小学科学培养学生科学探究能力的教学指导方法探究

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  摘 要:探究,即探索、研究,是一种动态的、生成式的发现式学习活动,而之所以要在小学科学教学过程中组织科学探究活动,是要促使科学教育回归科学本质,让学生顺利建构科学知识,优化学生的科学思维意识,让学生顺利实现有效学习。因此,小学科学教师要积极培养学生的科学探究能力,组织丰富动态的探究指导活动,为培养学生的科学素养做准备。文章则将从科学探究氛围的创设、科学探究活動的组织、科学探究的总结与课外拓展应用活动四个环节来分析小学科学教师应该如何组织科学探究活动,切实培养学生的探究能力。
  关键词:小学科学;科学探究能力;培养策略
  国际性人才竞争主要集中在具备科学素养与创新素养的人才之中,我国小学科学教育的地位正变得越来越突出,肩负着培养科学素养人才的重要使命。但是,常规的小学科学教学活动缺乏探究教学意识,教师虽然会组织学生学习科学知识,却以理论灌输为主,很少会组织学生参与科学实践活动,也不看重学生个人创新素养的生成与发展,导致学生一直无法摸索出有效的科学探究方法。既然科学教育要面向现实、面向未来、面向科技,那么小学科学教师也要积极组织科学探究活动,突出学生的科学探究行为,让学生顺利实现健康成长。
  一、 创设优良的科学探究氛围,培养科学思维
  在组织科学探究活动时,学生的自主学习行为、心理倾向非常关键。这就需营造宽松自在的科学探究氛围,让学生放松下来,以便让学生进入活跃的思维状态,让学生自主学习科学概念。试想一下,如果小学生的精神过于紧绷,教师也非常严肃,教师问一句,学生才答一句,双方的信息互动很少,就必然会影响小学生的学习状态,难以顺利组织科学探究活动。但是,反过来讲,如果小学生的整体状态是轻松自在的,那么他们也就能顺利展现自身的学习能力、思维品质,而且还有可能分享自己的生活智慧,与其他同学一起去探究科学问题。这样一来,小学生就会自觉进入科学思维状态,主动配合老师,有利于顺利展开科学探究活动,让学生顺利生成科学概念。为此,小学科学教师便要解放师生关系,创设优质的课堂教学氛围,让学生顺利实现有效学习,从而切实优化学生的学习状态。
  就如在“寻访小动物”一课教学中,我便在课前与学生一同设计了本轮科学探究活动,告诉学生本节课的认知目标是要总结出不同类型的小动物,即在不同环境下生长着不同的小动物。同时,我也明确要求学生在现实生活中观察各类动物,希望学生可以自主分析动物对环境的依赖特征。于是,我就指导学生确定了生活观察方向,即观察水生动物、陆地动物、两栖动物的生存状态,学生既可自主搜集网络资料,也可在宠物市场中亲眼观察这些动物的生存环境,向专业人士学习,了解各类动物的生长习性,以及每一种动物对环境的具体要求。这就可以很好地改善学生的科学探究状态,有利于促使学生实现自主学习。在科学课上,我就让本班学生自主探究科学概念,使其以“主讲人”的身份整理、分享关于动物类型的科学资料,据此引导学生共享科学结论,希望学生能够有效建构科学概念。由此,学生也就能直接生成主体学习意识,会自觉学习科学概念,将生活观察与教材内容结合起来,从而顺利生成科学知识,使其初步经历科学探究过程。
  在创设课堂教学情境的过程中,教师一定要关注学生本身的认知、情感发育状态,因为创设科学探究情境的基本目的是要唤起学生的科学思维意识,让学生自主分析科学问题。因此,如果能够顺利达到启思目的,那么小学科学教师便应该展现出自己的创新能力。上述案例是通过组织生活观察活动去创设生活情境的,学生也确实通过生活观察了解了各种各样的小动物,但是这只是创设科学情境的一种方法。比较常见的情境创设方式还包括角色表演、多媒体资源、人文对话、实验展示与游戏探索等,因为情境是服务于教学目标的,所以并没有固定的创设方式。对于这一点,小学科学教师要根据教学需求去选择多元化的创设情境方式,以便切实优化科学探究效益,让学生真正实现有效学习。
  二、 组织开放的科学探究活动,实现自主学习
