【摘要】在大力提倡探究式教学的今天,很多教师把重心放在了探究实验的设计上,却忽视了交流研讨。科学探究中的分析、研讨不到位往往导致一节课虎头蛇尾,看似气氛活跃,却在很大程度上流于形式,难收实效。本文从“交流形式”、“交流深度”、“交流氛围”等方面对当前小学科学课堂探究活动中研讨环节的“低效”问题作简要分析,摸索“现象描述”、“数据分析”、 “技能发展”等几种典型实验的研讨策略。

【关键词】探究实验 研讨 有效性 误区 策略

实验探究是科学课的核心,脱离了实验探究的科学课只是纸上谈兵,没有亲历探究过程的学生很难触及科学的本质。分组合作探究是小学科学课堂教学中的主要探究形式,其基本过程一般是

个人的观察、研究、分析所得需要在交流、研讨的过程中被评价和纠正,在全班形成初步共识,再与权威的证据对照,才能得出最终结论。因此,有效的交流研讨过程是结论得出的关键环节,也是学生从动手操作到思维发展的必经之路。然而,在实际课堂教学中,实验操作进行得热火朝天,而交流、研讨草草了事的情况屡见不鲜。基于中国的教育背景,课堂时间短,教学内容多,是造成研讨“低效”的客观原因。除此之外,教师在学生研讨环节的组织和调控方面存在一些误区。针对误区,制定可行的改进策略是提高学生研讨有效性的主观努力方向。

一、研讨环节中常见的误区分析

交流研讨的过程实际上是一个“求同存异”的过程。“求同”,也就是检验小组的实验结果或找到的规律是否与其他小组相统一。不统一的实验结果将在交流研讨中被排除或者被同化。“存异”,指的是尊重实验数据,对不统一、有偏差的数据和现象在承认差异的基础上进行原因分析。从科学探究的本质而言,“求同”和“存异”对立而又统一。然而,在实际课堂教学中,教师对研讨环节的认识和设计存在一些误区,很容易忽视交流研讨的本质,为了交流环节的必要存在而交流。

 误区一:“现象描述”形式单一,汇报实效性缺失

一个实验活动之后,教师往往会习惯性的请2-3个小组汇报实验中的发现,实验记录单上的内容不进行汇报似乎就没有实现其价值。但是,从本质上看,这样机械的汇报、交流往往是华而不实,累赘多余的。

以下我第一次执教《油菜花开了》一课时,“解剖一朵油菜花”的活动记录单:

活动结束后,老师选取了3个小组的记录单围绕油菜花各部分结构的数量、特点以及标本粘贴的质量进行汇报、交流。因为小组间对油菜花各部分结构的数量分歧较大,特点描述也不相同,整个交流环节显得杂乱无章。最终,由于时间关系,教师只能在匆忙中给定一朵油菜花萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊的数量。

其实,油菜花各部分结构的数量、特点以及标本粘贴的质量都非常直观的呈现在各小组的记录单上,学生直接观察反而比听同学汇报更清楚。因此,记录表中的内容没必要再集中汇报,只需要对油菜花各结构数量上的分歧进行针对性研讨即可。

 误区二:“数据分析”浅尝辄止,研讨深层化不足

在 实际课堂教学中,交流研讨过程中往往需要完成科学探究中的多项任务,包括对活动操作和思维过程的评价,活动成果和实验结论的展示,活动质量和数据差异的反思等。当然,根据课堂探究活动的不同类型,研讨环节要解决的任务各有侧重。但是,审视目前科学探究教学的现状,我们会发现实验后研讨的内容过于单一,往往重“结果”而轻“过程”,重“求同”而轻“反思”,研讨环节多“汇报”而少“分析”,对问题本质的探讨如蜻蜓点水,导致课堂上最终结论的得出过程科学性不强。

课堂上往往会有一些“聪明”的学生在数据汇报后,直接得出了其中的规律。老师觉得目标已达成,没有必要再继续深入研讨。一些看似“另类”、“特殊”、“不正确”的数据没有得到应有的尊重,更没能实现他们在研讨中的特殊意义。研讨是一个信息对比、甄别、整理和加工的思维参与过程,最终指向信息背后的科学原理。所以,研讨的内容可以是这个思维过程中的任何障碍点,但绝不是科学原理本身。就算数据合理,结论正确,但是从数据到结论的思维途径对全班十几个小组来讲不可能相同,而思维途径的差异和障碍点正是深层研讨的焦点。

