如何提高小学生的科学探究能力

小学科学学习以探究为主要方式.教学中,教师要结合学生实际,把握探究内容及目标,组织引领学生参与有意义的科学探究活动,亲历过程,自主充分地开展活动,达到既学会知识与技能,又培养智能、情感态度与价值观,促进学生科学素养形成之目的.针对小学生的知识基础和年龄特点,小学科学探究要从教师引导过渡到半独立探究,再过渡到独立探究.在此过程中,教师做到“由扶到放”,通过适时、必要、严谨、有效的引导和精心的组织,从而帮助学生达到有效的科学探究.

1.充分了解学生——有效探究的前提

学生是科学学习的主体,学习目标的达成取决于学生本人的情况和做出的努力程度.建构主义认为：“应该以学习者的原有经验、心理结构和信念为基础来建构知识,强调学习的主动性、社会性和情绪性.”进行新的科学探究之前,教师要通过调查了解学生原有的知识基础,并进行必要的分析,据此进行教学设计.比如,在教学“降落伞”一课时,青岛版小学科学课本安排了做降落伞这一环节,通过和学生交流,笔者发现他们在小学美术课上已学习过做降落伞的方法,就将这部分内容省略,留下更多的时间让学生探究影响降落伞下降速度的相关因素.

2.精心准备材料——有效探究的保障

兰本达认为科学活动中的学具要具有严密的结构.这种结构性是指各个学具之间、学具和教学内容、教学目标之间具有紧密的联系.如在教学“火山喷发”一课时,因为火山喷发是难以再现且学生很难理解的自然现象,所以选择适合模拟火山喷发的材料就成为本课实验成功的关键.教材提供的土豆泥做地层的方法准备起来十分麻烦,学生操作不易成功.经过反复试验,笔者选择了用塑料泡沫代替土豆做地层,密封性强,番茄酱加热后产生的内压不会被释放；再水稀释一下番茄酱,稍微加热,“岩浆”就能从“地层薄弱处”喷出.

再如,在学习连接电路时,教师先给学生提供做简单电路的材料,第二阶段再给学生提供做串联、并联电路的材料.

又如,在学习物体在水中的沉浮时,教师在学生发现一部分物体在水中是上浮的并且了解了其中的原因后,应该让学生把上浮的物体收起来,着重研究下沉物体.

从课堂教学实际来看,分阶段发放和提前收回材料,可以避免材料干扰学生的思维,确保探究活动的顺利进行,让学生进行真正有效的科学学习.

3.明确探究问题——有效探究的关键

在课堂上,提出一个有难度但又足以引发探究的,并能让学生经过努力有所收获的问题是十分关键的.喜欢提问是儿童的天性,他们总能够提出“这是什么”“为什么会这样”等科学问题,教师可以因势利导将这些问题转化为“怎么样可等”,缩小探究问题的范围,使之变得明确,可以操作,提高探究的科学性和有效性.

比如在执教“猫和兔”一课时,针对这一问题作了调整,以下是教学片断.

第一次执教

教师：上节课,老师让你们观察家里养的猫和兔,你们观察了吗?

学生：观察了.

教师：关于猫和兔,你想研究些什么?

学生1：我想研究它们长得什么样.

学生2：我想研究猫为什么喜欢吃老鼠.

学生3：我想研究兔子的眼睛为什么是红色的.

学生4：我想研究怎样能让猫长得更健康.

等

很显然,这此问题停留在最初的感性认识上,是一般化的事实性问题,缺少科学探究的价值.究其原因,是教师的设问太过宽泛,没有一定的指向性和引导性.

第二次执教

教师：上节课,老师让你们观察家里养的猫和兔,你们观察了吗?

学生：观察了.

教师：（出示猫和兔在一起的图片）咱们再来观察这两种小动物,比较一下,你能有什么发现?

学生1：我发现它们都有耳朵.

学生2：我发现它们都是四条腿.

等

教师：了解了这些知识,你想研究关于这两种动物的哪些科学问题?

学生3：我想知道它们到底有哪些共同特点.

等

调整后的设计,学生提出的问题具有封闭性和指向性.这样的问题才能确保探究活动的开展是有效的.

