蔣福明

摘 要：學生是科學學習的主體，科學學習要以探究為核心。學生探究活動的有效性必定受其自身原有經驗、能力、學習情境的影響。如何幫助學生提升其探究能力至關重要。我們認為學生的提問能力和觀察能力應該是最基本的科學探究能力。我們嘗試“通過創(chuàng)設問題情境，指導問題表述，使學生由想問到善問”，“通過明確觀察目的，強化觀察習慣，指導觀察方法，使學生學會觀察”。 而提問和觀察能力的提高也提升了科學探究活動的實效。

關鍵詞：探究能力; 提問; 觀察。

中圖分類號：G623.6? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）9-027-002

一、課題的提出

近年來，世界各國都加大了科學課程改革的力度，注重小學生對周圍世界與生俱來的探究興趣和需要，強調用符合小學生年齡特點的方式學習科學，提倡科學課程貼近小學生的生活，讓學生開展原汁原味的科學探究活動。這些都為本課題研究在理論和實踐上提供了可以借鑒和參照的新思想和新觀念。

正值新一輪基礎教育課程改革，新的《科學課程標準》也隨之出爐。《標準》強調：學生是科學學習的主體，科學學習要以探究為核心?？茖W課程應向學生提供充分的科學探究機會，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗學習科學的樂趣，增長科學探究能力。新課標為課題研究指明了方向。

正視當前小學科學教育現狀，我們不難發(fā)現，由于長期受傳統(tǒng)教育特別是應試教學的影響，科學教育還普遍存在著一些問題：如學生的提問能力、觀察實驗等科學探究能力的培養(yǎng)得不到充分的重視和落實。

我?？茖W組開展了“引導學生自主探究”的校級課題研究。在實施過程中我們通過強化實驗，特別是學生分組實驗，引導學生自主探究、合作討論、自行得出結論，優(yōu)化科學課堂結構，力求把探究貫穿整個課堂科學學習過程，煥發(fā)了學生對科學探究活動的熱情，學生的主體地位和主體作用得到了較好的表現。

因此，我們進一步提出“小學科學教育中促進學生科學探究能力發(fā)展”的課題研究，既是當前實施新課程標準的需要，也是推進我?？茖W教育研究進一步發(fā)展的自我需求。

二、概念的界定

《科學》課程中的科學探究是學生主動地獲取科學知識、體驗科學過程與科學方法的活動。能力是影響人的活動效率，使活動順利完成的個性心理特征。小學科學教育中的科學探究能力則主要指小學生發(fā)現并提出問題的能力、觀察與實驗的能力、討論與交流的能力等。

三、理論依據

1.新《科學課程標準（3-6年級）》的基本理念

《標準》第一部分“基本理念”中指出：“學生是科學學習的主體。學習科學應該是他們主動參與和能動的過程。讓他們自己提出問題、解決問題，比單純的講授訓練更有效。教師是科學學習活動的組織者、引領者和親密的伙伴，對學生在科學學習活動中的表現應給予充分的理解和尊重，并以自己的教學行為對學生產生積極的影響?！薄翱茖W學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑?？茖W課程應向學生提供充分的科學探究機會，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗學習科學的樂趣，增長科學探究能力?！毙隆稑藴省返膶嵤┍貙硇W生科學學習方式的根本變革，而這種全新的學習方式正需要我們大力促進學生科學探究能力的發(fā)展，因為一定的科學探究能力是學生有效地開展科學探究活動的保證。

2.建構主義學習理論

建構主義認為，學習者是憑借原有的知識和經驗，在教師的指導和同伴的幫助下，對來自外部環(huán)境的信息進行內在加工，實現自主內化而達到學習目的的。學生的學習和發(fā)展也只有依靠學生自己的活動才能實現。我們認為學生有效的活動必定受其自身的原有經驗、能力、學習情境的影響。就科學學習而言，如何幫助學生提升其探究能力與為他們創(chuàng)造最佳的學習情境同樣重要。

3.科學探究的主要目標

新科學教材主編郁波在《向真正意義上的科學探究性教學邁進》一文中，關于怎樣認識提出問題在科學探究性教學中的地位和作用時強調：“沒有明確的科學問題就是沒有目標。因此，發(fā)展適合于孩子們特點的提出問題的能力至關重要。”“在小學階段，科學探究的主要目標應放在最基礎的‘觀察環(huán)節(jié)上?！彼晕覀冋J為在科學探究中培養(yǎng)學生提問和觀察這兩種能力應該是科學教育最基本的也是最重要的任務，而提問和觀察能力的高低也將很大程度上影響小學科學探究的實效。

