亲历科学探究 提升科学素养
[关键词] 亲历；探究；科学素养；情境
[摘要] 《科学课程标准》明确指出：“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”科学素养无法像知识那样直接“教”给学生，教师必须创设各种情境，组织一个个科学探究活动，让学生参与并亲历活动过程，获得感受、体验并内化。
《科学课程标准》明确指出：“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”正式将培养科学素养作为小学科学教育的宗旨。科学素养的内涵非常丰富，它包括科学知识与技能、科学方法与能力，科学行为与习惯，科学精神、态度和价值观等四个基本要素。科学素养无法像知识那样直接“教”给学生，教师必须组织一个个科学探究活动，让学生参与并亲历活动过程，获得感受、体验并内化。因此，科学探究活动将成为新课程实施的主要形式。教师要创设各种情境，使学生成为主动探索者。
一、 创设疑问情境，引导学生在质疑中探索
叶圣陶先生说过：“老师的作用不在于全盘授予，而在于相机诱导，必令学生运其才智，勤其练习，领悟之源广开，纯熟之功弥深。”因此，我们在教学过程中，不应将“全息”传递给学生，而应在教学中，根据教材的实际内容，精心地设置疑虑、制造空白，让学生充当一个发现者、研究者、探索者，然后通过师生双方共同质疑释疑来完美地填补所制造的空白。
在准备课《科学是……》一课教学过程中，我和学生一起吹泡泡，学生完全沉浸在一种轻松愉悦的氛围里玩着、学着，自然地他们提出了一系列有价值的问题：为什么泡泡有各种颜色？用什么“水”能吹出泡泡来？为什么泡泡有大有小？怎样才能吹出大大的泡泡？泡泡为什么不能像气球那样系根线飞上天？（尽管出乎意料，但他的异想天开不是创新的萌芽吗？为此我和其他学生一起为他鼓掌……接着便围绕着学生的问题“怎样吹出大大的泡泡”进行着教学。通过学生的探究活动，他们发现了配制的溶液（他们口中的水与肥皂或洗洁精的混合物）会影响泡泡的大小、吹泡泡的力量会影响泡泡的大小、吹泡泡的管子的大小也会影响泡泡的大小。
《科学》三年级上册第四单元《关心天气》的四课中有三课的课题分别为《谁最关心天气》《雨下得有多大》《今天刮什么风》。从课题中又引申出好多的问题，如：我们可以从哪些方面描述天气？天气与人类生产生活有哪些关系？怎样测定雨的大小？怎样记录风的大小？
当然科学教学不是“以问题开始，以答案结束”，而是“以问题开始，以问题结束”。如《雨下得有多大》，学生制作了雨量器，知道了怎样使用。课后让他们带着问题去进行研究：大小不同的雨量器测雨量行吗？测出的结果会不会有什么不同？
2、创设特殊情境，引导学生在猜想中探索。
牛顿认为：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”猜想是科学发展的动力，它可以激发学生的求知欲望，使他们不断探索，如《测气温》这一课，考虑到这是学生第一次接触温度计，我先讲解了有关温度计的知识要点后，就让学生认识温度计，把玩温度计。当我看到学生有的用手捂住温度计的玻璃液泡，有的把温度计伸进自己的颈部，有的把温度计搁在实验桌上，有的把温度计放在地上，有的把温度计放在阳光下……我就马上让学生读出此时温度计上显示的温度是多少，当然每一小组的温度肯定是各不相同的：26℃、28℃、30℃、31℃、29℃等等不一，看到这些数据，学生的问题自然就来了：为什么每一小组的温度会不一样呢？于是他们提出了各自的假设：可能是靠北边的温度低，靠南边的温度高；可能手上、身上是热的，所以温度计上的读数高；可能上把温度计放在太阳底下，所以就热，等等。最后同学们得出了统一结论，那就是热了，温度计上的读数就高，冷了，温度计上的读数就低，其实他们不正用自己的语言说明了温度计的制作原理吗！
再如让学生连续测定并记录一杯水每过2分钟的温度，测量前，我先让学生猜测一下会有什么变化呢？学生大胆地猜测：①水的温度会下降；②水的温度会慢慢地下降；③这杯水的温度开始下降得慢，然后下降得快一点；④不对，这杯水的温度开始降得快，最后降得慢……有了猜想，接着就来验证一下大家的猜测了，于是分组实验，通过对每组实验的数据分析得出：水的温度会下降，而且下降的速度是先快后慢。当学生发现自己的猜想与实验的结果一致时，不禁欢呼雀跃起来，他们感受到了猜想的乐趣，享受到了成功的喜悦，并以更大的热情投入到后续的探究活动中去。即使没猜对的同学也一起分享着快乐，并且明白该调整自己猜测的方向。
3、创设观察情境，引导学生在类比中探索
创设情境，能使学生产生明显的意识倾向和感情共鸣。因此，无论在教学的引入阶段，还是在教学过程的发展中，都应尽可能地创设适当情境，让学生在观察、类比中探索并获得新知。
