如何在科學(xué)課中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

李強(qiáng)

摘 要：探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的成效很大程度上取決于探究者的興趣與已形成的探究能力。小學(xué)1～6年級(jí)的學(xué)生至少要逐步形成以下六種科學(xué)探究能力：搜集查閱資料的能力；調(diào)查研究能力；制定研究計(jì)劃能力；總結(jié)交流能力；實(shí)驗(yàn)操作能力；科技創(chuàng)新能力。這幾種能力的形成，需要教師有計(jì)劃有步驟地培養(yǎng)，更需要學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中積極主動(dòng)去合作、去探究、去完善。

關(guān)鍵詞：合作；探究；能力

探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的成效如何，很大程度上取決于探究者（學(xué)生）的興趣與探究能力的強(qiáng)弱。探究能力的培養(yǎng)是科學(xué)教師的長(zhǎng)期任務(wù)。根據(jù)我們的研究，小學(xué)1～6年級(jí)的學(xué)生至少要逐步形成以下六種科學(xué)探究能力：

●搜集查閱資料的能力

●調(diào)查研究能力

●制定研究計(jì)劃能力

●總結(jié)交流能力

●實(shí)驗(yàn)操作能力

●科技創(chuàng)新能力

一、搜集查閱資料的能力

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》明確提出：培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。培養(yǎng)學(xué)生搜集整理信息的能力，有助于優(yōu)化知識(shí)形成的過(guò)程，改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并通過(guò)“課內(nèi)—課外”相結(jié)合、“個(gè)體—合作”相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

科學(xué)資料的搜集查閱必須體現(xiàn)四性：

（1）科學(xué)性

（2）新鮮性

（3）典型性

（4）概括性

為了規(guī)范學(xué)生資料卡內(nèi)容，便于學(xué)生高效搜集相關(guān)資料，我們?cè)O(shè)計(jì)了資料卡模板。

學(xué)生搜集查閱科學(xué)資料的主要途徑有：

1.直接資料搜集

在科學(xué)課的教學(xué)中，獲取第一手資料最有效的途徑是實(shí)驗(yàn)和觀察，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察可以獲取事實(shí)，尋找事物間的關(guān)系或變化規(guī)律。另外對(duì)一些社會(huì)科學(xué)問(wèn)題的研究，作為小學(xué)生，研究經(jīng)驗(yàn)欠缺，在老師的指導(dǎo)下，制定好有關(guān)問(wèn)卷和調(diào)查訪問(wèn)表，請(qǐng)教有關(guān)領(lǐng)域的專家，獲取資料是很重要的方法。

2.書(shū)報(bào)刊等文獻(xiàn)資料搜集

文獻(xiàn)資料的類型很多，按照文獻(xiàn)的固有形式可分為文字文獻(xiàn)、數(shù)字文獻(xiàn)、聲音文獻(xiàn)和圖像文獻(xiàn)。包括書(shū)籍、期刊、報(bào)紙、剪報(bào)、特種文獻(xiàn)、統(tǒng)計(jì)年鑒、統(tǒng)計(jì)表格、唱片、磁帶、地圖、圖片等。對(duì)于查閱文獻(xiàn)資料而言，最理想的場(chǎng)所是圖書(shū)館。

3.互聯(lián)網(wǎng)搜集

網(wǎng)絡(luò)資料查找也是資料查找的重要來(lái)源。然而網(wǎng)絡(luò)信息良莠不齊，需要有正確的人生觀、價(jià)值觀、甄別能力以及自控、自律和自我調(diào)節(jié)能力，尤其是小學(xué)生要能自覺(jué)地抵御和消除垃圾信息及有害信息的干擾和侵蝕。因此需要教師指導(dǎo)學(xué)生查找網(wǎng)絡(luò)資料時(shí)理性地處理信息，幫助學(xué)生獲得有益信息。

