緊扣“環(huán)?！敝黝}，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

李玉萍　吳興鳳

[摘 要]探究能力是21世紀(jì)人才必備素質(zhì)之一，全球一體化的進程要求各國通過教育培養(yǎng)具有參與世界事務(wù)的意識與能力的人才。西大君武小學(xué)在科學(xué)實踐活動教學(xué)中，將關(guān)注國家及世界環(huán)境教育融入其探究性學(xué)習(xí)之中，從創(chuàng)設(shè)問題情境、鼓勵猜想或假設(shè)、引導(dǎo)設(shè)計方案、自主動手實驗等幾個方面引導(dǎo)學(xué)生自主經(jīng)歷和體驗科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，收到了良好的效果。

[關(guān)鍵詞]全球教育理念 環(huán)保 科學(xué)實踐活動 科學(xué)探究能力

[中圖分類號] G623.6 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1007-9068（2016）18-016

二十一世紀(jì)以來，科技改變?nèi)祟惿睿?人們越來越感受到科學(xué)技術(shù)的巨大作用 ， 發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) ，成為世界各國所關(guān)注的問題，也成為各國培養(yǎng)具備國際素養(yǎng)的公民的重要選擇。我國的課程標(biāo)準(zhǔn)也以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，提出要重視學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，并認(rèn)為，只有這樣，我們才有可能具備科學(xué)的探究精神，才有機會與世界發(fā)達國家的公民進行對話，參與世界事務(wù)。

怎樣上好科學(xué)探究課，如何通過科學(xué)實踐活動來培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)探究能力，從而養(yǎng)成科學(xué)素養(yǎng)，是小學(xué)科學(xué)教師要面對的重要的課題，也是西大君武小學(xué)在實施全球教育理念方面進行的重要嘗試性探索。我校緊扣全球教育項目中的“環(huán)保”主題，把學(xué)生的目光引向關(guān)注我們身邊的動物、植物、生存環(huán)境。嘗試著在科學(xué)實踐活動中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，包括提出問題的能力、建立假設(shè)的能力、進行科學(xué)觀察和科學(xué)實驗的能力、收集和處理信息的能力、進行科學(xué)思維的能力。而每一種能力的培養(yǎng)在不同的科學(xué)實踐活動中均有所側(cè)重。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力

愛因斯坦曾說：“發(fā)現(xiàn)一個問題比解決一個問題更重要?！卑l(fā)現(xiàn)是自主探究的開始。由于好奇是兒童的心理特點，它往往可使學(xué)生作進一步深入細(xì)致的觀察、思考和探索，從而提出探究性的問題。教育實踐證明創(chuàng)設(shè)情境是激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲的一種非常有效的方法。

例如，利用寒、暑假給學(xué)生印發(fā)科學(xué)選題作業(yè)，開展“我的發(fā)現(xiàn)”探究活動，引導(dǎo)學(xué)生在假期的生活中觀察身邊的一切感興趣的事物，去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。并指導(dǎo)學(xué)生先上網(wǎng)查詢或查閱書籍尋找答案，如果問題找不到答案，再提交給教師。其中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)校園里的墻縫地縫里長有許多不知名的植物，他們不需要施肥澆水護理，也能長得很好，這到底是什么原因呢？在此基礎(chǔ)上教師不失時機地加以點撥，引導(dǎo)學(xué)生提出有價值的科學(xué)問題：長在墻縫里的是什么植物？它們的種子從哪來？為什么能長得這么好？于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生組成一個“墻縫植物調(diào)查小組”對廣西大學(xué)校園里的墻縫植物進行調(diào)查研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：這類植物，特別是數(shù)量最多的構(gòu)樹適合在土地貧瘠、水分缺乏的地方生長。最終形成科學(xué)調(diào)查報告《墻縫植物的初步研究》，獲得南寧市青少年科技創(chuàng)新大賽論文一等獎。接著，學(xué)生給有關(guān)部門提出在廣西、貴州的“石漠化” 地區(qū)種植構(gòu)樹來解決“石漠化”問題的建議。

創(chuàng)設(shè)這樣的活動情境，引導(dǎo)學(xué)生從周圍的環(huán)境、自然現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，以此培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生存環(huán)境，關(guān)注世界環(huán)境問題。

二、鼓勵猜想或假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生建立假說的能力

猜想與假設(shè)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)和方法。牛頓說：“沒有大膽的猜測，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)?！苯處熞朴诖罱ɑ顒悠脚_，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有的知識和經(jīng)驗，根據(jù)所探究的問題和科學(xué)事實，尋求可能解釋的過程，并提醒學(xué)生，對問題成因所推測與假設(shè)的結(jié)論必須是有探究價值的、可檢驗的，一旦猜想與假設(shè)得到實驗結(jié)果的證實，它就可能發(fā)展成為科學(xué)結(jié)論，否則就是證偽。

