在自主的探究中追求科学的意义

 

江阴市华士实验小学  曾宝俊

 

自主探究是学生学习科学的重要方式之一。在认识上，很多教师对此是比较赞同的。但在行为上，我们往往还处于困惑状态：教师究竟怎样做，才能有效地促进学生的自主探究呢？本文愿结合案例谈一点粗浅的想法，以期得到同行的指正。

 

起点在哪？

【案例1】《月相的观察》教学片段：

A教学：

师：你们看过月亮吗？

生：看过。

师：你们知道这是几号的月亮吗？(出示一个满月)

生：这是15号的月亮。

生:这是8月15的月亮

师：对，这个月亮是几号的呢？(出示一个半月)

生1：半个月亮是10号。

生2：不对，应该是……

生3：没有这个月亮！

师：看来我们对月亮还不太了解，月相的形状有各种各样，我们就可以用到观察来了解月相。今天，我们就一起来研究月相的观察。

……

B教学：

教师二十五日布置观察任务：回家观察月亮，为上课做准备。大部分学生认为一到晚上就能看到月亮，然而到了晚上，天空中没有出现月亮。

于是第二天早上，月亮成了大家谈论的话题。

师：“说说你们昨晚看到的月亮。”

生：“昨晚上我没有看到月亮。”

师：“没有？昨晚上是阴天吗？”

生：“不是，还有星星呢！”

师：“可是为什么没有看到月亮呢？有人看到月亮了吗？”

这时候，有个学生说：“今天早上，我看到了细细的月亮。”

其他学生一起反应：“哦？当真？”

老师趁机要求：“明天早上大家一起来看一看吧！”

生（众）：“好！”

二十七日早上。

师：说一说在什么时间、什么地点看的月亮，月亮是什么形状？这次看到的月亮和以往看到的月亮有何不同？

学生就像初次看到月亮似的，对月亮充满了好奇。因为以往学生看到的月亮都是满月、半月、新月等，但从来没有在早晨这么仔细地看过这样淡淡的月亮。当然学生也没有想过各种月亮的后面存在着什么规律。

教师让第一天就看到月亮的学生说一说：26日早晨的月亮和27日的有什么不同？（使学生关心今后月亮的形状如何变化。）

28日和29日，学生在伙伴的召唤下投入到新的观察中。

我们的教学，不能总是“零起点”。促进学生的自主学习，首先要努力让孩子们把自己的已有知识状况展现出来。让他们在面对新知时，自己主动去回忆、调动已有的认知结构，并对新知产生构想。同时，在交流的过程中，大家相互启发和激励，享受已有知识给自己带来的自豪感。并在对新知构想的过程中，产生自主探究的愿望。

【案例2】《折形状》的教学

A教学：

导入环节：

师：今天的课上，老师要带大家到大自然中去看一看（PPT图片展示），郁郁葱葱的树木是最常见的，它们的树干是什么形状的呢？

生答（略）。

师：这里还有很多诱人的果实呢？你们看，草莓是什么形状的呢？杨梅是什么形状的呢？还有这里的西瓜又是什么形状的呢？（方形西瓜）

生答（略）。

师：人们对我们周围的物体进行了仔细观察后，发现大多数物体都是由圆柱体、圆锥体、正方体、球体以及薄的板（出示板）这5种简单形状构成的，而有些复杂的物体是由圆柱体、圆锥体、正方体、球体以及它们的分割体组合而成的（PPT课件）。

