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以探究式教学为抓手提升学生学习效率

2023-03-06尤金田福建南安市教师进修学校

小学科学 2023年1期
关键词:科学知识科学情境

◇尤金田 (福建:南安市教师进修学校)

受到应试教育理念的影响,大部分小学科学教师更加关注学生的考试成绩,不断地向学生强调可能在考试中用到的内容,并要求学生死记硬背,而忽视了学生的实际情况,也未给学生提供科学探究的机会。实际上,这样的科学教学只会给学生带来负担,难以激发学生对科学知识的学习兴趣和学习动机,并不能真正促进学生的科学进步。而探究式教学则可以改善这一现状。小学科学教师要搭建学生主动探究的“场”,促进学生深度学习,进而提升学生的科学学习效率。

一、创设探究情境

要推动学生主动探究,必须给学生提供吸引他们探究的情境,使学生可以长时间保持主动探究的良好状态,以确保学生最终的探究效果得到提升。因此,小学科学教师需做好科学探究情境的创设工作,使学生产生深度探究科学知识的渴望。根据实际的科学知识,结合学生的最近发展区,合理创设,让学生探究该情境中的科学问题,也可以鼓励学生结合该情境提出他们想要探究的科学问题。通过这样的情境,科学探究式教学即可顺利开展,取得较好的学习效果。

例如,在学习《水到哪里去了》这一节科学课的时候,教师可提前准备一杯清水、一块干净的抹布,为情境的创设工作做好准备。第一步,开始创设情境:拿出抹布蘸取清水,在黑板上写一个“水”字,并让学生说一说水都有哪些特点,引起学生思考。有的学生说,水是透明的,有的学生说,水是没有味道的,等等。等学生说完之后,教师再引导学生看黑板,设置疑问:刚刚写的字怎么消失了?一听到这个问题,学生纷纷看向黑板,发现确实如教师所说,刚刚的字已经消失。这时候,学生内心就会形成疑问:这个字为什么会消失呢?难道是擦掉了吗?在这一系列的疑问之下,学生不由自主地产生主动探究科学问题的心理。最后,教师再顺势引导学生结合该情境开展科学探究。通过这样的情境创设,增加了本节科学课的吸引力,推动学生主动开展科学探究,取得令人意想不到的科学学习效果。

二、注重合作探究

小学生的年龄较小,不具备较强的自主探究能力,在思考科学问题的时候,也做不到从多个角度分析,导致他们在独立探究的时候,难以全面理解科学知识。而小组合作模式则可以解决这一问题。科学教师可组织小组共同探究,让学生在其他组员的帮助下,完善自身的科学探究,促进学生更高效地完成科学探究。这就要求教师将不同能力、不同基础的学生分到同一个小组,实现同学之间能力的互补,更有利于学生牢固地掌握科学知识,从而促进学生实现持续性的科学发展。

例如,在学习《影子的秘密》这一节科学课的时候,教师可以采取小组合作探究的模式,以提升学生科学探究的效果。第一步,根据学生的实际情况和基本能力,合理分组,保证小组合作探究的顺利开展。第二步,结合本节内容设计以下探究任务:小组探究和总结影子产生的条件;小组探究影响影子变化的因素。接下来,将时间交给小组,鼓励小组大胆探究。有的组员选择探究教材内容,有的组员选择搜集网络资源。之后,组员再将他们搜集到的内容汇集到一起,最终完成本次探究任务,实现整体进步。在这个过程中,教师也需适当给小组补充相关的科学课程资源,为小组探究提供助力。最后,再带领全体学生一起总结本次的科学任务,使学生充分掌握《影子的秘密》这节课的内容,实现科学知识的传递。通过组织小组探究,既能锻炼和提升学生的科学探究能力,也能使学生掌握科学探究的方法和技巧。

