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发掘探究空间 提升科学素养
添加日期:2006-07-31 来源:科学教育研究 作者:崔锡峰 编辑:lib

  [摘要]小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学素养不是光靠老师教就能培养出来,应该是从学生的各种科学探究过程中感悟和积累起来的。探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式,教育应该是聚焦探究的全过程,并不断发掘探究空间来提升学生的科学素养。
  [关键词]探究;空间;小学;科学课程;科学素养
  [作者简介]崔锡峰(1958-),男,汉,大学本科学历,浙江省宁波市鄞州区邱隘镇中心小学教科室主任,中学高级教师,鄞州区名教师,宁波市首届学科骨干教师。

  教育部制定的科学(3-6年级)课程标准(实验稿)明确指出:“小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”科学素养是人类在各种探究活动中对科学概念和科学方法的认识和理解,更是一种稳定的心理品质。科学素养不是光靠老师的教就能培养出来的,应该是学生从各种科学探究过程中感悟和积累起来的。
  科学活动的本质在于探究,教育的宗旨在于形成人的良好素质,科学教育只有引导学生通过科学探究来发展其科学素质,才能实现科学本质与教育宗旨的内在统一。因此,科学3-6年级课程标准(实验稿)提出:“探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式”,教师应该在聚焦探究的全过程中,不断发掘探究空间,以提升学生的科学素养。
  一、发掘问题发现的空间
  教师给学生一个机会,学生就会给教师一份惊喜;教师给学生一个引导,学生就会走得更远。重要的是,教师要为学生创设更加适宜学生“主动”去做的情境,在良好的情境中,学生的潜能才会得到不断的释放,才有可能产生创新的思维、灵感的火花。
  “探究始于问题”,发现问题的过程本身就是一个探究的过程。问题本身就充满着变化,教师应为学生开放出这样一个探索的空间,让学生通过观察、比较、实验、调查等研究方法,主动发现问题,使多方面的能力都得到锻炼。
  创设问题,发现空间的方法很多,如悬念、实物、实验、故事、录像、游戏等富有趣味性的教学手段的使用。也可以在教师的引导下,让学生观察某一现象,发现问题并自己提出问题等等。不管采用哪种方法,目的都是让学生在头脑中形成问题。如:教科版(三上)《不同用途的纸》一课的教学,可以拿出预先制作的纸衣服,问学生“你对这件衣服有什么看法?”学生就会对制作衣服的材料提出各种问题,“纸衣服坚固吗?”“下雨天穿纸衣服会湿吗?”“纸衣服有布衣服柔软舒服吗?”等等,同时,学生很快就会提出“各种纸有什么特点呢?”的问题,学生提出的问题体现了学生各自的想法,实现了教学目标向学生需求的转变,每个学生都明白自己要干什么。又如教学教科版(三下)《被压缩的空气》一课,教师一上课,就拿出一支空气枪,“啪”的一声把子弹射了出去。“想玩吗?”“一边玩一边想,在玩的过程中要注意些什么?有没有什么问题产生?”在这样的情境中,学生会兴致勃勃地玩空气枪。而在玩的过程中,学生的问题也就自然产生了——部分学生成功了,而部分学生没有成功,这样学生的问题就被引发了出来——“子弹为什么能射出去?”“子弹为什么不能射出去?”带着自己发现的问题,每一位学生能够兴趣盎然地进入下一步的探究活动。
  二、发掘动手操作的空间
  科学教学,注重让学生在对实验活动的观察中,提高动手操作的能力。科学实验指在人为因素控制下研究探索科学规律的认知活动的过程,它包括验证性实验、模拟实验和探究性实验。其中,探究性科学实验活动对于培养学生的实践能力和创新精神有着十分重要的意义。如果教师只是简单地把实验器材发给学生,让学生在教师的指示下按部就班地做,那么,表面上学生可能做得有声有色,但学生的探究意义就只是停留在重复操作的层面上,失去了提高与创新的空间。如教科版(四下)《油菜花开了》一课,需要解剖花的构造。一种方法是教师先把油菜花解剖一遍,观察它的内部构造,然后让学生按照老师的操作方法进行独立解剖,并观察它的内部构造。另一种方法是,教师先解剖油菜花,观察完构造后,学生不仅要运用解剖方法解剖油菜花,还要解剖自己采集来的一朵任意的其它种类的花。
  第二种方法的使用,教师扩大、丰富了解剖花的探究空间,学生如果仅仅按照解剖油菜花的操作思路,是无法完成其他花的解剖的,因为不同类型花的构造是有差异的。探究空间的扩大,促使学生真正运用解剖技巧进行操作,并能探究发现许多问题。如“哪个是雄蕊?”、“我的花怎么没有雌蕊?”等等,同时进入对完全花和不完全花的研究。而在第一种方法中,教师人为地将学生的探究空间缩小,把学生的探究内容局限在一种花上,这容易给学生造成思维定式,不利于学生的探究和创造能力的培养。
  三、发掘推理想象的空间
