小学科学探究活动设计

摘 要：本文从小学科学探究活动设计的原则、策略、意义等方面,就如何加强对科学探究活动的设计进行论述,力求培养学生以“自主、合作、探究”的学习方式开展科学探究活动,从而提高科学探究活动的针对性和实效性.

关 键 词：科学探究活动；设计

中图分类号：G623.6文献识码：A文章编号：1006-3315（2014）01-097-003

随着新课程改革的不断深入,《小学科学（3-6）年级课程标准》提出的“科学学习以探究为核心”的教学理念已被广大科学教师所接受,让学生亲身经历以探究为主的学习活动已成为学生学习科学的主要途径.但是,在实际教学过程中还存在教师过分追求探究性学习的模式、探究形式过于单一、设计的探究主题针对性不强、探究时间安排不合理、探究不充分不深入等问题,导致科学探究活动的实效性不高.因此,如何强化对科学探究活动的设计,注重学生的体验,提高学生的探究兴趣和主动性,培养学生以“自主、合作、探究”的学习方式进行探究活动,是每一个科学教师开展科学探究活动教学时面临的重要任务.

一、小学科学探究活动设计的原则

1.安全性原则

安全的保证是科学探究活动顺利进行的前提.在科学课堂探究活动中,教师除了要强调学生的规范操作外,还应该加强学生的安全教育,让学生认识到各种不安全操作所存在的危险性,并对探究活动的规范操作予以高度重视.总之,教师要全程关注学生的探究过程,确保探究活动在安全的前提下有序进行.

2.科学性原则

小学科学课程探究活动的科学性是指科学探究的原理、活动设计、操作方法等,都必须与相应的科学理论以及科学方法相吻合[1].探究活动科学性的保证是有效开展探究活动的前提基础.探究活动的科学性主要体现在探究材料要科学,探究方法要科学,探究过程要科学三个方面,教师应该根据探究主题合理地选择探究材料,根据探究内容科学地选择探究方法,根据学情有目的地设计探究过程,关注科学探究活动的科学性,让科学教学达到事半功倍的效果.

3.开放性原则

科学探究活动是一个可变的、在探索中不断修正和发展的过程.科学探究活动的开放性主要体现在时间、空间、资源、内容、过程、结论、评价等多个方面,教师应该以开放的观念和心态来面对学生的探究活动,时刻为他们营造一个轻松、、和谐的探究环境,让学生有选择的机会和创造的空间,同时满足不同经验背景的学生学习科学的需要.教师将学生的科学探究活动置于广阔的背景之中,有助于帮助学生拓展对科学现象的体验,丰富他们的学习经历.

4.实践性原则

科学探究活动是一种以动手操作为载体的实践活动.这种实践性体现在多个方面：在方式上,有课件演示、教师示范、学生动手操作等；在空间上,不受教室所限制,有专门的实验室或相关的活动场所；在安排上,可以按知识的逻辑进行,也可以按活动的逻辑进行.实践性是学生动手、动脑,动全身的真正体现,有利于培养学生的动手操作能力和逻辑思维能力.

5.主体性原则

在科学探究活动中,学生是学习的主体,教师在教学过程中只是起指导、协助和排难解惑的作用.学生可以自由选择探究主题,自主设计探究内容与形式,最后也是由学生以小组为单位进行总结汇报.充分体现“自主、合作、探究”的学习方式.

6.启发性原则

陶行知说：“真正的教育必须培养出能思考、会创造的人.发明千千万,起点是一问.”这就要求教师要注重培养学生的问题意识和创造思维,而启发式教学是实现这种教学的重要手段.在科学探究活动中,教师更应该遵循启发式教学的原则,让学生主动学习、主动思考,教师在必要时才予以启发,这样更有利于激发学生学习科学的积极性和创新意识.

7.层次性原则

科学探究活动的教学内容的选择应结合学生的知识经验、心理特点和逻辑思维特点来进行安排设计,遵循内容从小到大,活动从易到难,要求从低到高这样的层次性原则,让科学知识逐步深入,不让科学探究太过简单,也不过度拔高探究难度,让学生在每一个阶段都有获得成功体验的可能,同时保证探究对学生有一定的挑战性,时刻让学生感受到探究的乐趣,从而在探究过程中不断地修正和提高.

8.创新性原则

同志曾说：“创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力.”同时,创新是科学探究的生命力.创新型的科学探究活动旨在从改革传统的“满堂灌”、“一师言”的科学课堂出发,构建有利于学生创新潜能开发和创新心理品质形成的教学方式.只有不断创新,科学才会不断向前发展.