师：同学们，你们能说出下面这些物体是由哪些形状构成的吗（PPT课件出示：台灯、仙人柱、乌龟）？

生答（略）。

师：乌龟壳是由什么形状构成的呢？是板吗？

生：是板。

师：这个板怎么不是平的呢？这样的形状有什么好处？

生答（略）。

师：乌龟壳长成这种弯曲的拱形真的是很坚固吗？你们想不想来研究研究？

B教学：

课始。老师出示一根竹子的茎，观察。思考：竹子的茎为什么是圆的？圆形的茎有什么好处？

生答（略），老师不作评价。

师：为了回答这个问题，我们今天来做一个有趣的研究——老师这儿有一张白纸，谁有办法，让这张白纸能够支撑住一支圆珠笔。

学生操作，教师将学生的改变形状后的白纸侧面画在黑板上。

师：这张白纸的形状改变之后，它的支撑力发生了怎样的变化？

生答：增大（板书：增大）

师：还可以折成什么形状也可以增大这张纸的支撑力？

生答（略），教师板书学生的形状。

师：这么多形状中哪一种的形状承受力最大？

我们总是在精心设计好情境导入，企图找准知识的生长点和连接点，把学生已有的旧知慢慢地调动出来。但是孩子们长大后，他会在情境中发现问题吗？要让学生很好地进行自主探究，就要让他们直接面对问题情景，去进行大胆尝试。只有在实际的尝试运用中，学生才会真正明白自己“在做什么”和“想做什么”。

 

空间多大？

【案例3】《建桥梁》教学

A教学：

提问：实验怎么做？请大家看投影

    固定两个小木块之间的距离（8厘米），每次实验都不能改变；

    把铁圈放在纸梁的正中央，以保证受力均衡；

    每次轻轻地放一个铁圈，一个一个的加；

    纸梁坍塌之后，数一数纸梁上得铁圈，减去一个就是纸梁的承受力；

    纸梁坍塌之后，重新做实验必须更换纸梁。

教师谈话：看清楚了吗？请大家严格按照要求操作，如果有不按照要求操作的，将取消他的实验资格……

B教学：

提问：实验怎么做？

    每次实验，两小木块之间的距离应怎样？

    铁圈放在纸梁的什么位置？

    铁圈怎么放？

    如果放到第2个，纸梁塌了，那这个纸梁的承受力是多大呢？

    纸梁塌下去一次，能再做一次实验吗？为什么？

教师谈话：同学们想得很周到，老师还要提醒大家一点，我们要把每次实验结果及时记录下来。实验全部做完后，请每小组派一个代表来把你们的实验结果公布到上面来，听清楚了吗？好，开始实验！

【案例4】《食物链》教学

A教学：

教师给每组学生发了一套卡片，卡片上标注了1.青草、2.昆虫、3.鸡、4.狐狸、5.老虎，并且卡片上标注了序号。然后让学生排序，并根据轮流根据需要站起来报自己的名称、吃谁和被谁吃。

B教学：

教师在5个学生的背后贴了卡纸。要求班上同学将这五个人根据吃和被吃的关系排序。

而被贴卡纸的同学根据自己的位序，猜自己可能是什么动物。

怎样才能知道自己背后贴的是什么动物呢？通过讨论——

生1：2号和3号都要吃我，看来我就是一个被吃的草或菜。4号、5号对我不感兴趣，说明我不是荤菜。

生2：我可以吃1号，但是又被3号吃掉，而4号和5号不吃我，说明我是碟小菜，我是一种吃草的虫子。

生3：我吃1号和2号，又被4号和5号吃，其实挺公平的，我是一种吃虫的动物。

生4：我吃3号，被4号吃，我是一种小型动物。

生5：我是大王，没有谁能够吃我。不是老虎就是狮子。

给学生进行铺垫，看似明确了思维指向，提高了学习的效率。实质上是设置了思维通道，缩小了孩子探究的空间。只能勉强地说学生“学会”了，但离“会学”还是很有距离的。

【案例5】《化冰比赛》的教学

师：“现在老师问同学们一个问题，怎样让一杯热水很快地变冷，有谁告诉老师？”

学生们唧唧喳喳，踊跃举手发言。

“放到冰箱里！”

“用扇子扇！”

“放在电风扇下吹！”

“放在冷水里！”

