巧妙設計實驗現象 激發學生的探究情趣

李余仙

摘要：我國新的《小學科學課程標準》中指出：“科學實驗要注重從現實的實際現象出發加以研究”。這對我國目前的小學科學課程的改革來說既是一個新的理念，也是近二十年小學科學教學改革一直所推崇的教學思想。本文通過對小學科學實驗前的現象引入剖析，試圖從符合學生思考的角度給科學現象設計以新的內涵，以符合兒童科學認識活動規律的教學過程組織形式，在教師的促進下進行的一種充分自主而有效的科學實驗活動。

關鍵詞：科學現象；動手能力；想象；質疑

美國《國家科學教育標準》明確提出，科學實驗的主要方式是探究性學習：探究是一種多側面的活動，需要針對生活現象的巧妙引入；需要做觀察；需要提出問題；需要查閱書刊及其他信息源以便弄清楚什么情況已經是為人所知的東西……這一切的一切均離不開第一步中科學現象的巧妙設計和引入。探究需要明確假設，需要運用判斷思維和邏輯思維。由此可知：實驗前的現象設計是多么的重要。

一、在質疑中引爆學生的探究情趣

質疑是創新意識的潛能，是創新意識的萌芽。因此，當學生在質疑心的驅使下而提出各種古怪的問題或做出某些荒唐的事情時，作為教師，應該在認真調查的基礎上給予鼓勵，并引導學生提出問題給予指導。

例如：同學們已經做了很多的實驗，探究出空氣的一個小秘密：無色、無味，收獲真不小，老師真替你們高興，你們還想發現空氣更多的秘密呢？讓老師帶你們玩個小魔術怎么樣？

生：好！

師：仔細聽聽老師說要領

1.把紙團緊緊塞到玻璃杯的底部。

2.倒扣直立著把玻璃杯按入水底。

猜一猜，紙團會不會濕？

生：會！不會！

師：大家自己動手試一試。記住老師說的要領。

生（動手實驗）。

師：紙團為什么不會濕？

生：水沒流進去。

師：大家好好想想，玻璃杯中除了紙外，還有什么？

生：空氣！

師：空氣占據著杯子里的空間，水還進得去嗎？

生：進不去。

師：誰趕走了懷中水？（空氣能占據空間）

生：空氣！

師：我們現在已知道空氣是可以“捕捉”的，空氣還可以占據空間，我還想告訴大家一個奇怪的現象：空氣還可以轉移，想不想看看？

生：想！

教師示范：

（1）玻璃懷放在水中，待玻璃杯進滿水后，再將玻璃杯慢慢倒著豎起來，并提起一部分，使杯口不要露出水面。

（2）將一個裝滿空氣的空飲料瓶倒立著放入水里，斜插到玻璃杯口的下面，并慢慢地傾斜飲料瓶，直至看到水里冒氣泡。

（學生試著實驗）

匯報實驗結果

生：空氣能流動、轉移

師：學生們，我們知道空氣看不見，摸不著，可它可以“捕捉”，可以流動，可以占據空間，但可不可以被壓縮呢？

生：可以！不可以！

現象：師拿出一個未充足氣的小皮球拍打，球彈力不大，再用氣筒給皮球充足后，拍打皮球，皮球彈得很高。

師：同樣是小皮球，前后變化卻這么大，怎么回事？

生：一個有氣，一個沒氣。

……

也許，正像科學教材主編徐康毅同志所說：“孩子能想別人沒想過的，說別人沒說過的，做別人沒做過的，這是一種質疑行為的表現，我們不僅不能批評，反而應大加稱贊……”

二、互動對比中引爆學生的探究情趣

在設計實驗時，首先要將假設的眾多因素擺出來，然后提出究竟與哪種因素有關，怎樣才能驗證一個假設是否正確。這就離不開各個現象的對比設計。它可以將學生的內在思維過程用外部語言的形式展現出來，然后再產生設計思維。只有通過表述，才能知道這種方法對不對，合不合邏輯；只有通過表述，才可以促進學生設計思維能力的提高，也才有助于學生對實驗原則的理解。

例如在粵教版《運動和力》的單元里，我通過制作氣球小車和研究小車的運動，了解反沖力的作用，鍛煉動手能力。粗看似乎像是一節手工制作課。如何根據四年級學生已有經驗和科學探究水平，充分開發、挖掘教材技術設計內涵和教學活動的價值，讓孩子在課堂中既動手又動腦，使學生進一步理解科學、技術與社會的關系，體現以探究為核心的科學教學呢？以下是筆者根據自己的教學思路整理出的課堂教學實錄，以課堂教學流程為線索，分五個課堂片段簡析，與大家共同探討交流。