三、落实探究过程

科学实验,不仅仅是帮助学生深刻理解科学知识的重要途径,更是锻炼和提升学生科学探究能力的关键。实际上,很多小学科学教师为了快速完成科学教学任务,选择直接向学生口头讲解科学实验,并未给学生提供探究和操作科学实验的机会,导致学生难以理解相关的科学知识,最终的科学学习效果非常不佳。因此,小学科学教师需开展科学实验探究,让学生亲自去探究、去操作科学实验。在这个过程中,学生会对科学实验产生深刻的理解,进而推动学生稳固构建科学知识体系。

例如,在学习《声音是怎么传播的》这一节科学课的时候,教师可提前准备好实验需要的材料,引导学生操作科学实验,充分掌握本节课内容。第一步,可将本次实验分成三个部分,分别是声音在空气、固体、液体中的传播,并且向学生演示如何操作。以水为例,让学生拿出音叉和水槽,探究声音在液体中的传播,并思考声音是如何传播的。第二步,让学生自主探究和操作该实验,并做好记录。在操作的过程中,学生顺利完成并如实记录实验,获得全面的实验结论。最后,再带领全体学生一起总结本次实验,并强调其中的科学知识要点,促进学生科学知识体系的构建。总的来说,通过引导学生自主操作和完成科学实验,既能锻炼学生的动手能力和意识,又能促进学生严谨科学态度的形成。这对学生核心素养的进一步提升有着较大的作用。

又如,在学习《声音是怎么传播的》这一节科学课的时候,教师提前准备好简易天平、打气筒、两个钩码、绿豆、一个空筒、排球等实验器材,引导学生亲历实验探究过程。第一步,出示实验材料及问题,学生尝试设计实验方案。有的学生说,实验前把排球和小桶挂上去,看有没有平衡,如果没有平衡,小桶里加入绿豆,直到平衡(指针指向中间刻度的时候停止)。有的学生说,先一小把一小把地加绿豆,等快平衡了,再一粒一粒加绿豆。有的学生说,天平平衡后,往排球里打20筒空气,数一数需要加几粒绿豆,天平才会平衡,假如加了15粒绿豆,天平平衡,说明20筒空气的质量等于15粒绿豆的质量,说明空气是有质量的。还有的学生说,要重复几次……第二步,出示温馨提示、实验记录单和全班数据汇总表,学生分组实验。第三步,分析交流实验记录单和全班数据汇总表,提出“空气具有一定的质量,但是质量很轻。知道质量是空气的基本特征之一,并且可以被测量”等科学概念。这样的教学,借助学生的已有经验,利用一年级《谁轻谁重》中使用过的天平,进一步进行探究。在上一节课的基础上,从固态的木头、液态的水再到气态的空气,让学生思考空气是否有质量,了解学生的前概念,激发学生深入探索的兴趣。接着,在教师的指导下,学生尝试设计实验方案,思考在操作过程中影响天平测量结果可靠性的因素,经历实验的过程,引导学生进一步认识和使用天平,并在实验中获得事实证据,验证自己的猜想。通过对实验现象的研讨,培养学生描述实验现象的能力,实现空气有质量的认识,最后在探索活动中反向验证空气是有质量的,进一步提高学生的学习效率,提升学生的科学素养。

四、拓展探究空间

传统的科学教学常常都是围绕科学教材开展,内容比较单一,给学生提供的探究空间有限,导致学生的科学探究兴趣不强。因此,小学科学教师需适当拓展科学探究空间。除了科学教材以外,教师还可以引导学生从现实生活入手,探索他们身边的科学知识。同时,还可引入网络资源,进一步扩大科学探究空间,增加科学探究的吸引力,推动学生主动开展科学探究,从而快速实现科学知识的有效传递,为学生今后取得更大的科学进步提供助力。