四、研究目標和內容

1.在科學探究活動中培養(yǎng)學生提出問題能力的研究。

2.培養(yǎng)學生的觀察能力，提高科學探究實效的研究。

五、本課題通過三年的實踐研究，在提高學生科學探究能力方面初步摸索出了一些我們認為行之有效的基本途徑，主要達成了以下共識

1.創(chuàng)設問題情景，激發(fā)學生提問的欲望

正像探究是孩子們與生俱有的東西一樣，好問本來就是孩子們的天性，而情境也許可以說是引發(fā)他們提出問題的催化劑。

例如在對輪軸省力作用的探究過程中，先讓學生分別使用和不使用水閥旋盤、螺絲刀、扳手打開水閥、擰掉螺絲釘、擰松螺帽，再讓同組的兩名學生分別握住啤酒瓶的瓶頸和瓶身向相反方向旋轉，比一比誰的“力氣大”，交換使力的地方進行第二次比賽。隨后有關這些“具體的輪軸”能否省力，怎樣施力才能省力等問題便自然而然產生了。

提出問題與情境創(chuàng)設很有關系。我們也常常會在探究活動之初運用此策略以激發(fā)學生科學探究的興趣。我們還應該使情境成為整個課堂教學探究活動的鏈子，這樣一個個新的問題也就會不斷地生成，好的問題也往往是在學生探究過程中隨機提出的。

例如在對輪軸省力作用的探究過程中，我故意給學生準備了兩個不同的輪軸裝置（輪半徑和軸半徑之比分別為2∶1與4∶1）進行實驗以獲得需要的數據，整理分析這些數據時，他們不僅得出了只要將力施加在輪上輪軸一定能省力的結論，還發(fā)現了不同的輪軸省力的程度不同，進而提出了輪軸的省力程度是否與輪半徑和軸半徑的比例大小有關系的問題。課后讓他們去研究自行車上的輪軸（能換擋位），一個個新的問題又隨之產生了：車把也是輪軸嗎？為什么鏈條套在大小不同的齒輪上能分別實現省力和加速的效果呢？……

問題來自情境，而情境的創(chuàng)設應努力遵循趣味性、建構性、探究性等基本原則，這樣的情境才有利于學生去積極地發(fā)現那些既適合自己探究的，又具有一定探究價值的科學問題。

2.指導問題表述，使他們由想問到善問

學生的問題很多時候是模糊的、籠統(tǒng)的，即僅僅是停留在頭腦中的疑問，這種疑問未必非常明確。提出問題則是要將頭腦中產生的疑問用明確的語言表述出來，甚至是一個需要進行系統(tǒng)闡述的過程，這中間往往要經歷邏輯思維和組織語言的過程。

如在讓六年級學生探究“影響電磁鐵磁力大小的因素”的問題時，老師先讓同學們進行游戲：用電磁鐵將盒中的回形針取出。游戲規(guī)則是手不可接觸回形針，所吸次數最少者為勝。隨后讓同學們思考：你認為要在游戲中獲勝，關鍵是要解決什么問題？學生回答：“關鍵是怎樣才能制得一個磁力較大的電磁鐵？”老師追問：“怎樣才能做到呢？”孩子們很快提出：“必須弄明白電磁鐵的磁力大小與哪些因素有關系？”這樣的問題才是表述明確有一定指向性的能探究的問題。

可見在科學探究性教學中，從產生疑問到提出問題，老師的啟發(fā)引導也是不可或缺的。老師的智慧能讓學生找到一個適合自己年齡特點的值得探究的科學問題。

3.明確觀察目的，有的放矢地觀察

“觀察是知覺的特殊形式，它是有預定目的、有計劃的、主動的知覺過程。”這是心理學對觀察的界定。可見觀察作為一種有意識的、有目的的知覺活動本身就是需要意志對其進行調節(jié)支配，以使行動能按目的進行。因此引導學生明確觀察的目的與任務是良好觀察的重要條件。例如在學習空氣單元認識二氧化碳不支持燃燒比空氣重的性質時，如果學生不明確觀察的目的，就會看熱鬧似的只顧觀察瓶中酸堿的劇烈反應。但教師如果能讓學生明確了觀察的目的和任務后再觀察，那么學生的觀察就會集中在燒杯中高矮兩支蠟燭的熄滅及熄滅先后的現象上，觀察就會收到良好的效果。