误区三:“技能训练”过于机械,交流开放性不强

技能型实验在小学科学课中也占了较大的比例,主要是各种实验仪器的使用。教师对于这类活动的研讨往往不够重视,认为实验仪器和工具的使用熟能生巧,只要让学生按照规范机械化训练就行了。殊不知对实验仪器的新鲜感已经完全主导了学生的思想,他们希望尽快的去驾驭眼前的仪器,根本无心再听老师对各项使用规范和注意事项喋喋不休。这导致学生在初次使用仪器、工具时形成了错误方法或养成了一些不良习惯。

专制的课堂氛围是技能型实验教学中的顽疾。学生在使用仪器的过程中出现的各种疑问和新奇想法在这样的气氛中被抑制,甚至被扼杀。因为在“老师讲,学生做” 的模式下,学生之间没有开放的交流空间,再多的重复训练,也难以纠正已经形成的不规范操作。缺少交流、研讨的技能训练也会使得学生对仪器的使用停留在操作层面,难以应用于实际情况。

二、几种典型探究活动的研讨策略

根据以上误区分析,提高研讨实效性需要灵活组织交流形式,丰富、深化交流内容,并且充分尊重学生在研讨过程中的主体地位。但由于课型不同,研讨形式的组织,研讨重点的制定都有所差异,教师在研讨过程中的调控力度也有轻重。探究活动可以分为“现象描述”、“数据分析”、“技能训练”等几种典型。提高研讨的实效性需要根据不同的探究活动类型制定相应的策略。

 策略一:因课而异、因人而异,丰富表达形式

观察实验的研讨焦点主要集中在实验现象或者活动体会的描述和整理、归类。由于实验现象本身的直观性,所以在交流研讨中实验现象的表述也应以直观的形式呈现,纯粹以文字形式记录和用语言表述不仅枯燥、抽象,而且不是小学生力所能及的。表格数据、文字图画、图形图像、实物标本都可以作为观察活动中学生交流实验现象的载体。

在第二次执教《油菜花开了》一课时,教师组织学生将已完成的记录单粘贴到教室展示区,然后自行参观、交流,如果对活动结果有分歧就直接进行二次观察。在参观过程中,学生对油菜花各部分结构的数量已经较为统一,并且吸收了全班同学对各部分结构特点的观察所得。教师只需为学生的争议针对性释疑,既节省了时间,又提高了交流的质量。

在《谁流得更快一些》一课中,如果仅仅围绕水、油、洗洁精这三种液体的流速进行汇报交流,那并没有多大意义。笔者让学生根据需要自由选择材料,设计方案简图。研讨的重点就放在“评一评他们的实验方案公平吗?怎么改进?”这个问题上。学生通过对方案简图的交流、评价,掌握“控制变量法”在实验设计中的应用。

实验中的观察区别于普通观看主要在于学生观察得到的零零散散的实验现象背后蕴藏着科学原理或科学规律,需要在交流研讨的过程中归类、总结,找出共性。以下是张球星在执教《物质发生了什么变化》一课时,“加热白糖”实验结束后,根据学生汇报记录的板书:

汇报后的研讨焦点是:按照变化过程中有无新物质的产生给以上实验现象进行归类、整理——有新物质产生的变化用“ ”划出;没有新物质产生的变化用“ ”划出。简单的符号为学生记录和交流提供了方便。

现象描述型实验中的交流内容往往多而繁杂。以上课例中,教师在组织交流形式上都考虑到了活动内容的不同和学生的年龄特点。再如:“观察蚂蚁”的活动中,找出简图中蚂蚁身体结构的争议之处;“磁铁能吸引哪些物体”活动中,将实物分类展示等多种处理手段都巧妙地让学生顺利有序地把想法直观地展现出来了。

 策略二:聚焦数据得出过程,注重思维深度

实验数据的分析对于小学生来讲并不是一件容易的事,因为单一的实验数据并不具有科学研究价值,必须有多个实验数据组成一个系列,并用一些数学统计方法进行综合分析,才能得出相应的规律。因此,此类实验后的研讨重点不在于数据本身,也不在于实验结果的精确程度,而在于学生数据的测得途径,以及数据串的统计与分析过程。

教学片断:

师:你们小组的实验结果与平均值比较,高了还是低了?可能是什么原因?