……

老师对学生的回答非常满意，学生每回答对一个，他都会从自己准备好的教学资料中拿出已经准备好的相应卡片贴到黑板上。

在整个教学看似很热闹的情况下，一个学生突然回答说：“可以放到空调下面吹。”老师愣了一下，因为这个答案他预先并没有想到，自然也没有相应的漂亮卡片贴到黑板上了。面对这个未预料到的答案，原先兴奋自信的教师只有挥挥手让这个学生坐下了。

这时一个学生又举手站起来，在他给出答案前他先胆怯地问老师：

“老师，我也可以说你卡片上没有写出来的方法吗？”

【案例6】《简单电路》教学

A教学：

出示一节电池

师：增加一节电池一定能够增加小灯泡的亮度吗？

生：不能。

师：为什么？

生：因为并联电路不能增加亮度。

师：能把电池接入电路并且增加灯泡的亮度吗？

生：能。

师：怎么连接？

生：让电池串联在电路中。

师：怎样将这两节电池串联呢？

……

B教学：

出示一节电池

师：将这一节电池连入电路会出现什么现象呢？每个同学先试试看。

（生尝试）

师：谁来说说你是怎样做的、发现了什么？

生说。

师生对这种电池的不同连接方法相互交流和评价。

师：谁还有其他的想法了吗？

……

还给孩子自主探究的空间，首先要摈弃一种“打乒乓式”的问答。在琐碎的、一对一式的问答中，学生的思考永远是被动的，永远是被老师牵着在走。如同“猜谜”，学生只会不断地猜测老师的意图。

 

效果如何？

【案例6】 《玩放大镜》教学

A教学：

关于凸透镜作用研究的教学环节

师：同学们，我们已经知道凸透镜有放大的作用，你们平时在玩放大镜的时候还发现其他有趣的现象吗？

生：有，我把放大镜对着太阳，在地上会出现很亮的圆点，把火柴棒放在亮点上，过一会火柴头就开始冒烟，后来就“哧”一声，火柴被点燃了。

生（齐声）：对。

生：我也玩过，不过用的是我爷爷的老花镜。

生：老花镜的镜片就是凸透镜。

生：我还用它烧过地上的蚂蚁呢！

生：我也是，还用它烧过纸头。

师：同学们玩放大镜方法可真多，在科学上把你们所说的这种现象叫做聚光，也就是说凸透镜有聚光的作用。让我们带上放大镜，走出教室到阳光下，亲自动手来试一试，认识凸透镜的聚光作用。

