小學科學探究性活動的設計策略

【摘要】小學科學能夠為學生提供探索世界的平臺，對培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力和思維能力具有重要作用。小學科學教師應合理設計探究性活動，激發(fā)學生對科學的學習興趣，讓學生通過實踐操作來掌握科學知識，有效促進學生綜合素質的發(fā)展?！娟P鍵詞】小學科學；探究活動；自主探究；科學知識小學階段的學生對事物充滿好奇，科學學科的學習能夠有效滿足他們對事物的探索興趣，充分了解自然界的科學現(xiàn)象與基本規(guī)律。科學探究是科學學習的中心環(huán)節(jié)，是學生認知發(fā)展的重要過程。在探究的過程中，學生能夠逐漸建構科學概念、形成科學態(tài)度、發(fā)展探究能力［1］。教師精心設計小學科學探索性活動能夠激發(fā)學生對科學的學習興趣，深入領會科學的魅力，有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力，讓他們學會提出問題、分析問題、解決問題，全面提升其科學素養(yǎng)?；诖耍W科學探究性活動的設計，可以從以下幾個方面展開。一、觀察日常現(xiàn)象，激發(fā)學習興趣科學是一門探究自然現(xiàn)象形成的本質原因的學科。常見的自然現(xiàn)象有天氣變化、潮汐現(xiàn)象、晝夜交替、季節(jié)交替等，為了探索其中的自然規(guī)律，人類需要不斷研究這些現(xiàn)象。因此，在進行科學探究前，教師應引導學生觀察日?，F(xiàn)象，激發(fā)學生學習和探索的興趣，以此培養(yǎng)學生的觀察力，讓他們學會從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，為后續(xù)的科學探究打下基礎。以蘇教版小學科學四年級下冊“月球”的教學為例。教師可以設計一系列觀察活動，幫助學生了解月相及其變化規(guī)律。具體而言，教師可以先提前一個月讓學生每天晚上固定時間觀察月亮，并記錄、整理每日所見的月相的形態(tài)。然后，教師可以引導學生在課堂上展開討論，分享他們自己所記錄的月相變化，并圍繞“為什么月亮會有不同的形狀？”進行討論分析，激發(fā)他們的探索興趣。在此基礎vBygrH36w/c9sj90dEOppw==上，教師可以利用教學視頻向學生講解月相的名稱與變化的科學原理，由此學生可以認識“新月”“弦月”“峨眉月”“滿月”等月相名稱，并理解月相由月球公轉、地球公轉及地球、太陽、月球三者位置關系的變化而形成。教師也可以利用模具，向學生演示月球運動及地球、太陽、月ThIQUUxo9I/WMuWWeMTCZQ==球三者位置變化后的月相形態(tài)，幫助學生直觀理解月相變化的過程。在學生對月相有了基本了解后，教師可以讓學生分析觀察記錄，圍繞月相的變化規(guī)律進行討論，引導學生思考月相變化的周期性，進而使學生深入了解月相變化的原理和“月相周期大約是29.5天”的知識點。教師通過引導學生觀察日常現(xiàn)象，激發(fā)學生對自然的探索興趣，并通過分析、討論和科普，使學生逐漸掌握與月相相關的知識，獲得學習成就感，進而增強科學探究的意愿?；诖耍處熆梢砸龑W生在探索其他自然現(xiàn)象的過程中采用類似的探究方法，如觀察天氣、土壤等，鼓勵學生自主探究，了解更多的科學知識，以內在驅動力推動他們對未知領域的探索。二、尋找生活實例，促進概念理解小學科學教師應根據(jù)學生的年齡特點設計適合他們的自主探究活動，將抽象的科學概念與生活實際相結合，加深學生的理解。因為小學生普遍對與日常生活緊密相關的活動比較感興趣，教師可以為他們布置生活活動任務，讓他們獨立完成，或在家長的幫助下解決問題，從生活實踐中積累經(jīng)驗［2］。在生活中尋找科學現(xiàn)象，能夠讓學生通過真實體驗，深刻理解科學概念。