二、調(diào)查研究能力

在探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中如何培養(yǎng)學(xué)生的調(diào)查研究能力是個(gè)難點(diǎn)。教科版《科學(xué)》六年級(jí)上冊(cè)有“調(diào)查校園中的動(dòng)植物”活動(dòng)、“做一次班級(jí)相貌普查”活動(dòng)、“一天中做的事情其中有多少是與生物有關(guān)的”。六年級(jí)下冊(cè)有“我家一天的垃圾統(tǒng)計(jì)”“我一天用了多少水”“考察家鄉(xiāng)自然水域污染報(bào)告”……這些探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)體現(xiàn)了課標(biāo)對(duì)學(xué)生調(diào)查研究能力培養(yǎng)的高度重視。在課題研究中，我們重點(diǎn)培養(yǎng)高年級(jí)學(xué)生如何寫(xiě)調(diào)查報(bào)告。先給學(xué)生模板：

再對(duì)學(xué)生進(jìn)行以小組為單位的培訓(xùn)，明確調(diào)查分工，群策群力完成調(diào)查任務(wù)。最關(guān)鍵的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、分析，得出比較科學(xué)的調(diào)查結(jié)論。最后通過(guò)全班交流，找出本組的不足，完善調(diào)查報(bào)告。

課題研究中，我們發(fā)現(xiàn)調(diào)查報(bào)告能力的培養(yǎng)最好在小學(xué)高年級(jí)進(jìn)行，小學(xué)中低年級(jí)的學(xué)生年齡偏小，能力偏弱，暫時(shí)不具備進(jìn)行調(diào)查研究的條件。

即便對(duì)小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生而言，五年級(jí)學(xué)生駕馭調(diào)查研究的能力與六年級(jí)相比也是有一定差距的。從收集回來(lái)的資料來(lái)看，六年級(jí)的學(xué)生在老師的指導(dǎo)下調(diào)查報(bào)告做得已經(jīng)像模像樣了。

三、制訂研究計(jì)劃能力

制訂研究計(jì)劃，就是從操作的角度把探究的猜想與假設(shè)具體化、程序化。一般做法是先分析探究要解決哪幾個(gè)問(wèn)題，每個(gè)問(wèn)題有哪幾種解決方法。根據(jù)現(xiàn)有的條件和探究的要求，各應(yīng)該選擇哪種方法為好，然后根據(jù)這些被選中方法確定需要什么實(shí)驗(yàn)器材，按這些方法的邏輯關(guān)系構(gòu)思出操作步驟。

制訂研究計(jì)劃將使探究者明確收集信息的途徑和方式、確定收集信息的范圍和要求、了解探究所需的器材和設(shè)備以及建立分析數(shù)據(jù)的方法和思路。研究計(jì)劃使探究步驟更加有序、探究過(guò)程更加科學(xué)，如果沒(méi)有研究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案，科學(xué)探究的操作也就失去了根據(jù)。研究計(jì)劃不當(dāng)或者實(shí)驗(yàn)方案不妥，將直接影響探究結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。

教師在幫助學(xué)生制定過(guò)程中關(guān)注以下幾點(diǎn)：

1.研究計(jì)劃的內(nèi)容以教材為主，適當(dāng)拓展。

2.研究計(jì)劃的重點(diǎn)不在探究的操作方法和操作技能上，要通過(guò)探究滿足學(xué)生求知欲和對(duì)身邊世界的理解，獲得對(duì)科學(xué)探究本質(zhì)的理解，培養(yǎng)科學(xué)精神和態(tài)度，指導(dǎo)的重點(diǎn)應(yīng)在科學(xué)探究的基本過(guò)程和科學(xué)思維方法上。

3.研究計(jì)劃的指導(dǎo)形式以課內(nèi)為主，集體輔導(dǎo)，對(duì)特別有興趣的同學(xué)也可在課外加以指導(dǎo)。只要教師在教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的提問(wèn)和質(zhì)疑，善于發(fā)現(xiàn)與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的探究活動(dòng)，并加以啟發(fā)和引導(dǎo)，指導(dǎo)幫助學(xué)生制定課內(nèi)外探究的目標(biāo)和方法，久而久之，學(xué)生探究的科學(xué)素養(yǎng)一定會(huì)得到很大提高。