例如，組織《小鳥一天吃幾頓》的活動：廣西大學(xué)校園里，綠樹成蔭，鳥類眾多。我們科學(xué)組教師帶領(lǐng)學(xué)生多次變換地點實地觀察。有學(xué)生提出了一個問題：人有一日三餐的規(guī)律，小綠豆鳥一天吃幾餐呢？通過查詢有關(guān)資料得知，這是一個在國內(nèi)外都沒有研究報道過的問題。教師鼓勵學(xué)生先進行猜測：小鳥到底一天吃幾頓？學(xué)生通過采訪同學(xué)、家長、老師，匯總了有代表性的幾種猜想與假設(shè)：小鳥一天吃三頓；或者一天吃多頓；還有想吃就吃等。這樣的猜想與假設(shè)到底對不對呢？學(xué)生帶著極大的探究興趣開始了為期半個月的實驗探究活動，并全程跟蹤攝像，最終形成科學(xué)研究報告《暗綠繡眼鳥取食規(guī)律的研究》和同名科學(xué)微電影，大家的猜想與假設(shè)得到了科學(xué)的結(jié)論：小鳥跟人類一樣，一天吃三頓。而且該研究報告獲得廣西青少年科技創(chuàng)新大賽論文二等獎，微電影獲全國青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎，并被中國科協(xié)選送代表國家參加意大利青少年科技DV制作競賽，同時獲得中央電視臺少兒頻道選中拍成節(jié)目《小鳥一天吃幾頓？》并全國播放。

是猜想與假設(shè)促進了學(xué)生的探究，使學(xué)生獲得了求證結(jié)論的機會。

三、引導(dǎo)設(shè)計方案，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的能力

猜想與假設(shè)的真?zhèn)我靠茖W(xué)的數(shù)據(jù)和事實的支撐。因此，制定探究計劃、設(shè)計實驗方案就顯得尤為重要。讓學(xué)生先設(shè)計活動的方案，不管設(shè)計得是否合理、科學(xué)，目的在于讓學(xué)生體驗從不懂到懂、從不科學(xué)到科學(xué)的過程，體會科學(xué)研究的艱辛和嚴(yán)謹(jǐn)性，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。同時，指導(dǎo)老師參與其中，對方案進行修改，最后再請專家進行指導(dǎo)和完善。

例如：在探究《暗綠繡眼鳥取食規(guī)律的研究》課題時，學(xué)生設(shè)計的實驗方案很簡單，觀察時間設(shè)計為一周，每天只觀察三次小鳥啄食的時間。學(xué)生通過請教有關(guān)專家，發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計是不科學(xué)的。

學(xué)生進行多次討論、修改、反復(fù)完善，最后確定實驗的時間為十五天，每天根據(jù)日常作息安排了26個觀察時間，分別記錄取食鳥類的個體數(shù)，并觀察每個時間點一分鐘內(nèi)小鳥啄食的次數(shù)、取食的時間和其他行為的時間，并制定了收集、記錄數(shù)據(jù)的方法。

這期間，雖然學(xué)生討論、交流花費時間比較長，但是在這個過程中，學(xué)生自主制訂計劃和設(shè)計實驗的活動，手腦動起來了，把學(xué)生的探究精神也激發(fā)起來了。

四、自主動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀察的能力

在學(xué)生提出問題、假設(shè)猜想的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計方案把學(xué)生引進自主探究的過程。

觀察是科學(xué)探究的基本方法。引導(dǎo)學(xué)生觀察時，首先讓學(xué)生明確具體的觀察目的，其次強調(diào)觀察時要全面、細(xì)致和實事求是，并及時記錄。對于需要較長時間的觀察，要有計劃，有耐心。對于實驗過程中出現(xiàn)的問題要積極思考，及時做出調(diào)整并盡快解決。

如，在進行《土壤中蚯蚓對黃豆苗期生長影響的實驗》實驗初期，土壤中的蚯蚓意外死亡，學(xué)生及時分析是天氣過熱的原因，馬上搭建了一個遮陰棚來解決。果然，后來沒再出現(xiàn)蚯蚓死亡的問題。實驗時間為期五十天，觀察450棵黃豆從發(fā)芽到生長的變化過程，每天要澆水、觀察，期間要測量苗的高度、根的長度。收集數(shù)據(jù)的工作枯燥而漫長，但因為是學(xué)生自主設(shè)計的實驗，對實驗結(jié)果的期盼促使他們把每項工作做好，直至實驗成功，并得到一個突破性的科學(xué)結(jié)論：在莊稼地里放養(yǎng)蚯蚓，可以改良土壤，不用化肥，也能促進植物的生長，既有益于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又有利于環(huán)境保護。該實驗報告獲得廣西青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎，同步拍攝的科學(xué)微電影獲得全國青少年科學(xué)影像節(jié)一等獎。