例如,在学习《电和我们的生活》这一节科学课的时候,教师可适当拓展学生的科学探究空间。第一步,从学生的现实生活入手,让学生思考他们经常用到的电器,说一说这些电器都有什么功能,怎么样才能为自己工作。经过思考,学生纷纷主动分享。有的学生说冰箱,有的学生说电视,还有的学生说空调,等等。这时候,教师结合学生的回答,让他们说说这些电器有怎样的共同点,引导学生说出这些电器需要通电,为接下来的科学学习奠定基础。第二步,引入网络资源。教师提前在网络上搜集爱迪生发明电灯泡的资料,并向学生展示,让学生进一步认识电。最后,再结合这些资源讲解本节课的科学内容。小学科学教师通过引入丰富的资源,很好地破解了学生科学学习的障碍,既能拓展学生的科学探究空间,打开学生的科学视野,还能让学生体会这门课的魅力,更有利于学生牢固掌握和深刻理解本节课的科学内容。

五、提升探究能力

2022年版《义务教育科学课程标准》在“课程目标”中指出:科学探究能力体现在理解科学探究的一般过程和方法;提出科学问题,并针对科学问题进行合理猜想与假设;制订计划并搜集证据,分析证据并得出结论;对结果进行解释与评估;准确表达观点,反思探究过程与结果。因此,教师应精心组织引导学生经历有效探究,设计促进学生经历深度探究过程,加强师生之间、生生之间的有效互动,发展学生科学思维,进而提升学生科学探究能力。

例如,在学习《哪个传热快》这一节科学课的时候,教师可设计“塑料筷、木筷、钢筷的传热比赛”“不同金属的传热比较”两个探索活动。首先,引导学生经历“不同材质的筷子(塑料筷、木筷、钢筷)传热比赛”这个探索活动,引导学生经历以下过程:第一步,猜一猜钢筷、塑料筷、木筷,哪根传热最快;第二步,利用课件,呈现烧杯、热水、三根筷子、杯盖等实验材料,让学生先独立设计实验方案,然后小组讨论、全班交流,形成实验方案。如:1.先在烧杯里倒入热水;2.将钢筷、塑料筷、木筷插在挖了三个孔的杯盖上,同时放入装有热水的烧杯中;3.用手同时触碰钢筷、塑料筷、木筷,感觉哪根筷子比较热,填在实验记录单,交流自己的发现。第三步,交流实验时应注意什么;第四步,分组实验,发现钢筷传热最快,提出“科学上,像钢筷这种金属、导热快的物体,我们称为热的良导体;像木筷、塑料筷这种非金属、导热慢的物体,称为热的不良导体”等科学概念。接着通过设疑“既然金属是热的良导体,传热快,那么铜棒、铝棒、铁棒,它们传热一样快吗?谁来说说你的猜想?”引入第二个探索活动——不同金属的传热比较。引导学生经历以下探究过程:第一步,出示“三根分别涂有感温油墨的铜棒、铝棒、铁棒、铁架台、酒精灯、圆形薄铁片、石棉网、温度传感器”等材料,让学生独立设计方案,然后小组交流,全班形成实验方案;第二步,分组实验,观察30秒、60秒铜棒、铝棒、铁棒的温度,并填在全班数据汇总表中;第三步,通过分析本组和全班数据,提升科学概念。这样的教学,以视频聚焦问题,让学生在“不同材料的物体放在相同的热源中,它们的导热速度相同吗”这一问题中,深入探究,结合创新教具进行实验验证,数据分析,研讨交流,从而建构科学概念,经历“聚焦、探索、研讨、拓展”四个科学探究过程。学生在这样的探究过程中,不仅有科学知识的沉淀,还有实证意识、严谨求知态度、探索精神以及科学探究能力等科学素养的提升。

综上所述,探究式教学的开展尤为重要。因此,小学科学教师需及时转变自身的科学教学理念,研究和分析该模式的本质,并结合学生的实际情况和教材的具体内容,设计促进学生持续发展的探究式教学策略,引导学生主动探究,最终使学生得到更好的科学发展。

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