小学科学教育呼唤“深耕细作”的科学探究

曹庆明

科学飞速发展和社会日益进步，人类对客观事物规律认识也逐步深化，作为基础教育阶段的科学教育，承载着提高青少年科学素养的重任。科学教育不仅能拓宽学生的视野，增长学生的知识，还能培养学生探究科学的习惯和能力，是实施素质教育的重要内容。当前科学教育虽然不再过分注重知识的传授，但仍存在着盲目性和随意性，不重视体现其科学性，学生探究能力的培养也需要尝试创新。科学教育所使用的教材落后于现实科技发展，这就要求我们科学教师要转变思路，要不断地创新和求新，通过尝试创新科学教育内容，培养学生科学探究能力，激励青少年学生对不断发展的科学体系的理解和应用，促进科学素养的提升。

一、强化科学教育“四重”，丰富学生科学探究途径

（一）课堂中重科学教育过程

科学课堂中应注重学习过程，促进学生思维方法的改进和思维水平的提高。科学探究中，学生是否掌握某项具体的知识，能否对所学知识有所选择、判断、解释和运用更是关键。这就要求科学教育教师要让学生有所发现，有所创造，在实践中强化科学教育的学习过程。

（二）探究中重科学教育体验

传统的学校教育以知识传授为目的，其教学过程基本上是间接经验的学习。科学探究方法的掌握，能力的提高都是感性认识，而科学探究是科学学习过程中理性认识的提升，也是学习的体验。这使得学生能够在有限的时间内，学习掌握长时间以来人类积累的丰富的知识，发展人的科技本领，提高人的科学素质，包括培养创造能力和实践能力，探究中的科学教育体验会让学生永远保持着鲜活的动力。

（三）活动中重科学教育参与

科学教育中要提倡重全员参与过程，因此从理论上说，每一个学生都可以通过科学教育提高自己的创造意识和能力。这就要求科学教师要组织多样化的科学教育活动，包括演示、实验、讨论、问答、游戏等，让学生有机会参与活动，主动学习。这样，学生的探究能力就会不断发展，独立解决问题的能力就会提高。

（四）生活中重科学教育应用

科学教育应在生活中多提倡学以致用，这也是生活所需要的，科学探究重在科学知识技能的尝试和应用。学习掌握科学知识的同时，科学探究更会有新的发现，探究会解决实际问题，这也是我们认识到的科学教育重生活中应用的现实意义。

二、重组科学教育内容，创设学生科学探究环境

在科学教育中，教师要根据科学教育内容不断改进和调整教学，教师要巧妙加工、用活教材，巧设“发散点”，为学生创新科学教育内容，创造培养学生探究能力的优良环境。

（一）以教材为“发散点”，丰富科学教育内容

材料是科学教育教学的基础，没有材料就没有真正意义上的科学教育。但不是所有的材料都能作为“发散点”，引起学生的科学发散思维。那么，具有什么特征的材料，才能作为科学教育“发散点”呢？

1. 综合性材料

材料的内涵越丰富，越容易引起学生从不同层面上去发现问题。科学教师要根据教学内容，将不同性质的材料，从种类、数量上进行巧妙的组合，使其具有综合性，以成为“发散点”。例如，科学课《分一分》，教师可以将颜色、形状、结构、质地、大小不同的图形或实物组合在一起，让学生自主分类。又如《卵石的形成》一课，教师可以将大小、形状、颜色、质地各异的卵石组合在一起，作为导入新课的材料，学生通过看一看、摸一摸、玩一玩，可以提出一系列问题，诸如卵石为什么有大有小？卵石从哪里来的？卵石是怎样变圆的？等等。

2. 组合性材料

在科学教育中，一些半成品材料能组合成为不同的模型，有利于启迪学生的发散思维。例如《电路》一课，教师充分利用两个小电珠、两个开关、两节电池和导线，让学生任意组合，想出更多的方法让小电珠发光，就可以为学生创新有关电路方面的科学教育内容，使科技教育活动内容更加丰富。学生会兴趣盎然地、创造性地连接成很多不同的电路。

3. 模糊性材料

有时材料越模糊，越隐蔽，越容易引起学生的发散思维。例如《它是什么》一课，教师将一些性质、形状相近的物体装进一只不透明的袋子里，让学生猜一猜袋子里的物体是什么。学生经过触摸和想象，可以得出多种答案。科学教育的内容得到拓宽，增加了学生科学探究内容。(https://www.daowen.com)

（二）以问题为“发散点”，创新科学教育内容

1. 一题多解的问题

科学教育中我们发现，问题的答案越多，学生考虑问题的思路就越开阔，越容易引起发散思维。例如《空气占据空间》一课，实验2是这样操作的：拿一只瓶子，瓶口塞紧带漏斗的瓶塞，把水倒进漏斗，水流不进瓶子。这时，要设计这样一个问题：你能用几种方法让水流进瓶子里？学生会发散思考，想出许多种解决问题的好办法。