著名自然特級教師馮蕙英曾說：“在學生每次觀察之前，我必須讓他們明確觀察什么，怎樣觀察，要達到什么目的。”她的成功經驗告訴我們觀察的效率來自于明確的目的。對一些較難觀察到的細節(jié)現象更是如此。例如《凝結》一課，學生在兩個相同的玻璃杯內倒入同樣多的、溫度相同的熱水，并在兩個杯口同時分別蓋上冷玻璃片和燒熱的玻璃片后，教師要引導學生明確我們要觀察的是水蒸氣在上升過程中遇到冷熱不同的兩塊玻璃片會有什么不同的現象發(fā)生，這樣學生就會根據觀察的目的，有的放矢地去觀察，并發(fā)現在冷玻璃片下很快出現許多小水珠，在熱玻璃片下沒有小水珠。如果觀察目的不明確，學生就未必能發(fā)現這一現象。

強調觀察的目的意識，不是簡單地每次都把觀察目的與任務告訴學生，而是通過訓練最終使學生能自覺地根據學習需要或探究內容確定觀察的目的。例如在學生探究“蝸牛在走過的路上留下的黏液對自己有什么作用”這一問題時，有學生假設“蝸牛留下黏液可能同螞蟻留下氣味一樣為了找到回家的路”，也有學生假設“蝸牛在路上留下黏液可能是為了行路的方便即減弱身體與路面的摩擦作用”，不同的假設對于觀察所需要搜集的事實也是不同的。學生一旦能自覺地確定觀察目的，有意識地根據目的觀察，那么必定會大大提高其觀察的實效性。

4.強化觀察習慣，精細全面地觀察

科學觀察不同于東看看、西摸摸，它要求觀察者能在觀察后對觀察對象作出精確的描述?！犊茖W課程標準（3-6年級）》關于觀察目標作了如下描述：讓學生“知道天氣可以用一些可測量的量來描述”“會用溫度計、簡易風向儀、雨量器搜集有關數據”“體會長期的測量和記錄天氣數據是非常有用的”?？梢娏己玫挠^察習慣是科學觀察必不可少的，正如著名自然特級教師林有禹所說：“自然教學要提供學生更多的觀察機會，培養(yǎng)他們善于精細、全面、深入、正確地觀察事物，養(yǎng)成良好的觀察習慣?！?/p>

筆者認為一個具有良好觀察習慣的學生應該能做到：

1.在確定觀察的目標后，他能夠選擇合適的方法，借助他所擁有或所能找到的有效工具進行觀察和測量。

2.知道多種感官并用比單用一種感官更有效，并能設法盡可能獲得有關觀察對象的更為豐富細致的信息。心理學家啥爾達科夫早已用實驗證明了運用多種感官進行觀察活動能提高學生大腦皮層的分析、綜合活動的功能，從而大大增強觀察效果，也有利于獲得更為豐富細致的信息。

3.能詳細、客觀、真實地記錄觀察的結果?？茖W觀察的意義在于觀察結果的分享和觀察資料的積累。因此科學觀察一個很重要的內容就是對“觀察”進行客觀真實的記錄，不但要如實記錄“觀察”到了什么、“觀察”到的東西什么樣，還要說明觀察者是采用什么方式進行觀察的、是在什么時間、在什么地方“觀察”的，以便重新進行檢驗，或在此基礎上進行新的發(fā)現。我們的做法是開始盡可能多地為學生提供教師設計擬訂好的表格，以逐漸使孩子們養(yǎng)成習慣。好的觀察習慣是怎么來的？它來自老師的精心設計，來自老師的悉心引導。

5.指導觀察方法，有序高效地觀察

觀察是科學探究的一個環(huán)節(jié)，它同時也是一種研究方法。指導學生掌握正確的觀察方法可以使觀察活動有序、高效地開展。

（1）學會有序觀察。自然事物和自然現象千姿百態(tài)、千變萬化，但都有各自的“序”。小學生觀察時往往會出現不知所措或亂做一通的現象，這些可能都是因為找不到物體的“序”。教學中應讓學生在觀察時根據觀察對象的特點，做到心里有個觀察的“序”。

（2）學會控制變量?？茖W觀察很多時候是要借助于實驗手段進行的，而實驗就要涉及變量的控制。當前學生實驗中普遍存在隨意性較大、規(guī)則意識差的現象，不能嚴格地控制變量，特別在對比實驗中對“共變因素”關注不夠，結果會導致因觀察而影響實驗的效果。

我們認為在科學探究中培養(yǎng)學生提問和觀察這兩種能力應該是科學教育最基本的也是最重要的任務，而提問和觀察能力的高低也將很大程度上影響學生科學探究的實效。

參考文獻：

[1]郁波主編.向真正意義上的科學探究性教學邁進，教科版《科學》教材

[2]沈小碚.試論“問題情景教學法”的實質及合理運用

[3]《科學課程標準（3-6年級）》

[4]李培實主編.《中國著名特級教師教育思想錄·小學自然卷》，江蘇教育出版社

[5]路培琦.關于定量觀察能力培養(yǎng)的初步探索

[6]曲天立.對科學觀察的思考