二、小学科学探究活动设计的策略

1.精心设计,激发探究

教学设计是指教师紧紧围绕教学目标,对课堂教学环节、教学过程、教学效果等做一系列的编排和预设[2].精心巧妙的活动设计有利于营造浓烈的科学探究氛围,有利于教学目标的实现.其设计主要体现在以下几个方面：探究内容的选择、探究重点的确定、探究类型的选择、课堂组织形式的选择、活动计划和仪器的准备.

1.1探究内容的选择.教师要有所选择的开展探究活动,应选择一些蕴含科学思维、科学方法的内容来让学生探究.如“摩擦力”一课,其中会用到“数据测量”、“数据处理”、“控制变量”等科学方法,这样既能让学生掌握摩擦力的相关知识,又可以学会一些科学研究的方法.

1.2探究重点的确定.在确立了探究主题后,就应认真分析设计的每个环节所要达到的教学目标,确定探究的重点.如在探究“摩擦力”时,在科学知识上的探究重点是探究摩擦力的决定因素和产生条件；在科学方法上的探究重点是让学生学会运用“控制变量法”.教师在设计探究活动时,应侧重于某一点或某一方面,让学生深刻体会科学探究的实质.

1.3探究类型的选择.很多教师对科学探究存在狭隘的理解,他们认为只有让学生动手实验的才算是探究,其实探究的形式有很多,笔者认为根据不同的教学内容,可以把科学探究分为如下几种类型：（1）操作实验型：科学是以实验为主的学科,很多现象和规律都需要通过实验操作来进行探究,再得出结论.（2）理想实验型：从教科版的小学科学教材来看,很多科学规律和结论是无法在小学科学课堂用实验来完成的,这就需要通过科学思维来建立.如“声音不能在真空中传播”、“绝对零度”等.（3）访问调查型：调查访问也是一种科学探究方式,让学生在调查访问中,发现问题,再解决问题.（4）讨论交流型：通过学生间的讨论交流,可以活跃学生思维,达到互补的作用.（5）资料研究型：学生通过查阅资料和文献,学会分析、处理各种资料,获取所需要的知识等等.教师应根据不同的探究内容,来选择不同的探究类型,促使探究活动有效地开展.1.4课堂组织形式的选择.

①指导型：使用这种组织形式,教师应处理好教师指导与学生自主探究的关系,属于学生独立探究的部分,就应该突出学生的主体性,让学生独立去完成,对于不属于本探究主题的过程目标,教师应大胆指导,让学生把精力集中于本次探究需要强化的环节.

②合作型：在科学探究中,很多探究主题都需要多人合作完成,面对这样的情况时,教师应组织学生以学习对子或四人小组的形式合作完成.

③开放型：根据探究内容的特点,学生可以根据自己的兴趣爱好自主选择研究主题和方向来开展探究活动.

1.5活动计划和仪器的准备.针对一个具体的探究活动,教师应根据活动的内容和性质来确定活动计划,设计出探究活动的每一个环节,并准备必要的材料和仪器.当然,也可以让学生选择生活中的器材制作简单的实验仪器,或用其他设备改造成所需要的仪器.

2.适时指导,自主探究

在科学探究活动中,学生是探究的主体,新课程倡导放手让学生自主探究、自主学习,但笔者认为这种放手绝不是放任自流,教师在探究过程中要做好指导工作,及时调控全班学生的探究活动,并在合适、必要的时候对学生加以指导和帮助.笔者在对小学科学探究课堂的中发现,在科学探究过程中,教师对学生的指导要直击要点,做到恰如其分,可以从以下三个方面进行.

首先,教师要引导学生明确探究方向.教师在课堂导入的时候,可以通过各种方法创设虚拟情境,引导学生围绕探究主题自己提出问题,再通过小组讨论或全班讨论,提出对问题的看法并作出相应的检测设,让学生明确探究的方向和研究的思路.

其次,教师要引导学生自主思考,得出结论.学生在探究过程中,获取了一定的资源和信息,教师要引导学生通过分析、综合、想象、概括等思维方法,对获取的事实进行自主思考,让学生在思考中自己得出科学可靠的结论[3].例如在教科版五年级下册《热是怎样传递的》一课的教学中,学生在完成第一个实验（热在金属棒上的传递）后,观察到了“离酒精灯火焰近的牙签先掉落,离酒精灯火焰远的牙签后掉落”这一实验现象,教师追问：从刚才的实验现象,你能得出什么结论?结果很多学生只能总结出“热是从酒精灯火焰的这一端向另一端传递的”这一结论,这时教师可以及时引导：金属棒两端的温度怎么样?经过教师的这一点拨,学生很快就可以发现“热是从物体热的一端向冷的一端传递的”.

最后,教师要引导学生对探究活动进行反思.在探究活动中,学生把更多的注意力集中在了活动本身,而往往忽略了自己的体验和收获.在探究活动结束后,教师应留有一定的时间,引导学生说出自己在探究过程中的真情实感,组织学生相互点评、相互启发,让学生在反思中领悟科学真谛,让科学思想真正内化成学生的科学理念和科学知识.