  要想切实培养学生的科学探究能力,教师就必须要让学生经历发现问题、提出问题与解决问题的整个过程,让学生顺利建构科学知识,稳步提升学生的科学探究能力,为学生的科学探究行为做准备。为此,小学科学教师要积极组织以学生为中心的科学探究活动,引导学生自主学习科学概念、解析科学原理,逐步丰富学生的解题能力,为学生的可持续发展做准备。在组织科学探究活动时,教师要科学协调学生的自主学习、合作学习行为,确保学生可以始终保持独立思考、积极进取的心理状态。学生的思维一直是活跃动态的,所以教师一定要坚持以学生为中心,不可轻易打断学生的探究思路、解题行为,而是要客观展现学生的个人机智、集体智慧,使其顺利突破探究任务。
  就如在“哪种材料比较硬”一课教学中,我准备了一些硬度不同的材料,如木头、纸张、铁块、铜丝、铝制品等,让学生自主对比这些材料的硬度,使用科学语言去描述各类材料。实际上,本班学生在现实生活中也触碰、观察过各种各样的材料,本身也明白材料的硬度是不同的,而这一生活经验也可帮助学生自主建构科学概念,使其顺利实现科学探究。为此,我还教给了学生测量材料硬度的基本方法,比如折一折、用其他物体砸向这些材料、用剪刀剪一剪这些材料等,据此指导学生观察各类材料的硬度,以便逐步优化学生的科学探究能力,让学生顺利建构科学知识。通过比较与直观操作,本班学生也能根据实验观察结论去排序各类材料,使用硬度、柔韧性、在水中的沉浮作用去描述材料性质,总结出材料的硬度越大,越不容易被别的物体摧毁这一结论。通过本节课的科学探究,本班学生也能形成良好的科学表达能力,部分学生会主动在现实生活中迁移科学探究所得,而这就有利于改善学生的科学探究状态,让学生顺利建构科学概念。另外,在本节课探究活动中,由于小学生的认知经验比较充足,所以首先让学生独立阅读科学教材,使其通过看一看、折一折、敲一敲等活动初步检测各类材料的硬度,有效保证了学生的独立思考行为。然后,让学生以小组为单位进一步探究、检验了各类材料的硬度,使其利用科学的数据信息去表述材料的硬度大小,实现了生生互动,也有效锻炼了学生的科学表达能力。这样一来,就可尽可能地让更多的学生参与到课堂教学活动之中,有利于优化学生的探究心得。   在组织科学探究活动的过程中,小学科学教师要明白一个现实问题,即小学生虽然是实施科学探究活动的主体,但是小学生本身的人生经历与科学认知经验并不充足,很难独立完成科学探究任务。但是,如果教师的讲解行为过多,小学生无法保持独立思考状态,那么同样也无法顺利建构科学概念,难以有效培养学生的科学探究能力。这就需要小学科学教师主动去分析教师、学生在科学探究活动中的角色定位,既要保证学生一直处于活跃的思考状态,也要充分发挥教师的主导作用,让学生顺利实现科学探索。为了做到这一点,小学科学教师就要与学生平等相处,不可强迫学生接受自己的想法,而是要主动去适应学生的科学认知特点,指导学生积极思考、自主分析科学问题。这样一来,学生也必然可以在教师的指导下去分析问题、解决问题,自然而然地参与科学探究活动。这样可以顺利培养学生的自主学习意识,有利于改善学生的探究行为。当然,除了师生互动问题之外,小学科学教师还要客观分析引导学生实现自主探究的其他方法,比如小组合作,有效协调学生的独立思考与合作交流关系,让学生顺利实现有效探究,逐步提升学生的科学思维能力,培养学生的科学素养。
  三、 总结真实的科学探究效益,锻炼思维能力
  教学总结活动虽然看似可有可无,但是却直接影响小学生的科学认知状态。因为只有当他们形成了完整的、统一的科学认知结构,才能顺利优化自身的科学探究行为,实现有效学习。纵观小学科学教学活动,由于一直在追赶理论知识的教学进度,教师也忽视了课堂总结活动,学生在课下也不会自主总结科学知识,最终导致学生的知识结构是比较零散、碎片的,直接影响学生科学探究能力的发展。对此,小学科学教师要积极组织探究总结活动,引导学生归纳各个知识点的内在关联、科学探究流程、科学探究效益,进一步锻炼学生的思维能力,让学生顺利实现有效学习。如此,也可为下一轮科学探究活动做准备,有利于改善学生的思維品质,让学生渐渐真正学会学习,形成良好的科学精神。
  在“哪种材料比较硬”一课教学活动中,由于学生在课堂上充分参与了科学实践操作活动,也总结出了材料硬度知识,所以在课堂总结环节教师指导学生归纳了关于材料性质的相关知识点,即材料的颜色、材料的硬度、材料的柔韧性、材料在水中的浮力等,让学生将多节课知识结合起来,共同阐述材料的物理性质,由此完善了学生的知识结构。另外,让学生总结了科学探究效益,即学生需反思自己是否实现了独立思考、是否有效迁移了生活认知经验,判断独立学习活动效益。接着,学生便要反思自己在小组内部的学习行为,比如与小组分享科学材料的交际行为、与小组共同探究材料硬度的科学表达行为、与同伴总结材料物理性质的知识总结行为等,要求学生真诚作答、自主反思,希望学生可顺利反思科学探究效益,同时也可预设下一轮科学探究活动的学习方案、学习方法。