2. 没有答案的问题

所谓没有答案，就是按照学生的水平，暂时难以确定哪种答案是正确的，或者是错误的，这类问题可以充分激发学生的发散思维。在科学教学中，要设计一些“假如怎样，会怎样”的问题，来发散学生的思维。例如，假如没有太阳，将会怎样？假如没有地球引力，将会怎样？假如给某一物体装上轮子，将会怎样？

（三）以原型为“发散点”，拓展科学教育内容

鼓励学生设计实验，教师要给予“原型”指导。例如《物体的热胀冷缩》一课，让学生设计液体热胀冷缩的实验时，教师要提供这样的“原型”：选择某一密封的容器，往里加满某种液体（几种材料)；使液体受热或受冷（学生创造条件)；设法观察液体体积的变化（多种结果)。这样学生可以通过材料、条件和结果测定方法的组合，会设计出多种实验方案。

（四）以现象为“发散点”，强化科学教育内容

在科学教育中，一种比较复杂的现象往往蕴含着多种道理，学生从不同的角度观察和思考，可以发现不同的问题或不同的答案，从而使学生的思维得到发散。例如《电路》一课，巩固知识时，教师可以设计一个这样的灯具：在盒子的外部装有红、黄、绿三个灯泡和六个金属触点，用导线分别连接两个触点，使某灯泡发光。让学生推想盒中的电路是怎样连接的，画出可能的电路图，并说出推想的依据。学生经过分析思考，可以收获更多。

三、提高科学教育实效，认真务实做好科学探究

（一）鼓励提问，引导学生思考

爱因斯坦曾经说过，“提出一个问题比解决一个问题更重要”。问题是科学教育的起点，在科学教学中要鼓励学生大胆质疑问难，让学生自己提出问题，提出问题本身就蕴含着创造思维的火花。科学家波普尔曾说：“正是问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。”他提出的科学进化公式“P1（问题)→TT（假说)→EE（否认)→P2（问题)”，就是以问题作为科学认识活动（思维活动)的起点和终点的。科学教师应通过合理的设计，把问题蕴含于结构性的材料中，引导学生独立分析，发现问题，鼓励学生有“疑人之未疑，发古人之未发，明今人所未明”的勇气，同时诱导学生分析解决问题，不仅让学生知道“是什么”，还应该让他们知道“为什么”，达到提高学生创造性思维水平的目的。

例如，在《凸透镜》一课的教学中，教师引导学生用纸屏、蜡烛和透镜进行成像实验时，除了让学生观察火焰的形状、清晰程度之外，还及时引导学生观察火焰成像的大小，让学生自行讨论探究问题。学生会大胆质疑，会认识到火焰大小与蜡烛和透镜间的距离有关，凸透镜与纸屏远近和像的大小关系的奥妙。

（二）创设情境，重视发现解决

创设开放性的教学情境，要把学生置于一定的、能培养其创造力的教学情境，这些情境对学生来说不仅要有新奇性、欣赏性，更重要的是使学生在该情境的活动具有探究性。引导学生做前人和别人没有想、没有做或不敢想、不敢做的事情。对于那些并非前所未有，但对学生而言具有新颖性，创造性的事物，无论价值大小，都应该给予鼓励和肯定。让成功的体验激发学生创造的主动性，并使其向多层次发展。创设一种适宜激发学生创造性思维的教学情境，促进学生去探究、发展。

例如，在教学《平衡》一课时，让学生根据书上的插图自主探究，鼓励学生发表独特见解，大胆思考。学生会急于发现一种新的挂法，结果两组学生在做第二个实验和第四个实验时，钩码是分开挂的，得出不同的结论。在好奇心和创造欲望的不断驱使下，突破了思维定式，提高了科学教育实效。

（三）根据问题，设计实验探究

科学教育的内容蕴含日月星辰、花草树木、虫鱼鸟兽、风云雨雪等方面，综合性、时空性很强，这样，就能激发学生学习科学的极大兴趣，激起他们探索的欲望。科学教师根据科学教育中的现实问题设计有趣的探究实验，更能提升学生的科学素养。

例如，教学《搭纸桥》一课时，教师搭完了一个平面纸桥，当放上第二个小铁片时，纸桥就塌了。这时，教师提出：“怎样设计一个纸桥，使它承受重量更大的物体呢？”学生立即被这个问题吸引住了，相互讨论如何解决问题，尝试操作来探究。最后展示他们的成果——有的同学把纸片制成了拱形桥面；有的学生把纸片制成了“N”形；有的学生在制作过程中，把纸片制成了“U”形桥，使桥的承受力增大了；还有的小组同学看到其他同学制作的纸桥的承受力更大时，就又苦苦地思索，并且边试验边说：“我要制作一个承受力最大的纸桥”，通过想象和实践，最终“发明创造”了一种“M”形桥面。

小学科学教育是培养学生科学探究能力的重要阵地，课堂教学及科技活动是实施培养探究能力的主渠道，科学教师必须转变教育观念，呼唤“深耕细作”的科学探究，勇于改革、大胆突破，更好地发挥自然学科的优势，努力培养学生的科学素养。