建构主义理论认为学生的学习不是从空白开始的，已有的知识和经验会影响学生以后的学习过程。要使学习更有效，必须尊重学生已有知识和经验，从学生已有的知识和生活实际出发安排学习过程。如设计一年级《水》这一课的教学时，我想学生每天与水打交道，对水已是相当熟悉的了，再说牛奶、酱油等学生也相当熟悉，我何不利用好这一资源，从辨别水开始教学呢？于是我对教材来了个兜底大翻身，安排了这样四个观察活动：“用比较的方法辨别水”、“用感官观察水”、“水会流动”“水是什么形状”，结果课堂效果出奇得好。在辨别哪杯是水这一个环节中，学生自然而然地运用了他们的眼、鼻、舌等多种感官，采用看、闻、尝等各种方法把水给辨认出来了。由于我事先给学生准备了一杯纯净水和一杯普通的河水，所以学生争议了一会儿，然后我告诉学生，这都是水，然而却是不一样的，我们要研究的水是纯净的水，从中让学生对水的污染也有了一个初步的印象。由于在观察的过程中，学生清楚地看到了白色的牛奶和无色的纯水差别是多么大，因此没有像以往教学中出现的“水是白色的”这样的观点。你看让学生带着已有经验去体验，颇有事半功倍之效吧。接着再观察找出来的纯净水（当然教师得教给学生正确的观察方法）学生轻松得出了水的物理性质：水是透明的、没有颜色、没有气味、没有味道的。最后再研究水的流动性及无固定形状这一特点。这一环节我提供了这样的情景，让学生用各种物体（事先准备的不同开头大小的杯子和果冻壳等）让学生反复倒水，在这样的过程中，学生体会到水是会流动的，而且是没有固定形状的，把它放在什么样的容器里就变成了什么样。并且有同学还想到开始给他们的种种材料也具有像水一样没有固定形状、会流动的性质，我适时给出了“液体”这个词。
整课教学我没有直接把结论给学生，而是让学生通过自己在亲历探究中获得知识，提升了观察能力、比较能力和表达交流能力等科学素养。
4、创设动手情境，引导学生在实验中探索
让学生通过各种有效的情境（动手操作、观察）去激活学生的思维，唤起他们的好胜心、求知欲和创造力。 这时学生的思维处于激奋状态，进一步鼓励学生运用方法来论证自己的实验结果，在整个实验——探究——论证的过程中，学生无不以一个探索者的身份参与到教学活动之中。
在探究式学习中，常常需要分组制订计划、分组实验和调查，需要讨论、争论和意见综合等合作学习。以往的合作学习，都是我在期初按照个子大小排个队，坐一张实验桌的同学就组成了一个小组，并且一直延续下去，完全不去考虑学生经验的差异性和学习的兴趣搭配等。现在的教学中，学生的合作小组也是动态生成的，根据学生研究问题临时组建合作小组，如《研究纸》一课，根据学生选择研究问题的不同分成了这样一些小组：研究吸水性的；研究各种纸的承受力大小的；研究纸的发明的；研究纸的作用的；研究纸为什么是五颜六色的。考虑到在课堂上，有的问题很解决，我就挑了“研究纸的承受能力”和“研究纸的吸水性”这两个问题让学生研究，让他们以小组为单位先填写好研究报告的前三项：
附：研究报告
《研究纸》
研究成员：
研究时间： 年 月 日
研究的问题
我们的猜想
研究的过程和方法
我们的发现和结论
学生一开始写的研究过程很简单，如：做实验；滴一滴水，看哪一张纸最会吸水。我及时引导学生先看看崔星怡一组写的：“四个人拉好纸的一角，然后把科学书放在上面，看哪张纸上放得多，就说明哪张纸的承受能力大。”并且共同来讨论她们一组的方案还可以怎样完善，最后学生明白了：过程该写得详细一些，也就是要写出怎样做的，采用的方法可以是多种多样的，比如试试每种纸能挂几个钩码，从而判断出哪种比较结实，承受力大；用差不多的力去拉每种一样大小的纸，不容易的拉破的纸就是结实的，承受力强；用一样大小的纸条拎塑料袋，往里面放重物，看哪张纸拎的重物多，判断哪种纸承受大；把同样大小的纸，放在风中，看哪张纸先被吹破，说明最不结实，不容易吹破的就是结实的。而纸的吸水性，学生也想到了多种方法：把一样大小的纸同时浸入杯中，看哪张纸吸掉的水多；把一样大小的几种纸同时放入杯中，过相同的时间后，取出来挤一挤，看哪张纸里挤出的水多；在桌上滴上一滴滴的水，同时把纸放上去，看哪张纸吸得快。
然后让学生交流完善各自的实验方案，按照修订后的实验方案进行实验，及时记下他们的发现：硬板纸比较结实，卫生纸的承受力不大；宣纸、的吸水性好，吹塑纸几乎不吸水；餐巾纸的吸水性能强，蜡光纸不容易吸水……
科学的中心环节是探究，这节课给足时间让学生自行探究，结果他们自己发现了纸的好多特点。
5、创设趣味情境，引导学生在创造中探索
在教学中如何创设能激发学生思维积极性、主动性的问题情景，是让探索者积极探究的一个关键，探索情景的创设贯穿于探索活动的始终，而探索引入尤为重要，探索引入在简明、新颖、贴切的原则之下，可以依据教学内容灵活设计出直觉式、趣味式、模型式等多样的探索引入方法。
如《轮轴》这一课我是这样导入的：让两个力气明显不同的学生上来比赛，让力气大的同学两手拿榔头木制的一端，让力气小的同学两手拿另一端，让大家猜结果会怎样，大多数同学猜力气大的同学赢，然后让他们比赛，结果力气大的反而输了，从而让他们探究查找原因。
建构主义学习理论认为：学习是学生主动的建构活动，学习应与一定的情境相联系，在实际情境下进行学习，可以使学生利用原有知识和经验同化当前要学习的新知识，这样获取的知识不但便于保持，而且容易迁移到新的问题情境中去，在教学中，我通过不断地为学生学习创设适当的情境，不仅可以使枯燥的学习变得生动形象，饶有兴味，而且可以使学生容易掌握知识和技能，可以使学生“以境生情，以情探知”，使学生成为主动的探索者，在亲历探究的过程中提升他们的科学素养。
参考资料：
《科学（3-6年级）课程标准》
梁卫宏《创设情境，让学生成为主动的探索者》《数学教学研究》2002/9