第7组代表:我们好像称错了……(组员议论)

师:请你们把剩下的食盐拿上来,我们看有没有称错。

(称得剩余的食盐和烧杯总质量为32.9克。)

师:看来他们在数据记录的时候出现错误了,这18克应该已经是经过计算的最终结果了……不对,50-32.9等于多少?

生:18.1……17.1……

(老师把统计表中的数据改过来后,平均值变成了17.4)

师:其实他们小组的实验结果还是比较接近平均值的,只不过第7组的同学是连续犯了两次错误,数据记录错了,计算也出现错误了。

第8组代表:我们的数据偏高是因为刚才唐逸轩最后加了很多,现在还没溶解掉。

(展示食盐水,学生看到杯底有一层白色的盐没有溶解。)

师:食盐没有被完全溶解也会导致结果偏高,因为我们把没溶解的也算进去了。

师:第三组的数据明显偏低。你们来分析一下原因。

(第3组学生沉默)生1(举手):可能是因为他们的食盐溶解完了。

师:也就是说还能继续溶解,是吗?但是你们的杯底还有食盐颗粒呀?

生1继续回答:但是我们刚才是的结果是14点几,后来发现溶解完了又加了一些食盐,算出来是15.7,可是,现在食盐又溶解完了。所以,我们的结果偏低是这个原因。

师:所以,实验过程中的称量、计算,还有食盐、水加多了或者洒到桌子上了,都会引起结果的偏高或者偏低。

……

以上是来自《100毫升水能溶解多少克食盐》一课中的教学片断,学生通过“食盐减少法”或“溶液增加法”测出50毫升水中最多能溶解的食盐的质量。在全班数据的统计表上可以看出实验结果有所偏差,但作为小学阶段第一个定量的实验,实验结果的精确程度并不是讨论的重点。在本次实验后的研讨中,学生主要针对误差产生的原因,从实验方法、称量过程、数据记录和计算等方面进行分析、反思。研讨氛围浓厚,研讨过程中,学生的逻辑思维得到了充分发展。

 策略三:营造民主化研讨氛围,在交流中规范操作方法

我们可以把技能型实验的学习分为三个层次:初识阶段、规范阶段、应用阶段。交流研讨可以在这三个阶段中逐渐深化。下面,以“托盘天平的使用”为例简单论述:

初识阶段:把交流环节融入到操作过程中,不防将小组合并为大组,给学生走动观察,自由交流的空间。个人的行动将受到集体意见的约束,使用天平的方法、习惯在潜移默化中得到初步规范。

规范阶段:给定每组同样的物件进行称量,利用结果的差异进行分析研讨,尽量暴露学生初次使用时的不规范之处,现场纠错、修正,并进行二次操作,进一步规范天平操作要点。

应用阶段:例如:通过解释天平平衡原理来巩固 “左物右码”这一使用要点。利用习题引发学生的分析、研讨:

习题:

某学生用托盘天平称量7.2克物质(1克以下使用游码),称后发现误将砝码和被称量物质的位置放颠倒了。该物质的质量应是( )克?

天平平衡原理:左盘(物)=右盘(砝码)+游码

反称后:左盘(砝码)=右盘(物)+游码

即:7克=M(物)+0.2克 所以:M(物)=6.8克

通过习题的解答,学生掌握了天平的平衡原理,理解了称量时“左物右码”的原因,由“知其然”上升到“知其所以然”。当然,对天平的规范使用方法已经内化为自身的技能。

交流研讨的质量对一个科学探究活动起着至关重要的作用。在研讨环节要完成的任务很多,教师必须明确研讨目的,根据不同的实验类型组织研讨形式,确定研讨主题,营造研讨氛围。教师把发言权交给学生的同时也要准确把握研讨的实效性方向,使学生在获得科学知识的同时,科学探究的思维方法、情感态度等方面也能够得到充分发展。