科學探究需要“失敗”與“挫折”

姚繼洪

“老師，我們小組的實驗失敗了”，“老師，我的實驗發(fā)現(xiàn)和他們不一樣”……面對學生研究過程的一個個“失敗”和“挫折“現(xiàn)象，我們應如何應對？

科學探究是小學科學教育的核心，引導學生親身經(jīng)歷，是科學探究的精髓。如何引導學生科學有效地“經(jīng)歷探究”呢？從歷史上的每一項重大科學成就中不難看出：經(jīng)歷科學的探究過程，絕不是舉步摘桃，一帆風順的。我們要給學生創(chuàng)設的，應該是“跳起來，摘到桃子”，可能是一跳，甚至兩跳……讓學生在“失敗”中，真正經(jīng)歷過程，真正探究科學，從而真正地獲取科學教育的成功。

一、從“失敗”的探究中也經(jīng)歷科學探究過程

在傳統(tǒng)的自然教學方式中，由教師根據(jù)教學內(nèi)容，提供實驗器具，安排好實驗步驟，學生則根據(jù)教師要求，按部就班地學。這樣的教學安排，主要是教師擔心學生實驗失敗，影響教學目標完成。這樣的做法，表象上是一種急功近利、追求形式成功的做法，本質(zhì)上是對學生能力的不信任，缺乏對科學課程標準的正確理解。其實，實驗并非需要百分之百的一次“成功”，關鍵是如何從“失敗”中找出原因，加以改進，從失敗中發(fā)現(xiàn)問題，尋求合理的或合適的解決方法，從而提高學生的能力。針對這種情況，我們要在平時的實驗教學中，有意識地安排一些實驗，從“失敗”中去找原因，讓學生在經(jīng)歷科學探究過程的基礎上達到教學目標，完成認識科學事實的全過程。

如教科版三年級上冊《我們周圍的材料》，要求學生了解生活中常見的幾種材料的特征。課前給學生提供放大鏡、導線、小電珠、木片、石子等多種材料，觀察發(fā)現(xiàn)這些常見材料的有關特征。開始我們沒有急于教給學生具體辦法，鼓勵他們自己觀察發(fā)現(xiàn)。學生的觀察活動是無序、無計劃的，而“發(fā)現(xiàn)”也是雜亂的，收效甚微。之后，我組織學生小組討論出有序的觀察方法，合理分工觀察活動，并對觀察結果進行科學的整理。在下課前，我組織學生自己對前后觀察活動作個人評價及小組評價。

從“失敗”——“再探究”——“再發(fā)現(xiàn)”的經(jīng)歷，使學生在各自的思維水平上形成前期概念，通過探究把思維轉化成語言，把個人的“發(fā)現(xiàn)”轉化為全班的共同財富。

二、在“失敗”的探索中更能磨煉學生的意志品質(zhì)

在實驗過程中，要敢于放手讓學生自行實驗。教師為學生提供有結構的材料的同時，要對學生實驗進行指導，允許學生按規(guī)定的目的自行設計實驗方案（簡單），組裝器材，觀察實驗現(xiàn)象，找出結論。

如蘇科版《風的形成》中的熱空氣上升實驗，教學時我們準備了一支蚊香、一支蠟燭和一個紙筒，要求學生設計出證實熱空氣變輕上升的這個實驗。學生異常興奮，積極探索。有的說用小紙片撒在火苗上，看看會不會被向上的空氣托起來。根據(jù)這個建議，我讓他試驗，結果失敗了。之后，有的學生說把蠟燭放在紙筒中，紙筒下面開一個洞，再實驗，又失敗了。接著又有不少學生想了許多方法，還是無法證明熱空氣會上升。怎么辦呢？經(jīng)過小組討論，相互啟發(fā)，得到：“看看煙會不會從底下孔洞處被‘吸進去，再從上面孔洞‘冒出來”的設想。經(jīng)過反復探究，實驗終于成功了，教室中一片歡騰，學生沉浸在勝利的喜悅中。

通過設計實驗，學生經(jīng)歷了失敗與成功的情感體驗，意志力得到了磨煉，也品嘗到了集體合作共贏的喜悅，實驗能力和創(chuàng)造能力也得到了相應的發(fā)展。

三、在“失敗”的探索中還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造活動的核心是培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維就其性質(zhì)來說，是發(fā)散思維和集中思維的綜合。世界各國把發(fā)散思維作為創(chuàng)造力培養(yǎng)的重要方法。實踐證明，科學課也可以讓學生從“失敗”的探索中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

如教科版五年級下冊《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課，當教師演示“馬鈴薯在清水中沉和在鹽水中浮”的實驗后，學生一般都會猜測出“兩杯水不一樣，一杯是鹽水”，一杯是清水。這時，老師再啟發(fā)學生觀察驗證自己的猜想，大多數(shù)學生會想到用嘗味道和蒸發(fā)的方法可以區(qū)分清水和鹽水，但我還鼓勵和引導學生借助已有知識再來想一些其他的方法。經(jīng)過小組討論、大組交流，大家的思路逐漸拓展，認為用“比重量”、“比浮力”、“判斷是否導電”等方法也能把它們區(qū)分開來，而實驗也驗證了這些方法是可行的。

蘇科版《設計制作一個保溫杯》一課，我們先把保溫瓶里的熱水倒入玻璃瓶中，然后測出水溫是84℃，再把同一保溫瓶里的熱水倒入易拉罐中（水量與玻璃杯的相等），用同一溫度表測出水溫竟為88℃。易拉罐中的水溫明顯比玻璃瓶中的水溫高這是為什么？反復測幾次都一樣。學生感到十分奇怪，立刻研究起了溫度計，但沒有發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。于是有的學生把注意力集中到裝水的“容器”上。經(jīng)過觀察、比較、分析，大家發(fā)現(xiàn)：易拉罐內(nèi)有“銀光面”，像保溫瓶的內(nèi)膽；易拉罐外涂有油漆。這兩種情況正是易拉罐內(nèi)水溫比玻璃杯內(nèi)水溫高的關鍵原因。

實驗的“失敗”也是科學探究的一個過程，對“失敗”的原因進行反思和總結同樣具有科學教育意義。“一石激起千層浪”，在“逆浪”中順勢引導，層層遞進，這樣的教學活動才能順暢自然，學生的科學素養(yǎng)才能得到真正的培養(yǎng)和提升。

【作者單位：蘇州市吳中區(qū)木瀆實驗小學 江蘇】