課的開始，我從口袋摸出三個氣球。

師：誰幫老師吹大這三個氣球？

三位學生上臺吹氣球，有的學生則很容易就把氣球吹起來了，有個學生臉都吹紅了，氣球還是吹不大，下面的學生開始笑了起來。

師接過三個氣球，指著一位氣球吹得最大的學生：看來吹氣球還有學問的，大家都發現你吹氣球的功夫特好，可以給大家介紹其中的經驗嗎？

生：吹氣球前要先將氣球拉一拉，然后憋一口氣用勁吹，剛開始吹的時候可能特花力氣，只要吹大一點點，后來就好吹了。

師追問：把氣球先拉一拉的目的是為了什么？

生：讓氣球更有彈性，更加容易吹大。

老師開始吹氣球：一個氣球，兩個氣球……，在說話的同時故意放了一個氣球。（生笑。）

師：怎么了？

生：氣球飛了。

師：氣球飛了，它又是怎樣飛的呢？

（生靜默。于是，老師再放掉一個氣球，提醒學生看仔細。）

生：老師把氣球放了，氣球就飛了。

生：因為氣球漏氣了，它就飛了。

生：氣球在空中亂飛。

生：氣球在空中劃了道弧線。

生：氣球像烏賊那樣倒退著走（多形象的比喻）。

師：老師又沒給氣球任何動力，氣球是靠什么飛起來的呢？

生：氣球的氣噴出來，氣球就飛起來了。

生：氣球靠氣流的沖擊力飛行的。

生：氣流從氣球口噴出來，氣球就倒飛起來了。

師：讓我們來研究研究氣球的運動規律吧。

演示，學習什么是反沖。

片段分析：在生動的問題情境中，活動開始了，在放氣球的過程中學生形象地描述氣球“漏氣”而產生的運動狀況，如氣球的運動在空中“劃弧線”、氣球會倒飛……氣球的運動和空氣有關，而且運動速度快，軌跡不規則，這是多么引人入勝的場面呀！為了更具形象直觀，便于研究，用補充了有關反沖的演示，充分發揮現代教育媒體的作用，并達到良好的教學效果，為學生下一步利用氣球的反沖原理制作小車活動奠定認知基礎。

總之，教師應從根本上轉變教學觀念，大膽放手，敢于嘗試，充分利用各種方法、途徑，讓學生在對比實驗中去實踐去設計，把培養學生的創新意識貫穿教學的全過程，來培養學生的設計能力。

三、在推理想象中引爆學生的探究情趣

對科學實驗的結果，有時還要進行推理和想象，從一個結果推出新的結論。如在“土壤的性質”一課中，從滲水快慢的科學實驗結果，可進一步讓學生推想土壤的保水性能和透氣性能。這是一個由已知現象到未知現象的推理過程，同樣需要讓學生去參與、去表述，借此發展學生的推理和想象能力。

關于“一定量的水里能溶解多少食鹽”的探究，還有幾分鐘就要下課了，我決定不能再等了，于是請學生們來匯報結果：

“我們小組10毫升水最多溶解了3匙鹽?！?/p>

“我們小組20亳升水最多溶解了7匙鹽?！?/p>

“其他組呢？”

沒有聲音。

終于一個學生舉手：“我們組研究了30毫升水能溶解多少食鹽，已經放了11匙了，全溶解了，還沒有來得及放12匙?！?/p>

另一組也說：“我們組研究的是30毫升水，才放了5匙鹽就沒有時間了?！?/p>

這時黑板上的實驗結果記錄是：

10毫升：3匙 4匙

20毫升：7匙 9匙 8匙 7匙

30毫升：11匙 10匙 6匙

事后，我進行了這樣的問題分析：

（1）你認為未完成的結果，要不要記錄下來？

反思：我認為也要記錄下來，不過應該另外記錄，讓學生明確那是應該繼續實驗驗證的結果。這關系到學生科學探究習慣的養成，也讓學生明白，一個實驗告一段落不代表這個探究的結束，還可以進行后續的實驗，進行更多的探究活動，只要你能有新的發現，新的結論。這樣，將科學研究的熱情能夠最大限度地延伸到課堂之外。

（2）對實驗結果中明顯的錯誤——30毫升水里只溶解了6匙鹽，我們該怎么評價？

反思：我覺得應該讓學生自己通過交流分析，自己進行總結，讓學生自己明白這是個錯誤，教師只是起個引導，點撥的作用。綜上所述，要成功地教學科學實驗，我們不僅要注意由科學實驗性質引起的材料要求，同時還要考慮到學生的認知規律，循序漸進教學，使學生在學習科學實驗的同時各方面的能力都得到發展。

百年大計，教育為本；教育大計，教師為本。特別是21世紀的知識經濟時代，隨著科技進步，經濟全球進程化加快，以科學和教育為支撐的各國綜合國力的競爭更加激烈。由于知識與技術、人才與科技相互促進，互為需求，承載著知識與技術為主體的人才，成為世界范圍內的各國經濟發展和技術競爭中的爭奪對象。作為科學教師的我們最應該做的事是什么呢？專家們認為科學教師應是學生潛質的開發者，我覺得很有道理?，F代科學知識量多且發展快，教師要在短短的幾年學校教育時間里把所教學科的全部知識傳授給學生已不可能，而且也沒有這個必要，教師作為知識傳授者的傳統地位正在被動搖。我們唯有最大限度地以科學實驗的操作開發學生的潛能，開發其自主學習、設計的能力。這樣，才能從根本上形成：青，取之于藍而勝于藍；冰，水為之而寒于水。

這也正如蘇霍姆林斯基在《給老師的建議》中寫道：“獲取知識――這就意味著發現真理，解答疑問。你要盡量使是你的學生看到，感覺到，觸摸到他們不懂的東西，使他們現象面前出現質疑、猜想。在設計實驗中自主的探究并且形成最后的總結能力和課后的研究熱情。如果你能做到這一點，那樣的科學實驗才是真正成功的科學實驗?！蹦蔷妥屛覀儼涯抗鈴目茖W實驗那簡單的動作要求上面轉移開來，在質疑、設計、探究、總結中引領我們的學生去發現、去探索更多未知領域。讓真正的科學實驗之花爛漫在中國素質教育的原野上……

參考資料：

[1]《全日制義務教育科學（3-6年級）課程標準（實驗稿）》 教育科學出版社

[2]《小學科學改革探索》 劉默耕 湖北教育出版社

[3]《小學科學教育的探究研討教學法》 蘭本達等著 中文版序言 人民教育出版社 1983