經(jīng)歷探究過程 提升科學(xué)素養(yǎng)

執(zhí)教:夏敏軍+評(píng)析:湯曉明

一、談話導(dǎo)入，揭示科學(xué)探究問題

師：同學(xué)們，你們對(duì)土壤熟悉嗎？土壤中有些什么呢？本節(jié)課我們一起來研究一下。

（教師板書課題：土壤中有什么）

【設(shè)計(jì)意圖：提出科學(xué)探究問題是開展科學(xué)探究活動(dòng)的第一步，本環(huán)節(jié)由教師揭示探究問題，避免了學(xué)生在確定探究問題環(huán)節(jié)中可能會(huì)出現(xiàn)的無休止的拓展、延伸，直接指明了探究的方向?！?/p>

二、提出假設(shè)，了解學(xué)生的前概念

師：誰來說說，土壤中有哪些東西？

生：我看到土壤中有蚯蚓、螞蟻、草根、落下的樹葉……

師：看來土壤中既有動(dòng)物又有植物。（板書：動(dòng)物、植物）

師：誰來說說土壤中還有哪些動(dòng)物和植物？

生：動(dòng)物還有蝸牛、蛇、蟋蟀等；許多植物都生長(zhǎng)在土壤中，因此土壤中會(huì)有植物的根、莖、葉、花、果實(shí)、種子。

師：除了動(dòng)物和植物外，還有什么呢？

生：我看到過石塊。（板書：石塊）

生：空氣和水。我認(rèn)為土壤中的動(dòng)物和人一樣，也需要空氣和水。（板書：空氣、水）

生：還有塑料袋、廢紙、塑料、鐵皮等垃圾，因?yàn)槿藗兛偘牙裨谕寥乐小?/p>

師：這些都是人類產(chǎn)生的一些雜物。（板書：雜物）

生：土壤中還有礦物質(zhì)和化石。

師：你是怎么知道的？關(guān)于礦物質(zhì)和化石，你知道些什么？

生：我是從科普讀物上讀到的，土壤中含有鈣、鐵、鋅、鉀等礦物質(zhì)，在地下還有古代生物的化石，如恐龍化石、樹葉化石等等。

生：礦物質(zhì)需要借助于特定的工具和方法才能夠發(fā)現(xiàn)，生物化石數(shù)量稀少，因此也不容易看到。

【設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生交流的大多是通過其他途徑獲取的間接經(jīng)驗(yàn)，并非有意識(shí)直接觀察得到的信息，因此只能作為假設(shè)。同時(shí)這也是教者了解學(xué)生前概念的環(huán)節(jié)，為后續(xù)的觀察驗(yàn)證及建立概念做好了鋪墊?！?/p>

三、小組合作，制訂觀察活動(dòng)計(jì)劃

師：是?。∮行〇|西需要借助于更復(fù)雜的方法和更先進(jìn)的工具才能看到，我們還需要通過實(shí)際的觀察來驗(yàn)證一下。小組里討論一下，如果有困難，可以參考課本。

（學(xué)生小組合作制訂觀察計(jì)劃，教師巡視指導(dǎo)）

【設(shè)計(jì)意圖：觀察計(jì)劃的制訂能讓后續(xù)的觀察實(shí)驗(yàn)更加有序、高效。學(xué)生往往只局限于用肉眼觀察和借助于工具觀察這兩種方法，對(duì)于“倒入水中觀察”這種方法學(xué)生不可能想到。教師讓學(xué)生在討論觀察計(jì)劃時(shí)參考課本，很自然地讓學(xué)生了解到第三種觀察方法，避免了枯燥的說教，同時(shí)又能結(jié)合組員的智慧得出第三種觀察方法的操作順序，可謂是一箭雙雕?！?/p>