以蘇教版小學科學四年級下冊“冷與熱”的教學為例。首先，針對水受熱后和遇冷后的兩種不同的形態(tài)，教師可以圍繞“凝結”這一概念，布置尋找生活實例的任務—記錄并分享生活中的凝結現(xiàn)象。由此，學生找到五個實例：喝冰可樂時，瓶子外面會有很多小水珠；冬天時，教室的窗戶上會有水珠；冬天進入室內，眼鏡片上會出現(xiàn)小水珠；夏天的水管上會有小水珠；清晨的草地上會出現(xiàn)露水。這些實例都是貼近生活的科學現(xiàn)象。通過完成這項任務，學生能夠意識到科學就在身邊。然后，教師可以引導學生探究生活實例背后的科學原理。以冬天窗戶上的水珠為例，教師可以利用“冬天的時候是室內溫度高還是室外溫度高？”“空氣中有沒有水？”這兩個問題引發(fā)學生思考。結合教材上關于凝結的概念，學生了解到：室外溫度低，室內的水蒸氣遇上冰冷的窗戶會凝結成水珠?；诖?，教師可以讓學生自主探究另外幾個例子中水珠形成的原因，深入理解凝結現(xiàn)象的本質。此外，教師還可以鼓勵學生回憶關于融化的生活實例，并自主探究其形成的原因，分析生活中類似現(xiàn)象的成因。這樣不僅能夠加強學生對融化和凝結這兩個概念的認識，還能夠培養(yǎng)學生的自主探究能力和科學思維，讓他們學會觸類旁通，真正領會學習科學的快樂和意義。給學生布置尋找生活實例的任務，一是可以提升學生的觀察能力，培養(yǎng)他們細致、耐心的品質；二是能夠促進學生對概念的理解，深化對科學知識的掌握；三是通過實踐活動，學生能夠意識到理論與實踐的密切聯(lián)系。開展這樣的探究活動不僅符合學生的年齡特點，滿足學生的學習需求，還能切實提升學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)他們自主探究的能力。三、作出科學假設，撬動學生思維在科學教學中，教師應鼓勵學生對現(xiàn)象產(chǎn)生的原因作出假設，引導學生對自己的假設進行反思和總結，從而推動學生思維的發(fā)展。其中，作出假設需要學生基于觀察和已有知識進行分析推理，這能夠培養(yǎng)學生的批判性思維能力，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，讓學生學會從不同角度思考問題、解決問題，提升科學素養(yǎng)。以蘇教版小學科學四年級上冊“常見的力”的教學為例。針對教材中的探究活動“探究拉力大小與小車前進快慢的關系”，教師可以先讓學生對拉力與小車前進速度的關系進行預測。其中，有學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗作出假設：拉力越大，小車前進越快。教師也可通過提問的方式引導學生分析實驗條件，比如“在實驗中，哪幾項條件要保持一致，哪幾項條件需要改變？”“實驗主要通過增加或減少鉤碼的數(shù)量來改變拉力的大小，那么應該如何正確增減鉤碼？”教師可以鼓勵學生先自主閱讀教材內容，再對以上問題作出科學假設，這樣的假設過程能夠幫助學生構建知識框架。教師可以將學生的各種假設記錄下來，然后通過實驗進行逐項求證。例如，在實驗過程中，學生提出需要保持小車的質量和行進的距離不變，教師可以改變其中一項條件，再次進行實驗，使學生直觀地了解為什么在實驗過程中要控制變量，進而領會科學探究的嚴謹性。由此，學生能夠逐漸理解：拉力大小是變量，拉力大小的改變，使小車前進速度發(fā)生改變；在此實驗中，只能改變拉力大小，其他條件不能改變。教師通過這種教學方式，讓學生在實踐中體會科學探究的嚴謹與樂趣，進一步激發(fā)他們對科學的興趣。作出科學假設往往是發(fā)現(xiàn)自然奧秘的關鍵一步。學生可以通過作出科學假設鍛煉邏輯思維，為進行后續(xù)的實驗打下基礎。真正的探究活動并非需要按照教師的指令按部就班地開展，而是學生自己產(chǎn)生疑問、尋找答案、驗證猜想的過程。在此過程中，教師應提供指導和幫助，由學生自己進行假設。