開展科學(xué)小課題研究的方案

張會

[摘 要] 學(xué)生科學(xué)小課題研究是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自主發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、確定研究課題，根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，從課堂到課外對生活中的問題進(jìn)行自主探索，讓學(xué)生在探究過程中學(xué)到知識，培養(yǎng)能力。教師針對學(xué)生感興趣的問題和擅長的領(lǐng)域指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)小課題研究，進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

[關(guān)鍵詞] 科學(xué)小課題；自主探究；方案

科學(xué)小課題研究的目的是通過對個體有針對性的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，大膽“動手做”，親身經(jīng)歷“動手做”的活動，提高自身動手實(shí)踐能力，同時希望通過對學(xué)生進(jìn)行過程性的指導(dǎo)，從不同類型的小課題以及不同層次的學(xué)生中找出一些行之有效的研究方法，切實(shí)提高學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的能力。

六年級學(xué)生的自主意識逐漸強(qiáng)烈，自主探究能力、自我評價和自我教育的能力也得到了充分發(fā)展，初步形成了獨(dú)特的性格以及對人生和世界的基本看法。通過對全年級學(xué)生的小課題研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，80%的學(xué)生很樂意去挑戰(zhàn)自我，動手研究感興趣的問題。教師應(yīng)從學(xué)生的興趣點(diǎn)出發(fā)，選擇學(xué)生感興趣的問題，給予學(xué)生自我研究的機(jī)會，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。

一、課題方案設(shè)計(jì)

科學(xué)小課題研究可以按照現(xiàn)行課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)探究的一般模式，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。流程分別是提出問題—猜想與假設(shè)—制訂計(jì)劃—觀察、實(shí)驗(yàn)、制作—收集整理信息—思考與結(jié)論—表達(dá)與交流。

提出問題就是讓學(xué)生明確要研究的課題?？茖W(xué)小課題要滿足以下幾個方面的要求：一是學(xué)生感興趣的，愿意動手探究的；二是具有一定的科學(xué)性、合理性和現(xiàn)實(shí)條件下的可操作性；三要符合學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立研究的可能。

根據(jù)調(diào)查分析將從以下三種類型指導(dǎo)六年級學(xué)生科學(xué)小課題方案的設(shè)計(jì)：

1.科學(xué)實(shí)驗(yàn)類

科學(xué)實(shí)驗(yàn)類是科學(xué)小課題研究的主流方向，可直接按照科學(xué)探究的七步法進(jìn)行課題研究。從問題出發(fā)，先對問題提出疑惑或假設(shè)可能的結(jié)果，根據(jù)假設(shè)制訂行之有效的實(shí)驗(yàn)方案，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

以學(xué)生小課題“人一天中身高和腳長變化的研究”為例進(jìn)行說明。根據(jù)學(xué)生發(fā)現(xiàn)的“人一天中身高和腳長是否有變化”這個問題，確定研究的課題，設(shè)計(jì)課題方案。可采用最簡單的方式，每天利用身高貼量出身高，用畫腳步輪廓圖找出腳趾和腳后跟的直線長度，持續(xù)研究至少半個月以上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，記錄數(shù)據(jù)。

2.科學(xué)幻想類

如果說科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)小課題的主流方向，那么科學(xué)幻想絕對屬于偏門，但是不可否認(rèn)，很多以前的科學(xué)幻想在現(xiàn)在都變成現(xiàn)實(shí)，比如說電話誕生之后，從有線到無線，從體型碩大到小巧玲瓏，從功能單一到智能手機(jī)；再比如說電腦，從剛誕生的埃尼阿克占據(jù)幾間房，到微機(jī)，到筆記本電腦，到掌上電腦?？v觀科學(xué)發(fā)展史可以發(fā)現(xiàn)，很多時候都是思想在先，然后在此基礎(chǔ)上考慮實(shí)現(xiàn)的可能性?？萍紕?chuàng)新大賽中的科學(xué)幻想畫類也許就是想從孩子們的想象力中發(fā)掘未來可能變成現(xiàn)實(shí)的想法。

教師應(yīng)要求學(xué)生按照創(chuàng)造發(fā)明的方式進(jìn)行課題研究。首先，“畫出一幅藍(lán)圖”——幻想達(dá)到的效果，這個可以用畫筆繪出，也可以用語言描述，最好是圖文并茂；其次，進(jìn)行“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”——如果是實(shí)物幻想發(fā)明，則需要說明內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；如果是未來展望，則需要全面介紹需要哪些條件才能實(shí)現(xiàn)幻想的效果。

3.資料整理類

這種類型的小課題，主要涉及學(xué)生感興趣的地球與宇宙范疇，現(xiàn)階段很難有條件去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，六年級近50%的學(xué)生感興趣，教師應(yīng)讓學(xué)生用資料搜集整理的形式進(jìn)行類似文獻(xiàn)綜述類型的課題研究。