（全班交流實(shí)驗(yàn)計(jì)劃）

師：哪位同學(xué)愿意把本組討論好的觀察計(jì)劃完整地告訴大家？

生：我們組覺得分三步進(jìn)行觀察。（1）用肉眼觀察?？纯赐寥乐杏袥]有諸如螞蟻、蝸牛、蚯蚓、植物的根、莖、葉等比較大的物質(zhì)。（2）用放大鏡觀察。主要看看土壤中有沒有一些肉眼不容易看到的物質(zhì)。（3）倒入水中觀察。把土壤倒入水中攪拌，然后放在一邊靜置一段時(shí)間后進(jìn)行觀察。

生：對(duì)于第三種觀察方法，我補(bǔ)充一點(diǎn)：課本上說把一些土壤倒進(jìn)水中，我們發(fā)現(xiàn)了什么？攪拌水中的土壤，然后靜置一段時(shí)間，我們又看到了什么現(xiàn)象？這說明土壤倒入水中后不能急著攪拌，要先觀察倒入水中時(shí)的現(xiàn)象，然后再攪拌、靜置，觀察現(xiàn)象。

師：請(qǐng)大家再仔細(xì)閱讀課本上關(guān)于“倒入水中觀察”的操作過程。

師：你們同意這位同學(xué)的補(bǔ)充嗎？

生：同意。

師：還有哪一組的同學(xué)想發(fā)言的？

生：我們組想提醒同學(xué)們注意：（1）攪拌的次數(shù)不要太多，只要攪拌5圈左右就可以了，因?yàn)槲覀冎饕怯^察現(xiàn)象。（2）靜置的過程中不能碰到裝土壤的杯子。（3）觀察要仔細(xì)，并且及時(shí)把觀察到的現(xiàn)象記錄下來。

師：這位同學(xué)說的正是老師想提醒大家的，他們組想得很周到，一個(gè)個(gè)都是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男】茖W(xué)家。下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)谛〗M里把觀察活動(dòng)的過程以及注意點(diǎn)再完整地交流一下。

（學(xué)生小組內(nèi)交流完善觀察活動(dòng)計(jì)劃）

【設(shè)計(jì)意圖：教師組織學(xué)生第二次閱讀課本，讓學(xué)生搞清楚“倒入水中觀察的順序”，學(xué)生與文本對(duì)話的能力得到增強(qiáng)。最后小組內(nèi)完善交流觀察活動(dòng)計(jì)劃，讓每一個(gè)同學(xué)都能系統(tǒng)地掌握觀察的方法及注意點(diǎn)，保證了后續(xù)觀察活動(dòng)的順利進(jìn)行?！?/p>

四、小組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證土壤中的物質(zhì)

師：同學(xué)們的觀察活動(dòng)計(jì)劃制訂得很不錯(cuò)，下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)計(jì)劃進(jìn)行觀察，并把觀察到的物質(zhì)和現(xiàn)象填寫在實(shí)驗(yàn)記錄單中。

（學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，及時(shí)指導(dǎo)糾正，同時(shí)提醒做好觀察記錄。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)束，各組代表在全班交流實(shí)驗(yàn)獲取的信息，以驗(yàn)證自己先前提出的假設(shè)）

師：哪位同學(xué)愿意把本組觀察到的與大家分享一下？你獲取的實(shí)驗(yàn)證據(jù)能夠驗(yàn)證自己的假設(shè)嗎？

生：我們用肉眼觀察到土壤中有螞蟻、蚯蚓、植物的根和葉，還有石塊、方便面袋等雜物；用放大鏡觀察到土壤中有黑色的物質(zhì)，通過閱讀知道那些是動(dòng)植物腐爛時(shí)產(chǎn)生的腐殖質(zhì)；把土壤倒入水中，發(fā)現(xiàn)植物的根和葉都浮到了水面上，攪拌、靜置后發(fā)現(xiàn)土壤都沉淀在杯底。說明剛才的假設(shè)是成立的。