這樣不僅能深化學生對科學知識的理解，還能培養(yǎng)學生自主思考探究的能力，讓學生感受科學研究的樂趣。四、進行模擬實驗，深化學習體驗學生應通過模擬實驗驗證科學假設。在實施探究活動時，教師應利用體驗性情境激活學生的學習思維，并使用實驗器材、觀察結果等開展探究活動，引導學生建構新概念，再通過跨學段、跨學科融合的方式幫助學生鞏固科學概念［3］。教師可以根據(jù)學生年齡、知識基礎等情況，為學生設計一些簡單的家庭小實驗，讓學生體會進行科學實驗的樂趣，使他們更直觀、全面地了解科學知識。以蘇教版小學科學二年級下冊“玩磁鐵”的教學為例。教師可以先讓學生在家中找出他們認為可以被磁鐵吸起來的物品，然后親自用磁鐵吸一吸，觀察其是否能被磁鐵吸起來，結果學生發(fā)現(xiàn)并不是所有的金屬物品都可以被磁鐵吸起來，磁鐵能吸起來的物品材質是鐵和鎳。而后，教師可以引導學生通過以下實驗探索磁鐵的性質：第一，將一枚小回形針放在直尺的零刻度線處，用磁鐵從直尺的另一端慢慢靠近，仔細觀察回形針被吸住時磁鐵的位置；第二，將回形針置于練習本上，磁鐵在本子下面吸回形針；第三，將回形針放入盛滿水的水杯中，用磁鐵靠著杯壁吸回形針。通過以上實驗，學生可以初步了解到磁鐵可以隔空吸鐵、隔物吸鐵，也可以傳遞吸鐵?；诖?，教師可以引導學生進行更高階的實驗，讓學生對磁鐵的極性和磁感線的概念進行探究：“磁鐵有不同形狀，但是都有南北極。磁鐵的南北極會比其他部分磁力更大嗎？”針對這一問題，教師可以引導學生在桌上放一些大頭針，然后分別用條形磁鐵和蹄形磁鐵去吸這些大頭針。由此，學生發(fā)現(xiàn)兩極位置吸到的大頭針多，其他部分吸到的大頭針少。這一實驗現(xiàn)象能夠驗證磁鐵在磁極部分磁力最大，而在中間部分磁力最小。同時，桌上大頭針的分布能夠模擬磁感線的分布，讓學生更直觀地了解這一知識點。此外，有學生根據(jù)生活經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)磁鐵有時候相吸，有時候相斥。為了讓學生了解與這一現(xiàn)象相關的知識點，教師可以引導學生將兩塊磁鐵的南極相對。由此，學生發(fā)現(xiàn)這樣的兩塊磁鐵無法相吸，若一端是南極、另一端是北極則可以相吸，這一實驗現(xiàn)象能夠揭示磁鐵“同性相斥，異性相吸”的性質。從日常生活中感興趣的物品出發(fā)進行科學探究實驗，不僅能夠激發(fā)學生學習興趣，還能夠讓他們在實踐中掌握科學知識。教師可以通過變量實驗引導學生探究磁鐵的多種性質，促使學生主動學習、自主思考，強化學生的學習體驗，讓學生初步了解實驗過程，為學生自主探究、設計實驗打下基礎。五、制作簡易裝置，實現(xiàn)學科應用小學科學教師應鼓勵學生在生活中通過動手實踐的方式應用所學知識，從而提升他們的創(chuàng)造能力和動手能力。以蘇教版小學科學三年級上冊“地球上的水資源”的教學為例。教師向學生介紹河流、湖泊、地下水、海洋等水資源，讓學生了解到地球上海水分布極為廣泛，但是人類可飲用的淡水資源非常稀缺，從而引出“如何將海水轉化為淡水？”的問題。由此，教師可以引導學生聯(lián)系“蒸發(fā)”和“凝結”的知識，思考如何將海水轉化為淡水，探索淡化海水的原理。學生初步了解到海水可以通過加熱蒸發(fā)轉化為水蒸氣，水蒸氣經(jīng)過凝結可以轉化為淡水?；诖耍處熆梢怨膭顚W生進行小組合作，自由設計、制作簡易的海水淡化裝置，并進行展示與交流。其中，有學生制作出裝置，并進行如下操作：將海水置于器皿中，中間放一個小杯子用于承接淡水，器皿上覆蓋一層薄膜，在薄膜中間放上一塊小石頭，將薄膜壓下，確保水珠在重力的作用下匯聚到小杯子內，然后將整個裝置放在太陽下，以加熱海水。學生可以通過制作簡易裝置，了解海水淡化的方式，體會這一過程的曲折性，領會淡水資源的重要性，增強節(jié)約水資源、保護生態(tài)文明的意識。引導學生制