  《马铃薯在水中是沉还是浮》(三下)一课,可以采用以下两个方案进行教学,第一个方案是照教材思路进行,得出盐水比清水重的结论。第二种方案在第一个方案的基础上首先让学生通过探究进行数据事实的收集,教师提供盐、糖、味精、小刀、多个塑料碗和马铃薯,让学生想办法使沉在清水中的马铃薯浮起来。然后,师生对所收集的大量事实进行分析、综合、整理,最后,通过用天平来比较清水、盐水、糖水、味精水、盐糖混合水之间的“轻重”关系,得出盐水、糖水、味精水、盐糖混合水都比“清水”重的结论。
  师:那么,别的液体能不能让马铃薯浮起来呢?
  生:不能。
  生:可以。
  师:好,下面请同学们打开红色的塑料袋,拿出你需要的材料开始实验。(袋内装有3个塑料杯,糖和精各1包)
  师:3个马铃薯都浮起来吗?还有其他想法吗?
  生:为什么在普通的水中,马铃薯都沉下去了,加了东西之后就都浮起来了呢?
  师:好,这个问题提得好,大家讨论一下。
  生:水里面加了东西,水就变重了。
  生:加了东西的水浮力大些。
  师:我们怎样知道这三种加了东西的水比清水重?
  生:称。
  师:用什么称?
  生:电子称。
  师:老师这里没有电子称,但给大家准备了一种称。(出示天平)
  生:(齐答)天平。
  师:我们怎样称呢?
  生:一边放一杯水。
  生:放同样多的水。
  生:放一满杯水。
  师:我们还要注意这两个杯子是不是一样重。(教师把两个杯子放到天平上)
  生:杯子一样重。
  生:天平平衡了。
  师:好,我们都取100毫升水来称,谁愿意上来称称。
  (学生上讲台和老师一起合作。分别取水样称。得出盐水、糖水、味精水都比清水重)
  师:这三种水都能让马铃薯浮起来,现在,你们明白其中的道理了吗?
  生:因为这三种水重一些
  生:重的水浮力大些。
  这一教学过程,如果按照教材的思路进行,能够比较快地得出盐水比清水重的结论。但是为了提高学生的推理想象能力,设计并使用环环相扣的第二种方案,为学生营造了一种思维想象的探究空间,激发学生进行积极的思维推理。
  推理想象空间的创设,使学生通过一步一步的推理分析与想象,发现现象本质,获取知识。在第一方案中,学生的探究对象仅限于两只大小不同的马铃薯,以及清水和盐水,学生在经过简单的探究(这一过程只有短短的几分钟)后就会马上发现导致两只马铃薯沉浮差异现象的原因是由于水的不同而造成的。然后,就直奔主题──证明盐水比清水重。众所周知,科学课很主要的一个特征就是强调探究的过程与方法,使用第一方案,学生也经历了探究过程与方法,但比较肤浅;而使用第二方案,学生探究的过程和在这个过程中采用的方法是丰富多彩的,整个过程持续的时间长达15分钟,极大地发挥了学生的主动性,为他们提供了一个能够像科学家那样进行科学研究的机会。
  在这一过程中,如果收集的事实不准确、不充分,或者推理不符合逻辑,就得不出准确的结论。为了得到正确的结论,就必须认真地去收集准确、充分的事实,根据研究的要求对这些事实进行分析、选择,然后用相关的事实进行符合逻辑的推理。在这个过程中,学生积累了科学知识,训练了能力,在科学精神、科学态度、科学的价值观等方面都积累了感性经验,受到了锻炼。科学素养就是在这样不断探究的过程中得到逐步形成和提高的。
  四、发掘创造应用的空间
    学生学习的最高境界不是简单地重复知识,而是在学习的基础上灵活运用知识并把学到的知识投入到实践中,进行创新和创造。教师应当积极营造出利于学生创新、应用的探究空间,激发引导学生运用所学知识,解决实际问题与困难,让学生不断面临新的探究挑战。
  学习完成《被压缩的空气》(三下)后,还可以安排小组竞赛,请每一个小组派代表,联系实际,讲一讲压缩空气的性质,以及在生活和生产中的应用,比一比谁的见识最广,并进行“智慧小星星”的评选活动。活动的结果大出老师的预料,学生们联想到了十多项应用,如鱼雷、气球、气垫船、喷雾器、救生圈、蹦蹦床、气筒……,当然还有一些与大气压力有关的应用,如浇花器、摩丝瓶等。
  在小组学习中,大家齐心合力,发现了问题、了解了问题中蕴涵的奥秘。如,让学生们玩一玩自制的“小气枪”,并在玩的过程中进行适当的改进,于是坦克车、升空火箭、玩具轨道火车、定程飞镖、定时炮弹……就在学生们的脑海中一一浮现,他们的创新兴趣也就越来越浓,创新胆量越来越大,课后的后续研究活动也得到了极大的提升。当然,科学启蒙的任务不应该对学生们的创新能力,创新成果提出过高的要求,我们需要的是孩子们的这种创新兴趣和创新意识,虽然他们还做不出象样的模型来。
  总之,科学教师要在教学过程中抓住“探究”这一要点,努力营造探究氛围,提供各种探究机会,指导学生掌握各种探究技法,采用灵活多变的教学方法和教学形式,从各个方面多角度地将“探究学习”与学生的学习活动进行切入,使学生的探究活动顺利展开,并促进学生的观察、实验、思维、创造等能力得到发展和提高。简而言之,只有多方面地发掘并创造良好的学生探究的空间,才能真正提升学生的科学素养。
  
参考文献
[1]钟启泉.《基础教育课程改革纲要(试行)》解读[M].上海:华东师范大学出版社,2001.6.
[2]陆璟.探究性学习[M].上海市教育科学研究院智力开发研究所.
[3]路培琦.从自然课到科学课的嬗变[M].2003.11.

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