例如，《阿波羅登月真?zhèn)巍窂木W(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)對阿波羅登月的懷疑出發(fā)，搜集各種類型的資料進(jìn)行分析，去尋找證據(jù)來認(rèn)證阿波羅登月的真假?？衫镁W(wǎng)絡(luò)搜索關(guān)于阿波羅登月的爭議話題，登陸谷歌月球，尋找登月第一手資料，從雙方辨識的焦點(diǎn)尋找證據(jù)證明自己的結(jié)論。

二、課題實(shí)踐研究，數(shù)據(jù)記錄

確定研究方案，進(jìn)行課題研究。對于時間較長的實(shí)驗(yàn)研究來說，堅(jiān)持不懈、認(rèn)真實(shí)驗(yàn)是比較難的，可以稱為長周期實(shí)驗(yàn)的課題研究。此時教師需要不時通過各種方法督促學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，鼓勵學(xué)生的研究過程，這樣可以激勵學(xué)生持續(xù)研究。例如，“人一天中身高和腳長變化的研究”要求至少研究半個月以上才具備一定的代表意義，因此這個課題重點(diǎn)就是要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)完成長周期任務(wù)的能力。

科學(xué)幻想類的課題，就需要教師給予學(xué)生最大的肯定，不怕學(xué)生天馬行空，只要能圓滿解釋，那么就是成功。學(xué)生最怕的就是別人笑話他異想天開，這種情緒有時會扼殺學(xué)生的想象力，而想象力是科學(xué)課課標(biāo)里明確教師需要培養(yǎng)學(xué)生的一種能力。

資料搜集類課題，就是讓學(xué)生利用多種渠道盡可能多地搜集相關(guān)資料，再進(jìn)行分析，最后得出合理的結(jié)論。

三、分析總結(jié)，撰寫科學(xué)小論文

科學(xué)小課題以科學(xué)小論文的形式表達(dá)研究的內(nèi)容。教師指導(dǎo)學(xué)生在分析自身的觀察結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、搜集的資料等基礎(chǔ)上表達(dá)課題研究的成果。學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)原始數(shù)據(jù)的重要性：哪怕是錯誤的數(shù)據(jù)，也不可以更改。有時錯誤的數(shù)據(jù)也能引發(fā)重大發(fā)現(xiàn)。

以“人一天中身高和腳長變化的研究”小課題為例，出示研究的科學(xué)小論文。

人一天中身高和腳長變化的研究

我針對身邊的小疑問：人一天中身高和腳長是否有變化？從自身感到困惑的地方出發(fā)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：每天在早上8點(diǎn)、中午12點(diǎn)、晚上20點(diǎn)先通過身高墻貼測量身高；再通過畫腳部輪廓圖，測量腳長。最后通過比較早中晚的數(shù)據(jù)，從而得出結(jié)論。

經(jīng)過17天連續(xù)不斷地測量，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：一天中晚上的身高比早上要矮將近1.5厘米，腳長卻是晚上要比早上長1厘米左右。

通過資料搜索，人一天中身高之所以出現(xiàn)這樣的變化和職業(yè)特征有著直接的關(guān)系，那些肩擔(dān)、背扛的重體力勞動者和運(yùn)動員，尤其是舉重運(yùn)動員，一日之內(nèi)的身高變化更為明顯，早晨起床時要比晚上睡覺前高出2～3厘米。

而一日之內(nèi)的身高變化又是評定生理負(fù)荷大小和疲勞程度的重要方法之一。就某一個體而言，早晨起床時最高，晚上睡覺前最矮。脊柱這一生理增減，僅是一日之內(nèi)的變化，經(jīng)過一夜睡眠，肌肉得到充分休息，疲勞消除后，身高也隨之恢復(fù)。

通過觀察和資料搜索發(fā)現(xiàn)：一天中腳長的變化原因是人活動了一天之后，腳的血液循環(huán)慢，發(fā)生了腫脹，腳部就會增大；而當(dāng)晚上睡覺時，腳和心臟的位置在同一水平線，血液循環(huán)加快，所以早上腳部就會小。

根據(jù)不同課題類型對學(xué)生進(jìn)行有針對性的分類指導(dǎo)，讓學(xué)生在小課題研究的過程中自主探究，提高學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)、記錄、整理數(shù)據(jù)的能力，切實(shí)提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力，從而進(jìn)一步提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡艷芳.讓學(xué)生在自主探究中學(xué)習(xí)——小學(xué)生小課題研究新探[J].中小學(xué)教師培訓(xùn)，2002，（2）.

[2]任英麗.開展科學(xué)小課題研究的途徑[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2011，（8）.

責(zé)任編輯 吳晶晶