3.抓住生成,深入探究

生成是以教师的预设为基础的,没有很充分的课堂预设,就不会有很精彩的生成,而生成又是对预设很好的补充和提升,只有当教师在充分预设的前提下抓住生成,探究才会深入,才会出彩[4].为了保证科学探究活动的顺利开展,教师进行课堂预设是必不可少的.在对一些小学科学教师的观察和了解中,发现教师在上课前都会进行认真备课,有些教师的教案设计得还非常巧妙,环环相扣,步步深入.但是,也常存在一个共同的问题就是：教师在设计教案时,力求“完美”,给学生留有的空白不够,在课堂教学中,只是让学生按照自己的课前预设走,让学生“补白”和“润色”的机会很少.笔者认为在科学探究活动中,教师应该做一个临场的智者,不要被自己课前的设计所禁锢,而应顺应学生的思维,充分利用动态生成的资源,抓住动态生成的机会,形成动态生成的教学艺术,为学生提升能力开辟“最近发展区”.例如在教科版三年级下册《磁铁的两极》一课教学中,教师准备了条形磁铁、圆形磁铁、蹄形磁铁,正准备给学生讲解磁铁的磁极时,突然蹄形磁铁因为吸附力不够,从黑板上掉了下来,摔得支离破碎,当时教师也慌乱了,不知所措.其实当时教师可以跳出之前的预设,设计一个“寻找不规则磁铁磁极”的探究活动,然后把接下来的探究交给学生,让大家一起来研究判断磁极的方法.这时学生可能会提出用已知磁极的磁铁靠近看它的吸引情况；把破碎的磁铁悬挂看它的指向；用小铁钉测试等方法.这样教师既可以很好地处理课堂突发情况,同时又可以抓住亮点生成,以一块掉落的磁铁带动全班学生对不规则磁铁磁极的探究,体现生成的魅力和探究课堂的精彩,让探究课堂更具灵活性.

4.给足时间,充分探究

我们常常见到的现象就是：教师因为时间原因,简化探究过程,让探究草草结束,直接抛出结论,这样就致使探究未能充分进行,也不利于学生对科学规律和方法的理解.充足的时间是学生进行探究的保证,没有足够的时间,探究就会流于形式,所以教师应在课堂上给足时间,让学生尽情探究、充分探究.

三、强化小学科学探究活动设计的意义

1.提高科学素养,解决实际问题

科学教学的宗旨就是提高学生的科学素养.注重学生科学素养的形成,同时关注科学与生活的联系,强调教师应在指导学生掌握基本科学知识的基础上,简单地介绍科学方法和思维,让学生运用观察、比较、分析和综合等方法解决实际问题,理解科学的真正含义.

2.激发探究兴趣,培养创新精神

创新是科学探究的生命力.如何引导学生要学会学习、学会思考,强调教师要轻结论、重过程,注重学习方法和思维方式训练,引导学生积极动脑、主动参与学习,鼓励学生创新性学习的思维活动,真正培养学生的创新精神.

3.转变学习方式,激发自主探究

学习对学生而言是一个持续的过程.然而,在实际的科学探究过程中,由于受时间和教师课堂安排的限制,很多学生都不能尽兴探究,从而失去了再认识、再实践和再发展的机会.面对这样的情况,教师可推行“同主题拓展探究活动”的学习方式,也就是在一个探究活动结束后,围绕该探究主题,启发学生进行联想、发散和逆向等创新性思考,再小组合作设计改进的探究活动方案,然后进行后续的探究活动,促使学生对学习内容进行比较,并在逻辑推理的基础上,运用科学抽象得出合理的、科学的结论.这样可以转变学生的学习方式,变被动接受为主动学习,让其积极参与到探究中,在探究中获得成功体验,从而乐于探究.

4.深化教学改革,促进专业发展

科学教师是科学探究活动的实践者,加强对科学探究活动的关注、思考、研究,有利于教师及时发现探究活动中的问题,增强深化教育教学改革意识,不断总结经验和方法,更新知识结构,发展开发设计探究活动的能力,明确专业发展方向,促进专业成长.

加强对小学科学探究活动设计的研究,有利于提高广大教师和学生对开发小学科学探究活动的重要性和必要性认识,是进一步落实课程标准,提升小学生的科学素养,促进教师专业成长的有效途径.因此,我们要加强对科学探究活动的研究和设计,多学习、多思考,从而真正的提高科学探究活动的针对性和实效性.

基金项目：湖南省教育科学“十二五”规划2013年度立项一般资助课题“卓越小学科学教师培养模式研究”（XJK013BGD044）阶段成果,吉首大学2013年教学改革重点研究项目“湘西地区小学科学教师培养机制研究”（2013JSUJGA23）阶段成果.