師：土壤中的黑色物質(zhì)是腐殖質(zhì)嗎？請(qǐng)給大家解釋一下。（學(xué)生閱讀課本）

師：從這一段文字中，我們知道了什么？

生：土壤中有腐殖質(zhì)和鹽分。（板書：腐殖質(zhì)、鹽分）

【設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合假設(shè)描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生有意識(shí)地用觀察到的現(xiàn)象驗(yàn)證自己的假設(shè)，說明學(xué)生求真、求實(shí)的證據(jù)意識(shí)正在形成。學(xué)生的觀察引出了腐殖質(zhì)，通過閱讀驗(yàn)證了腐殖質(zhì)的存在，而且很自然地得出了鹽分，整個(gè)過程自然順暢?！?/p>

師：還有哪一小組愿意發(fā)言的？

生：我們把土壤倒入水中后，植物的根和葉浮上了水面，還發(fā)現(xiàn)水面上冒出了很多氣泡，這證明土壤中有空氣。

師：你們也觀察到氣泡了嗎？對(duì)于氣泡的解釋，你們同意嗎？

生：同意。

師：觀察真仔細(xì)，解釋也很到位。還有什么發(fā)現(xiàn)嗎？

生：我們組發(fā)現(xiàn)沉在杯底的土壤分成了好幾層，而且上面的顆粒比下面的小，通過閱讀，我們知道了這些顆粒有著不同的名字，從大到小分別是沙礫、沙、粉沙、黏土。（板書：大小不同的顆粒）

師：同學(xué)們觀察得真仔細(xì)，發(fā)現(xiàn)了土壤中有許多大小不同的顆粒。結(jié)合上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，你能解釋一下土壤是怎樣形成的嗎？

生：巖石風(fēng)化成碎石，這些碎石繼續(xù)風(fēng)化，越來越小，于是變成了土壤。

【設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生根據(jù)土壤中的大小不同的顆粒嘗試解釋土壤形成的原因，既加深了學(xué)生的印象，又將本節(jié)課與上一節(jié)課的內(nèi)容聯(lián)系起來，在學(xué)生腦海中形成了比較完整的科學(xué)概念體系。】

師：真不錯(cuò)，同學(xué)們都觀察沉積在杯底的土壤，看是不是上面的顆粒小，下面的顆粒大？大家再思考一下，為什么顆粒的排列是上小下大呢？

生：大的顆粒重，所以要先沉下來；小的顆粒輕，最后沉下來。

師：對(duì)，你真會(huì)動(dòng)腦。同學(xué)們挑一點(diǎn)最上層的顆粒，用手捻一捻，有什么感覺？這說明了什么？

生：感覺很細(xì)膩，說明了顆粒很小。

【設(shè)計(jì)意圖：觀察與體驗(yàn)結(jié)合起來，讓學(xué)生更加清楚地知道沉積在杯底的土壤，上面的顆粒比下面的顆粒要小?！?/p>

師：最后請(qǐng)大家觀察一下裝土壤的白紙，看看有什么發(fā)現(xiàn)？說明了什么？

生：白紙上放土壤的地方是濕潤(rùn)的，說明土壤中有水分。

【設(shè)計(jì)意圖：整個(gè)觀察活動(dòng)，學(xué)生注重于用不同的方法依次對(duì)土壤進(jìn)行觀察，而忽略了對(duì)裝土壤的紙進(jìn)行觀察，因此對(duì)土壤中的水分無法進(jìn)行驗(yàn)證。教師的及時(shí)提醒，彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，從而保證了概念的完整性。】

五、總結(jié)實(shí)驗(yàn)，建立土壤的科學(xué)概念

師：經(jīng)過細(xì)致的觀察，想必同學(xué)們都知道了土壤中有哪些物質(zhì)，誰愿意完整地說一說。

生：土壤中有空氣、水、大小不同的顆粒、腐殖質(zhì)、鹽分和一些雜物。

師：對(duì)，土壤就是這些物質(zhì)的混合物。

（板書：混合物）

【設(shè)計(jì)意圖：土壤的科學(xué)概念是建立在了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)之上和學(xué)生細(xì)致的觀察、深入的討論之上，因此一切都顯得水到渠成?！?/p>