就這樣，在學(xué)生自主探究中，堅持不懈地觀察和思考，學(xué)會積極地尋找保護生態(tài)環(huán)境，避免土壤污染的方法，關(guān)注人類生命的健康與安全。

五、認(rèn)真觀測記錄，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力

在教學(xué)中，獲取信息的重要途徑是引導(dǎo)學(xué)生親自操作，從中收集科學(xué)數(shù)據(jù)。因為實驗數(shù)據(jù)并不是探究的結(jié)論，它是客觀事實的反映，要得到科學(xué)結(jié)論和發(fā)現(xiàn)規(guī)律，就必須對數(shù)據(jù)進行分析、比較，尋找數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系，最后歸納論證，得出科學(xué)結(jié)論。

如在進行《麻雀對廣西大學(xué)校園環(huán)境的適應(yīng)性》課題時，在收集麻雀在多遠的距離會被驚飛的數(shù)據(jù)時遇到了一定的困難。驚飛距離是評價鳥類對人類侵?jǐn)_容忍度的參數(shù)之一。觀察者盡量以相同的速度接近麻雀，采用目測法估測驚飛麻雀的飛起點與觀察者當(dāng)時立足點之間的地面距離。為了保證目測的準(zhǔn)確，教師先讓學(xué)生實地測量，對距離的長度有個較準(zhǔn)確的估算，再到麻雀活動的區(qū)域進行實地觀察、記錄。經(jīng)過為期一年、每月一次的觀測記錄，得到了大量的數(shù)據(jù)制成表格，把平均值做成對比折線統(tǒng)計圖進行統(tǒng)計分析，得出結(jié)論：在不同的校園區(qū)域，麻雀驚飛的距離不一樣。因人們不驚嚇麻雀，形成了一定的親人性，最親近的距離是1.98米，但麻雀仍保持一定的警惕性，最遠驚嚇距離為7.04米。該研究報告獲廣西青少年科技創(chuàng)新大賽項目一等獎，同步拍攝的科學(xué)微電影《麻雀離我們有多遠》獲第二屆全國青少年科學(xué)影像節(jié)一等獎。

學(xué)生通過這樣的實驗呼吁每個人都來關(guān)愛和保護動物，不要驚嚇和捕殺它們，實現(xiàn)人與動物的和諧共處。在增強學(xué)生環(huán)境保護意識的同時，使其也獲得了科學(xué)探究能力的提高。

六、學(xué)會總結(jié)與反思，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

在教學(xué)中，教師要組織好學(xué)生對科學(xué)探究的全過程及每個環(huán)節(jié)的實施情況及時進行認(rèn)真的總結(jié)、反思與評價，從中獲取成功的經(jīng)驗與失敗的教訓(xùn)，為下一步的實驗指明方向。

例如，《拯救校園里的小葉榕》活動：教師首先引導(dǎo)學(xué)生分析往昔枝繁葉茂的小葉榕為何會變成葉子稀疏、奄奄一息的現(xiàn)象。學(xué)生通過分析認(rèn)為：人們拓寬活動場地，在小葉榕的四周人為地給它鋪上了水泥，雨水無法滲透到地下，導(dǎo)致缺水。所以實驗的初期就是在樹根部灌水。但是十幾天過去了，收效甚微。老師引導(dǎo)學(xué)生進行總結(jié)與反思，有學(xué)生提出：水泥地使小葉榕無法吸收到充足的養(yǎng)分和水分，它不僅缺水，還因為營養(yǎng)不足出現(xiàn)葉子稀疏的現(xiàn)象。接著再次實驗，給小葉榕掛上吊瓶輸液，輸入“國光大樹施它活”營養(yǎng)液。漸漸的，小葉榕又恢復(fù)了生機。然后教師組織學(xué)生去思考、討論該如何保護植物的問題，最后讓他們寫出準(zhǔn)確表達自己觀點的探究報告。該研究報告獲全國青少年科技創(chuàng)新大賽項目三等獎，同步拍攝的科學(xué)微電影《拯救小葉榕》獲第一屆全國青少年科學(xué)影像節(jié)一等獎。

以上科學(xué)實踐活動，緊扣“環(huán)?！敝黝}，學(xué)生在探究的過程中，由對身邊事物的好奇轉(zhuǎn)化為積極探索行為的實施，學(xué)會關(guān)注人與植物、人與自然的關(guān)系；學(xué)會關(guān)注環(huán)境、關(guān)注世界，能科學(xué)地了解世界、認(rèn)識世界；學(xué)會在復(fù)雜的社會環(huán)境中不斷地用探究科學(xué)的態(tài)度與方法去認(rèn)識、發(fā)現(xiàn)、改變與創(chuàng)造，使自己有能力參與國家及世界事務(wù)的管理，從而具備世界公民素養(yǎng)。

（責(zé)編 羅 艷）