學(xué)生研究計(jì)劃的制訂有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，教師要由扶到放地加以引導(dǎo)：

三年級(jí)可以完全由教師幫學(xué)生制訂好研究的計(jì)劃，學(xué)生按計(jì)劃進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。

四年級(jí)以及五年級(jí)上學(xué)期，教師要做好扶的工作，可以出示制定一半的研究計(jì)劃供學(xué)生使用，使之能了解計(jì)劃制訂的格式及一般步驟。

五年級(jí)以后，教師就可以放手學(xué)生自己制訂研究計(jì)劃，當(dāng)然教師要做好指導(dǎo)工作，如可讓小組匯報(bào)制訂的研究計(jì)劃，其他同學(xué)幫忙提提建議，這樣不僅幫這個(gè)組完善了研究計(jì)劃，而且也為其他小組提供了學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

具體操作過(guò)程中我們給學(xué)生提供研究計(jì)劃模板，以降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

四、總結(jié)交流能力

科學(xué)家用結(jié)果能夠重復(fù)驗(yàn)證的方式交流他們的解釋。這就要求科學(xué)家清楚地闡述所研究的問(wèn)題、程序、證據(jù)，提出的解釋以及對(duì)不同解釋的核查，以便質(zhì)疑者進(jìn)一步核實(shí)或者其他科學(xué)家將這一解釋用于新問(wèn)題的研究。而課堂上，學(xué)生說(shuō)出他們的解釋，使別的學(xué)生有機(jī)會(huì)就這些解釋當(dāng)面提出疑問(wèn)、審查證據(jù)、找出邏輯錯(cuò)誤、指出解釋中有悖于事實(shí)證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋。學(xué)生互相討論各自對(duì)問(wèn)題的解釋，能夠引發(fā)新的問(wèn)題，有助于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)證據(jù)、已有的科學(xué)知識(shí)和他們所提出的解釋這三者之間更緊密地聯(lián)系起來(lái)。最終學(xué)生能解決彼此觀點(diǎn)中的矛盾，鞏固以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的論證。

五、實(shí)驗(yàn)操作能力

從某種意義上講，科學(xué)課是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為核心的學(xué)科。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力主要源自實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生的科學(xué)探究能力直接決定著探究效果。而實(shí)驗(yàn)操作能力是重要的探究能力之一。

1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候明確地告訴學(xué)生要干什么，我們帶學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有一部分學(xué)生不知道做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么，或者是他把注意力放在了一些不應(yīng)該注意的地方。經(jīng)常是老師說(shuō)做實(shí)驗(yàn)大家就爭(zhēng)先恐后地開(kāi)始做，做著做著又不斷地詢問(wèn)。只有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模拍苡械姆攀?，才能從整體上把握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

2.規(guī)范操作要求

（1）教師的演示實(shí)驗(yàn)要規(guī)范，科學(xué)用語(yǔ)要準(zhǔn)確

演示實(shí)驗(yàn)中，教師的一舉一動(dòng)都會(huì)成為學(xué)生獨(dú)立操作的依據(jù)和榜樣，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能起著示范作用。教師操作應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行，在使用儀器、連接和裝配儀器及演示現(xiàn)象時(shí)動(dòng)作要準(zhǔn)確、有序，而且語(yǔ)言也要科學(xué)規(guī)范，不能口語(yǔ)化。

（2）指導(dǎo)學(xué)生正確使用儀器

有很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)都要借助儀器進(jìn)行，因此儀器的使用情況直接影響著實(shí)驗(yàn)的成敗。在實(shí)驗(yàn)前老師要教給學(xué)生正確的操作方法，并指導(dǎo)學(xué)生反復(fù)練習(xí)熟練后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如溫度計(jì)的使用與讀數(shù)有很多要求，如液泡不能碰到杯底和杯壁，不能將溫度計(jì)拿出水面再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與液面相平，教師要做好示范與引導(dǎo)。在使用托盤(pán)天平時(shí)，取用砝碼、移動(dòng)游碼必須用鑷子而不能用手；點(diǎn)燃酒精燈后火柴簽不能隨手扔在地上，要放在專門(mén)的廢物杯中；電路的連接應(yīng)先接線路后接電源，拆卸時(shí)先斷電源，后拆線路等等。