  在总结探究教学效果时,小学科学教师要充分发挥学生的表达权利,因为这一环节是引导学生梳理科学探究过程、归纳科学知识点的重要活动。学生可以在总结与反思过程中去回顾科学探究过程,这样可以真正培养学生的科学表达能力,有利于学生自主建构科学概念。因此,小学科学教师要保障学生的话语权,引导学生使用科学语言去解释、分析现实问题。另外,如果学生在总结时发现自己并未顺利内化某一个科学概念,那么会自然而然地反省自己的学习行为,分析自己是否实现了积极思考、自主探究,所以也能直接培养学生的反思性自主评价能力,有利于进一步优化学生的科学思维,使其正确判断自己的科学探究行为效益。长此以往,小学生就能够逐步掌握参与科学探究的必要原则,总结出有效的科学研究方法,能够直接培养学生的科学探究能力,让学生渐渐学会学科学。所以,小学科学教师必须要重视知识总结与教学反思活动,鼓励学生积极思考,使其顺利实现反思性学习。
  四、 设计多元的科学实践活动,挖掘探究潜能
  科学探究活动本身就包含着丰富的实践操作活动,因为学生通过探究活动所总结出来的科学道理必须要经过实践检验,才能被证实是正确的、有效的。因此,小学科学教师要积极组织多元化的科学实践活动,进一步拓展科学探究范围,让学生顺利建构科学知识。在此过程中,教师也要主动尝试整合生活素材,既可将教材知识作为跳板,利用生活资源进一步发散学生的科学探究思维,让学生自主思考解决现实问题的科学方法,也可直接围绕学生的科学探究兴趣去组织开放的科学实践活动,让学生利用科学探究方法去证明某个现象、阐述某个规律,由此优化学生的科学思维,提升学生的探究水平。
  在“哪种材料比较硬”一课课堂探究活动结束之后,学生也产生了极大的探究兴趣,开始观察现实生活中的各类材料,如黑板擦、粉笔、课桌、橡胶操场,以及各类电器、玩具等,想要检测这些材料的硬度。面对有着高涨探究热情的小学生,教师则组织了课外拓展实践活动,让学生自主选择材料、自主检测材料的硬度,以便有效训练学生的科学探究能力。另外,在“给身边的材料分类”一课教学结束之后,教师就让学生全面整合了关于材料物理性质的知识,让学生按照材料在水中的沉浮情况、硬度、柔韧性等物理性质去区分各类材料,并且让学生在课外参与资料调查活动,利用科学实验去检测各类材料在水中的沉浮情况,以便顺利发展学生的科学思维能力,让学生积极建构科学概念。有时候,小学生也会产生一些发明创造的想法,比如改变玩具的材质,由此改变玩具的功能,或者是将一些硬度较小的物品外铺设一层硬度较大的材料,由此提高物品的承重水平。对此,教师会积极组织课外实践活动,让学生在实践中落实个人科学猜想。在此过程中,小学生的整个探究状态都是非常理想的,他们会自觉将科学知识与现实生活结合起来,自主分析将科学概念应用到现实生活中的方式方法,能够直接改善学生的科学学习态度,是优化学生科学素养的重要活动。而且,在生活实践中,一些有天赋的学生还会自觉展开科学发明,这就有利于培养学生的创新素养,让学生逐步成长为一名具有创新意识、实践能力的优秀人才,从而进一步提升学生的素质水平,真正为学生的长远发展做准备。
  总而言之,在小学科学教学过程中组织科学探究活动,逐步提升学生的探究能力非常关键,能够让学生自主建构科学知识,生成科学能力,也能促使学生真正实现长远发展。因此,小学科学教师要主动创设良好的探究氛围,调动学生的科学探究意识,组织开放的探究引导,让学生及时反思、积极总结探究效益,同时还要整合课内外教学活动,引导学生自主参与课外实践应用活动,逐步提升学生的科学探究能力,为发展学生的科学素养做准备。
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  作者简介:张阿育,福建省晋江市,福建省晋江市磁灶镇教委办。
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