如何培养学生自行探究科学奥秘的能力和科学

如何培养学生自行探究科学奥秘的能力和科学

小学科学是义务教育小学阶段一门基础学科，也是对学生启蒙教育的一门重要学科。科学课是以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们的终身学习和生活打下基础。
在积极推进和全面实施素质教育的今天，怎样培养学生科学探究学习的能力在小学科学教育教学工作中起着举足轻重的地位。因此，在小学科学课堂中应为学生尽可能提供科学探究的机会，让他们亲历科学探究过程，在获取科学知识、科学体验、科学乐趣的同时，发展科学自主探究能力。
自主探究是指个体在学习过程中一种自觉主动的学习行为，就是给学生提供观察、操作、自学、尝试、实验及独立思考的机会，让每个学生围绕提出的问题，根据各自的知识经验，用自己的思维方式自主地去探索、去发现、去“再创造”出新的知识来。自主探究的目的不仅在于获得知识，更在于让学生在探索的过程中掌握一些科学的方法，从而增强自主意识，培养探索精神和创造能力。它具体表现为学生在学习过程中强烈的求知欲、主动参与的意识和积极思考的行为。我们在课堂中又应如何培养学生进行科学自主探究的能力呢？
一、把握教材，构建有价值、能研究的问题
首先，教师要钻研教材，把握教材的内容体系以及所蕴含的设计理念，根据实际需要选择合适问题，激发学生探究欲望。
爱因斯坦曾说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”一个好的问题，就如投在学生脑海中的一颗石子，能激起学生思考的波浪。教师在教学中应善于设疑，巧于设疑，通过设疑创设情境，让学生感到新奇有趣，学生就会随着教师设置的疑点，不断地思索问题。
例如在学习《地球的大气层》一课时，教师便可以直接引导学生来思考，看到这个课题，你想弄清楚哪些问题？最终，同学们提出了下列问题：地球大气层是怎样形成的？大气层是由哪些气体组成的？大气层的厚度是多少？大气层的作用是什么？
应该说，这些问题都具有极高的研究价值。尽管第一个问题对于学生现有的知识积累与认知水平来说，解决起来非常困难，但其潜在的研究价值很大，可以作为同学们课后长期探究的对象。后来，在同学们阅读教材解决上述问题的过程中又提出了新的问题：
对流层的名字是怎么得来的？空气污染是怎么回事？会造成哪些危害？我们应怎样防治大气层污染，保护我们的地球？
……
提出一个问题，特别是一个有价值的问题，也就确立了研究的目标，将激励着同学们对即将进行的探究活动持续深入地开展下去。
二、引导学生经历探究过程，自主探究解决问题的有效方法
引导学生提出问题只是学习的一个手段，而不是目的，最终的目的是让学生能创造性地解决问题。所以，教师在教学中要给学生提供自主探索的机会，引导学生去动手实践、自主探究和合作交流，在观察、实验、猜测、验证、交流等教学活动中解决问题，并初步发展学生解决问题的策略。
1.创设情境，激发自主探究的欲望
教学中，教师应针对教材的特点找准知识的切入点，精心创设情境。创设情境，激发学生自主探究的欲望可采用这几种方法：
一是实地观察法，提出问题。如教学《土壤中有什么》时，教师可通过带领学生到田间地里观察农作物，引导学生自主提出问题，启发学生用观察、比较、分析、综合等方法了解自然事实，进行“观察——探究活动”。
二是实验演示法，即用演示实验的方法来创设情境、提出问题。在教学《岩石也变化》一课时，笔者利用“冷和热的作用”、“流水的作用”演示了岩石风化的过程，把学生带入到了探究的情境之中，加深了学生对自然力量改变地形的认识。
三是模拟展示法，即用多媒体课件、图片、实物或模型教具等来模拟创设情境。
四是故事法，即用讲故事或猜谜语的方法来创设情境，提出问题。
五是问题法，要使学生产生问题，除通过谈话交流等方法外，创设情境是最有效的方法和途径。
如教学《走进池塘》一课，笔者先给同学们看一段美人鱼视频故事，引起了学生们对鱼的兴趣，然后拿出事先准备的一个透明的大玻璃瓶，里面放几条金鱼，学生在欣赏游来游去的金鱼时，笔者就说：“同学们，这节课你们打算研究鱼的什么问题？”学生们积极思考，纷纷提出问题：①鱼在水里吃什么？②增加鱼的数量时鱼会有什么反应？③不增加鱼的数量，增加瓶里的植物，鱼会有什么反应？……孩子们提完后，笔者便引导他们分析探究，肯定了这些问题的研究价值，这些问题激发了学生自主探究的欲望。
2.搭建平台，营造自探共研环境
在教学中，教师要善于为学生搭建平台，积极营造自探共研环境，调动每个学生积极参与的兴趣。
一是操作——发现，即让学生通过自己动手操作，发现科学原理，得出结论。如教学《热能变变变》一课，教师创设问题情境，学生提出“动能能转化为热能吗？”等问题后，紧接着教师要求学生用桌上的实验器材，自己设计实验进行探索。于是学生有的用棉布摩擦铁棒，使铁棒变热；有的把铁片来回弯折；有的把橡皮筋来回拉伸……完全沉醉在摩擦、弯折、拉伸等等自由探索的情境之中。他们在自由探索中享受着“发现”的快乐，从而获得了丰富的感性认识，为下一环节的研讨作了充分的准备。
