生一下子被这现象深深吸引住了。同样是热胀冷缩，为什么第四小组和其他小组的现象有差异呢？水槽内的热水装得不够多，为什么没有出现液柱快速上升的现象呢？围绕这两个问题学生进行了新一轮的探究。通过进一步探究，终于找到了原因：原来其他小组烧瓶内的液体是满满的，第四小组烧瓶内的液体差了一点儿，离瓶口还有一小截距离。空气的热胀冷缩可能比液体明显得多，这截空气受热膨胀增加了液面的压力，所以玻璃管中的液体快速上升。水槽中的热水装得少，够不到这截空气时，当然就不会出现快速上升的现象了……空气的热胀冷缩是下节课要研究的内容，笔者深深为自己能及时捕捉这一“意外”生成展开教学而感到欣慰。

叶澜教授曾说过：课堂应是向未知方向挺进的旅程，随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景，而不是一切都必须遵循固定线路而没有激情的行程。教师务必做到心中有学生，尊重儿童需要。及时抓住并灵活处理具有“生成价值”的问题，在看似不和谐的“意外”之中生成精彩，让学生的个性得以充分张扬，让教学充满灵动、智慧与活力。

四、尊重学生成果，培养实证意识

科学课程标准特别强调要培养学生的实证意识。让学生明确：实验数据的收集，就是收集证据，没有可靠的证据支持，结论就没有可信度。数据是学生解释现象和得出结论的重要支撑，因此，尊重数据是科学探究必须遵循的准则。但在实际教学中，不少教师没有充分发挥数据的价值。在实验完成后，只选择部分小组展示数据后匆匆得出结论，对一些“不尽如人意”的数据视而不见，避开所谓的“麻烦”，或者一句“你们小组的数据有问题”一带而过。这样的数据往往是片面的，结论是草率的，难以服众，与科学教学完全相悖。在科学探究活动中，我们必须立足于儿童需要，尊重来自学生的数据，展示学生的“研究成果”，引导学生学会整理、分析，挖掘数据背后隐藏的规律，形成结论。

《摆的研究》一课，针对“摆的快慢与什么因素有关？”这个问题，学生进行了假设：“摆的快慢可能与摆锤的重量、摆绳的长短、摆幅的大小有关。”有了前一课的学习，学生已达成共识，摆动快慢与摆幅的关系不大。另外两个假设是否成立，必须通过对比实验、搜集数据、分析论证才能证明。学生认真设计并开展了多次重复实验，取好平均值。各组纷纷展示自己的劳动成果，汇总、分析数据，得出结论：摆绳的长短会影响摆的快慢。摆绳越长摆动越慢，摆绳越短摆动越快。当笔者得出结论板书时，每个小组都露出了成功的喜悦。“摆锤的重量是否影响摆的快慢？”11个小组的数据都指向摆的快慢与摆锤的重量无关，但有一个小组摆锤1倍重量、2倍重量、3倍重量时摆动的次数分别是20次、18次、17次。这组学生为什么会得出异样的数据？事实证明：课堂上出现异常数据时恰恰是培养学生实证意识、体验科学本质的一个良机。学生实验过程中实验方法是否正确、实验操作是否规范、变量的控制是否到位，都有可能成为异常数据的产生原因。笔者及时引导该组学生展示他们的实验过程，原来他们挂钩码时没有遵照老师指导的方法。其他组钩码都是挂在回形针上，挂成一横排，而这组学生则是一个接在另一个下面，挂成一长条。挂法不一致导致实际摆长发生了变化，当然摆动次数就变化了。通过对“异常数据”的分析，学生明白了操作严谨的重要性，进一步强化了实证意识。

儿童需要是科学探究的风向标。应从儿童需要出发，创设真实情境，调整教学环节，捕捉“意外”生成，尊重學生成果，切实顺应儿童的生活经验、感知特点和发展需求，把控好探究方向。惟有如此，我们的科学课堂才能充满生命活力，学生才能得到更好的成长和发展。