（学生室外活动）

B教学：

探究放大镜的成像的教学环节

师：现在老师把时间留给同学们，大家拿着你们的放大镜四周观察一下，看看还能有什么发现？现在开始。

生：我在放大镜中看到了×××的影子。

师：你能描述一下×××的影子吗？

生：是一个倒着的影子。

师：很好，还有吗？

生：我在看黑板上的字时老师正好走过去，结果老师是倒的，而且在放大镜中走的方向也和实际老师走的方向是反的。

师：是吗？观察的真仔细，还有吗？

生：我看到了教室的窗户还有对面楼的阳台在放大镜中的影子都是倒的，而且非常的清楚。

师：你能具体说说这些影子清楚到什么程度吗？

生：就是塑钢的白窗框、玻璃、对面阳台的绿窗格、还有窗台上的芦荟都看得非常清楚，就是缩小了几十倍。

师：他说得非常好，同学们都能用放大镜看到大家的倒影，对吗？而且这些你都有同感吗？

生：是。

师：那么我们还能把放大镜里的这些“影子”叫做影子吗？平日里，我们的影子有色彩吗？

生：那不叫影子叫什么？

师：问得好，在放大镜中的应该叫做“像”。（板书：成像）那么，这些人和物是怎样在放大镜中成像的，大家想知道吗？

生：想。

师：那我们做个实验来研究一下，（出示实验材料）蜡烛代表物体，画报纸是一个屏，加上必要的放大镜，材料员先上来领材料。

这个实验同学们想怎样做？大家拿着材料先在在小组内讨论一下。

生：我们组想把放大镜放在蜡烛和屏之间移动，总会有一个合适的距离能在屏上产生蜡烛的倒像，就能证明这个距离是保证放大镜能成像的距离。

师：想法不错，但还有点细节问题要解决，其他组同学有没有想法？

生：我们想不会很巧一下就放好了屏、蜡烛的距离，所以移动放大镜时，如果总也不能成清晰的像，是不是要移动屏？

师：为什么移屏，不移蜡烛呢？

生：屏好动，蜡如果倒了着火怎么办？

生：我反对，如果屏是一堵墙，要把墙搬走吗？蜡烛有托盘托着，小心一点不会倒的，所以应该移蜡烛。

师：非常好，你说得对，如果总也不能在屏上成清晰的像，就要移动蜡烛,调整屏和蜡烛之间的距离,也可以移动放大镜。还有要注意的问题吗？

生：屏应该朝哪边摆呢？

生：当然是朝墙了，刚才阳光直接射在芦荟上，用放大镜看上面就成了一个倒像，我想屏不能挡光。

师：这个可不对，屏要尽量放在靠窗的一侧，至于为什么大家在实验时自己来体会，可以迎光实验一次，背光实验一次，看看有什么不同，好么？

实验中一定注意调整放大镜和蜡烛的位置，如果没有问题，各组开始实验。

（师巡视指导）

师：在实验时，大家发现了什么？

生：在移动放大镜时，屏上有时会成一个清晰的倒火苗的像，有时会成一个不清晰正火苗的像。

师：能说说成这两个“像”时，放大镜、蜡烛、屏三者的距离是多少吗？

生：成倒像时，放大镜距离蜡烛大概是放大镜距离屏的两倍，成正像时，放大镜距离屏大概是放大镜距离蜡烛的两倍。

师：都同意吗？

生：差不多。

师：这就是放大镜成像的规律，当它成正像时，就离蜡烛近，它成清晰的倒像时，就离屏近，具体的距离，要看我们的实验情况。

……

很显然，A教师的环节只是再重复学生原有的经验，而B教师则引导学生在超越自己。当学习材料缺乏思维的挑战性，研究的目标是显而易见的时候，学生探究的兴趣和动力就不会太强。探究的活动必学生现有的认知水平，激发起学生的挑战欲，让学生进入紧张的思维状态，让探究成为一种需要时，学习的效果才会是好的。改被动地观察，为主动地探究，让学生在“创造”科学的过程中“体验”科学，而其中教师的引导作用也是非常重要的。

【案例7】《大脑》的教学

课始。

教师A：这节课咱们学习大脑的这一内容。什么是大脑呢？请同学们看书上……

教师B：这几天，大家已经收集了很多关于人脑的知识材料。这节课，咱们就来个交流，好吗？

课末。

教师A：通过这节课的学习，咱们知道了人脑的结构，以及人脑的基本功能呢。说来总结一下今天所学的……

教师B：这节课大家交流得非常好！大脑的知识，除了我们今天交流的这些以外，还有很多方面值得我们去关注。老师建议，大家可以用这些知识，办个小报，开辟一个网站，和我们全校的小朋友进行交流，向全校的同学介绍大脑的保健和开发的相关知识……

很多时候，我们都会听到老师在课的最后让孩子自己介绍一下学习的效果，其实，那是一个虚幻的环节，无非是让孩子说一说今天没有白上课。其实，孩子在课堂上学习的效果不能仅仅限于了解了什么，更重要的是学生是怎样了解的。自主探究的空间，也不能仅仅局限于课内。

课堂之外的自主探究具有更为深远的意义，课内课外的一体化是科学教育应孜孜以求的目标。

 

2011年8月26日星期五  初稿