4.合理安排环节——有效探究的保证

科学教学的环节宜大不宜小,活动过程要逻辑简明,即：教学目标要简洁,教学内容要简约,教学环节要简化.简约的设计是为了让学生经历逻辑简明的推理过程.

以下是一位刚上科学课不久的年轻教师在执教“溶解的快与慢”时的片断.

师：下面各小组从“用热水”“改变颗粒大小”两种方法中选择一个感兴趣的来研究.（教师说完这句话后,没有给学生小组讨论选择的时间.）

师：各小组来领取实验所需的材料.（学生领回材料后,有的小组没有思考,马上开始了“操作”.）

师：各小组先设计出实验方案,再去做.（有的小组停止了自做的实验,有的还在继续操作.）

师：实验中我们还应该注意什么问题?（学生各忙各的,没有人做出反应.）

师：一起来看大屏幕,看一下老师给予你们的“温馨提示”.（师读提示时,学生并没有几人在认真倾听.）

教师在读完温馨提示后不到半分钟,就开始了实验结果的汇报.

在以上活动中,学生基本上处于失控的状态下,学生的探究成了“放任自流”的玩,教学目标的达成和学生科学素养的提高就可想而知了.这节课教学的失败,来自于教师对科学探究活动过程的常识缺乏基本的了解,其实,只把本活动的教学环节简化为“现象—问题—猜想—验证—结论”这条主线,探究活动就能正常开展了.

再如,在教学“陶瓷”一课时,可以将探究陶瓷的各个方面的特点进行分工,让每组研究其中一个问题,以确保每个小问题都能有深入的研究,不至于流于形式.这样合理地安排环节,使教学过程层次清晰、逻辑简明,学生在层层深入的科学探究中观察到了现象,得出了结论,掌握了知识,达到了教学目标.

5.精心组织活动——有效探究的高效

严谨的过程、缜密的思维、有序的活动,一直是科学教师追求的探究活动的理想境界.有序的活动才能真正实现有效探究的高效.精心组织课堂教学,有效调控探究进程,使学生在有效的时间内获得更多的价值.

节约课堂教学中的非探究活动时间 一节课只有40分钟,在这40分钟内,该说哪些话,该提几个问题,设计几项活动,每个活动大约需要多长时间,教师必须要有认真的思考和正确的认识,只有事先在时间上做好了充分的预设和合理的分配,才能使探究活动的效果得到保障.在教学中要避免出现浪费时间的现象,比如繁琐的教学引入、按小组逐个进行汇报、教师的无效语言、无意义的提问、由教师来分发实验材料、无故延长探究活动时间等.

形成良好的探究秩序 平时应注重科学学习常规的习惯养成,让学生养成良好的科学学习习惯.比如在接手一个新班后,笔者往往首先注重对科学学习常规的教育,使学生逐步明确科学探究的过程.良好探究秩序的形成还应建立在探究小组机制的相对稳固健全的基础上,组建合作小组,强化学生的合作意识,发挥小组机制的作用,使每个学生知道自己在科学课上应该怎样做,在小组活动中自己应做些什么；同时在平时的教学中还要引导学生学会表达与交流,学会倾听.

充分运用现代化教学辅助手段 教师在教学中如果能合理使用多媒体课件、视频展示台等现代教学手段创设情景,激发学生探究,调节课堂气氛,帮助学生理解比较抽象的科学原理,集中学生注意力,科学课堂调控往往能收到事半功倍的效果.

如在教学“地震”一课时,教师首先播放四川汶川地震发生前后的一组照片,强烈的对比照片加上音乐效果,引起了强烈的震撼；在引出研究的问题后,教师用“要想研究地震的成因,我们要从观察地震现象开始”的语言激起学生的探究,播放地震现象的一段视频资料,交流地震过程中的现象,使学生认识到是来自地球内部的力量使大地、建筑物等发生震动、倒塌.

总之,只有有效的教学才能真正提高学生的科学素养,提高全民素质.因此,在科学教学过程中,探究教学要贯穿于教学的始终,要想方设法激发学生的探究,让他们主动探究、乐于探究、有效探究.