二是猜想——验证，在教学中，训练学生对某些问题的答案或实验的现象进行合理的猜想，可以使思维得到散发。如在探索《热能变变变》问题时，“热能又能否转化为动能呢？”其中有一部分学生的猜想是：热能能转化为动能。如何设计实验进行验证？学生设计实验有一个思考的过程，教师的任务是使这种思考有序化。……在教师的指导下，学生逐步形成了关于“热能能转化为动能”的假设的实验设计和验证点的方案，然后让学生讨论好完成这个实验需要的材料，进行恰当地选择，继而完成实验。
三是观察——归纳，科学课是一门指导学生积极探究研究周围环境，初步认识世界，进行科学和生活启蒙教育的课程。学生在探究自然事物的过程中首先要认真观察周围常见事物的基础上发现并提出问题，然后经过思考，再通过实验证，最后才能得出正确的结论。因此，教师要注意把知识的讲解与观察指导相结合，以求得最大限度提高学生的科学素质。如在探索《月有阴晴圆缺》问题时，要求学生课外在日常生活中观察月相的变化，而学生通过实际观察、探讨研究后，结论就能归纳出来了。
合作交流，促使学生反思问题
教学实践证明，合作交流能增强互动的有效性。通过学生间的互相交流，不仅可以使学生有更多的机会对自己的想法进行表述和反思，而且也可以使学生学会如何聆听别人的意见并做出适当的评价。合作交流还有利于教学的多边互动，使每个学生都获得平等参与的机会，也有利于照顾学生的个别差异，使每个学生获得成功的体验。
在解决问题过程中，学生各自的思维方式、智力活动水平是不同的。因此在学生经历独立探究后，必须让他们参与合作交流，感受不同的思维方式和过程，通过互动的过程使学生学到知识与经验、思想与方法，体验解决问题策略的多样性。
在教学中，尽可能多地让不同的学生表达自己对同一问题的不同看法，然后组织全体学生对这些不同看法发表自己的见解。学生们在这种多层次、多角度的合作交流中，有机会对同一知识的不同层面进行理解。学生们通过相互间的交流，从而选定了解决该类问题的有效方法，从而达到解决问题的最优化。
4.拓展引伸，延续探究活动
以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与的丰富多彩的活动为主要教学形式。这样的活动可能是一节课，也可能是几节课；可能是在课堂上完成，也有很多要在课外去探究。社会知识包罗万象，仅仅靠课堂上获取的知识是有限的，因此，教师可以引导学生利用课堂上所学到的知识，拓展到课外进行探索，延续探究活动。如可引导学生到校园、家庭、社会、大自然、网络中去实践和探索，使探索活动突破教学时间的限制和教学空间的束缚。另外，也要重视学生课后的更有意义的后续活动，注重实效拓展学生的信息渠道，广泛利用存在于教科书以外的各种资源，这样既能扩展学生的知识，激发学生多方面的兴趣，又能培养学生的实践能力，增强学生的探索精神。
如学了《清洁剂的威力》一课，又给学生提出一个观察建议，随着时间的变化，水质有什么变化？启发学生进行长期观察，养成随时关注科学现象的习惯。然后再组织学生开展一些具体的课外活动，如“科普展”、“科技发布会”、科学手抄报“、调查小报告、交流展示会等等，让学生体会到学科学、用科学的乐趣，从而培养学生探索科学的能力和科学素养。
再比如学习《“变”来“变”去的盐》这一课，教师不妨设计这样的拓展训练：多媒体播放《闪闪的红星》片段。师质疑：小红军是怎么把盐带上山的？请大家开动脑筋猜猜看，明天我们也当一回勇敢聪明的小红军，看能不能成功地把盐藏起来带过敌人的封锁线。想想可以用什么方法？注意有敌人的检查。大家回家好好想一想，可以请教父母、叔叔阿姨或哥哥姐姐等，搜集相关资料，下节课我们继续来研究。
这一设计，联系了生活实际，沟通了科学课堂内外，使学生保持浓厚的学习兴趣；另一方面也为下一节课的学习内容做了铺垫，使这节课结束的拓展过程又成了下节课的情境导入，让学生在这部分内容的学习中获得全面的收获。
三、激励评价，培养自主探究情感
“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童的精神世界中，这种需要特别强烈。”教师不仅要激发学生心灵深处那种强烈的探求欲望，而且要对学生探究过程中提出的问题和得出的结论做出恰当的评价，让学生在探究活动中获得成功的情感体验。成功能让学生保持足够的探究热情，产生强大的内部动力，以争取新的更大的成功。
教师要充分发挥评价作用，不仅要重视对知识理解是否正确的评价，更要注重评出自信，产生激励效应，使学生更加积极主动地参与探究活动。有研究资料表明：一般学生只需发挥其自身能力的约30%，即能保证完成正 常的学习任务；如果学生受到充分的激励，其能力可发挥至80%~90%。可见，激励对学生来说是多么重要！
教学中发现，学习成功者会产生自我激励，然而未必人人次次都会获得成功。对于未获成功者，教师决不能简单地给予批评责备。有人说，好教师是一座宽容的桥。陶行知先生“四颗糖果”的故事，正展示了教师宽容的人格魅力。在探究性学习中，教师的宽容实际上给了学生信心与动力。在学生解题的错误中往往有正确的成份，我们应尽量发现其错误中的正确成份予以肯定，并启发学生自己发现、纠正错误，使每位学生都体验到成功的快乐。
总之，小学科学课是培养学生科学素质的主要阵地，要在科学教育中注重培养学生良好的科学探究意识，让学生领会科学的本质。要引领学生亲历探究过程，在过程中体验科学，让学生带着问题走出教室，让学生走向校园、家庭、社会和大自然，不断激励学生，潜移默化地在学生心灵上播撒科学和创新的种子，真正探究科学的奥秘所在。