（3）先制定方案，再分發(fā)實(shí)驗(yàn)用具

在實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要先制定實(shí)驗(yàn)方案，考慮分發(fā)實(shí)驗(yàn)用具的時(shí)機(jī)。因?yàn)槿绻婚_(kāi)始就將器材放在桌上一定會(huì)干擾學(xué)生的注意力，而且很可能學(xué)生會(huì)情不自禁地觀察這些器材甚至去擺弄它們，這樣課堂一定會(huì)很混亂。因此等實(shí)驗(yàn)步驟全部落實(shí)以后再請(qǐng)材料員到講臺(tái)領(lǐng)器材，有些材料甚至可以分批發(fā)放，實(shí)驗(yàn)結(jié)束及時(shí)將器材送還。

（4）分組實(shí)驗(yàn)，角色分配

提高實(shí)驗(yàn)操作有序性的辦法之一是將學(xué)生分成小組，進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行學(xué)生的角色分配。將學(xué)生4～6人分成一個(gè)小組，并讓學(xué)生自己分配角色，小組長(zhǎng)、記錄員、實(shí)驗(yàn)員、材料員、觀察員等等，既分工又合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。教師根據(jù)小組的表現(xiàn)為各小組打分，充分激發(fā)他們的集體榮譽(yù)感，這樣實(shí)驗(yàn)會(huì)井然有序地開(kāi)展。

（5）教師巡視、指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行

小組實(shí)驗(yàn)并不意味著老師采取了“放羊式的教學(xué)模式”，這時(shí)教師的主要任務(wù)是巡視指導(dǎo)，及時(shí)解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題甚至突發(fā)事件，以免造成課堂的混亂，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不成功。

（6）充分利用科技興趣小組，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力

在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力上，我們和寧夏大學(xué)物電系合作，充分利用高校資源，開(kāi)發(fā)校本課程彌補(bǔ)教材資源不足。每周寧夏大學(xué)物電系學(xué)生給我們送來(lái)一節(jié)生動(dòng)有趣的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，在老師的指導(dǎo)下探究實(shí)驗(yàn)原理。這既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力。課題組負(fù)責(zé)教師課前和支教大學(xué)生研究教學(xué)方案，在課堂上一起參與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，課后及時(shí)總結(jié)反思，形成了共同提高、多方受益的良好局面。

在支教大學(xué)生講義的基礎(chǔ)上，我們廣泛搜集素材，編寫(xiě)了科學(xué)校本教材《科技小實(shí)驗(yàn)小制作18例》。這本教材圖文并茂，附有大量操作圖片，實(shí)驗(yàn)材料簡(jiǎn)單易找，學(xué)生容易上手；實(shí)驗(yàn)原理清晰明了，一看就懂。這本教材以《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，是對(duì)科學(xué)教材的拓展、豐富和補(bǔ)充，填補(bǔ)了我校校本教材的空白。

六、科技創(chuàng)新能力

在培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力方面，科學(xué)教師要精心挑選對(duì)科學(xué)有濃厚興趣的學(xué)生，在獲得家長(zhǎng)支持的前提下，專門(mén)進(jìn)行培訓(xùn)。首先，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)青少年科技創(chuàng)新規(guī)則，明確創(chuàng)新要求。接著還要找歷年獲獎(jiǎng)創(chuàng)新作品圖片及視頻資料，和學(xué)生一塊兒分析獲獎(jiǎng)因素。最后鼓勵(lì)學(xué)生從身邊科學(xué)現(xiàn)象入手，培養(yǎng)觀察發(fā)現(xiàn)的敏銳力，大膽實(shí)踐，勇于創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 郭小琴