六、研讀課本，認(rèn)識(shí)土壤與生命的關(guān)系

師：土壤中有動(dòng)物和植物，說明土壤是動(dòng)物和植物的家，它們之間到底存在著什么樣的關(guān)系呢？請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)課本第54頁(yè)“土壤和生命”。

（學(xué)生自學(xué)課本第54頁(yè)）

師：通過研讀課本，你知道了什么？

生：土壤給生物提供了生存空間，給人類提供了衣食住行的材料來源；生活在土壤中的生物的殘?bào)w和排泄物都能使土壤中的腐殖質(zhì)更豐富；動(dòng)物以及植物的根能松動(dòng)土壤，為空氣和水營(yíng)造空間。

師：閱讀了這一部分內(nèi)容，同學(xué)們有什么感受想跟大家說說的？

生：土壤為我們提供了生活所需要的材料，因此我們要保護(hù)土地。

生：生活中有許多人采用深埋的方法處理垃圾，這樣會(huì)污染土壤，我們不能再這樣做了。

【設(shè)計(jì)意圖：通過自學(xué)，學(xué)生能夠自主獲取土壤與生命有著密切聯(lián)系的信息，培養(yǎng)了自學(xué)能力，獲取了深刻的感受，使得情感、態(tài)度、價(jià)值觀的目標(biāo)得以落實(shí)?！?/p>

教學(xué)評(píng)析：

1.引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究的過程。學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成必須有一個(gè)載體，這個(gè)載體就是一個(gè)個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)。因此讓學(xué)生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程對(duì)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成與提升有著重要的意義。本節(jié)課就是按照“提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—驗(yàn)證假設(shè)—建立概念”這樣一個(gè)科學(xué)探究過程來設(shè)計(jì)的，旨在讓學(xué)生體驗(yàn)完整的探究過程，并在體驗(yàn)中提高科學(xué)探究的能力，從而促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的不斷提升。

2. 培養(yǎng)學(xué)生通過閱讀獲取方法和信息的能力。在本節(jié)課中，教師多次組織學(xué)生閱讀文本，且每一次閱讀，學(xué)生都有不同的收獲。在討論制訂觀察計(jì)劃環(huán)節(jié)，學(xué)生通過第一次閱讀，獲取了把土壤倒入水中進(jìn)行觀察的方法；通過再次閱讀交流，學(xué)生對(duì)于把土壤倒入水中進(jìn)行觀察這種方法有了深刻的認(rèn)識(shí)，并且掌握了操作程序。此外，大小不同的顆粒有著各自的名字，土壤中還存在著腐殖質(zhì)和鹽分，這些信息都是通過閱讀獲取的，有利于學(xué)生在描述概念的過程中自覺地引入課本中相關(guān)的科學(xué)術(shù)語，使概念的描述更加精確、科學(xué)。

3.學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到一定的提升。讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)在每一節(jié)課中都得到發(fā)展是科學(xué)老師的責(zé)任所在。在教學(xué)過程中，學(xué)生的觀察能力、描述能力、合作能力和傾聽的習(xí)慣都得到了充分的鍛煉和展示，這得益于教師明確的要求。教師要求學(xué)生把本組中所觀察到的現(xiàn)象、討論好的計(jì)劃等完整地說出來，既確保描述的真實(shí)性和完整性，又減少了必要的提醒，保證了課堂的連續(xù)性和流暢性。教師要求其余學(xué)生認(rèn)真聆聽發(fā)言，找出需要補(bǔ)充和更正的地方，這為后續(xù)的補(bǔ)充或更正做好必要的鋪墊，又培養(yǎng)了學(xué)生傾聽的良好習(xí)慣。

（江蘇省如皋市搬經(jīng)小學(xué) 226561）

江蘇省如皋市教育局教研室 226561）