浅谈科学探究中的猜想问做_科学探究中的实验设计

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浅谈科学探究中的‚猜‛、‚想‛‚问‛‚做‛

[摘要] 新《科学课程标准》中提倡‚探究式‛教学模式，让学生通过‚提出问题——猜想与假设——制定计划——观察、实验——得出结论——评估与交流‛等环节，在活动过程中，学生通过‚猜‛、‚想‛‚问‛‚做‛来参与科学探究过程，这样既让学生体验了科学探究的全过程，又让学生学习了科学探究的方法，[关键词]科学探究 猜 想 问 做

科学探究是科学学习的内容，也是科学学习的目标。科学探究一般包括‚提出问题——猜想与假设——制定计划——观察、实验——得出结论——评估与交流‛等环节。如果简单归纳出来，不外乎‚猜‛、‚想‛‚问‛‚做‛这几中方法。‚猜，做，想，问‛是我们解决科学问题的几种主要方法，下面我就从这几点来反思自己的教学。

1、猜。

科学研究常常始于科学猜想。‚科学猜想‛，可以激发和保持学生对所研究问题的兴趣和注意力,促进他们的定向思维活动,从而产生进一步探索的求知愿望。在让学生感知‚物体的浮与沉‛活动时，由于学生在生活中对物体的浮与沉比较熟悉，但是对于一些不熟悉的物体就弄不清其浮与沉。因此，教学中，我给出一堆材料：兵乓球、木块、石头、泡沫、钉子和钩码，让学生先猜一猜，哪些材料是可以浮在水面,哪些物体会沉到水里，把自己的猜想填写在表格中。由于猜想的结果来自于学生的原有生活经验，所以，当学生想办法去证明自己的猜想时，就产生一种探索的欲望。正是由于这种欲望的产生，学生往往能够引发出各种奇思妙想，让学生自己去设计、去观察、比较，所得到的收获会更大。

‚科学猜想‛的提出,可以使学生在分析、处理实验数据时具有明确的方向性,以利于比较顺利的得出科学结论,总结出物理规律。在教学《浮力》这一课，学生认识到‚上浮的物体受到了水的浮力‛，我顺水推舟，让学生猜一猜：‚下沉的物体是否也受到水的浮力呢?‛学生有了自己的猜想，那么在对这个问题的实验探究中，学生就具有明确的方向性。而不至于看似热闹，人人在动手，但是最后竟还不清楚开展实验要解决的问题是什么，‚玩‛得高兴但真正的收获甚少。

2、想。

这‚想‛包括实验前设计实验方案，和实验后对实验数据的分析，得出实验结论和总结物理出规律。

‚猜想与假设‛是否正确，只有通过实验才能得到验证。实验能否顺利进行，能否得到正确的结果，科学合理的实验设计是不可或缺的。实验设计得好与差能很好地反映出一个人的实验能力。因此，培养学生科学探究中的实验设计的能力是非常必要的。在验证‚下沉的物体有没有受到水的浮力‛这个问题时，我先让学生猜一猜‚有‛还是‚没有‛。学生作出回答后，我并没有马上作出肯定或否定的答案，而是，话锋一转，‚我们怎样通过实验去研究沉入水中的物体有没有受到水的浮力？看看怎么设计这个实验。‛第一次试教，我拿起一个钩码和一把测力计，让学生以钩码为例，利用测力计去设计实验方案，学生凭空去想，怎么也想不到。他们的一门心思只放在实验器材上，胡乱地摆弄测力计，始终想不出个所以然来。最后，还是我迫不得已直接告诉他们怎样实验。第二次，吸取第一次教训，让学生通过观察书本84页的插图，在小组讨论，设计实验方案。这次，给了他们一个‚台阶‛，距离‚果子‛近了，他们有了摘‚果子‛的欲望，同学跃跃欲试地够一够头上的‚果子‛。许多同学想到‚用测力计钩住钩码，把它放入水中，看读数。‛。由于给他们的‚台阶‛不够高，学生花尽心思还是没够着，最终，还是我给他们摘下了。第三次试教，我提示学生用测力计和观察书本插图后，当学生仍想不出时，我展示一幅，‚在空气中测力计钩住钩码‛的图片。这时，学生恍然大悟，‚先称一称在空气中的重量，再称一称在水中的重量，如果在水中变轻了，说明受到水的浮里。‛这次，我给予学生逐步上升的‚阶梯‛，终于顺利摘下探索的‚甜果‛。学生对浮力的认识只是表面的，他们大多认为只有上浮的物体是受到水的浮力的，而下浮的物体不受到水的浮力，我认为这一个是课堂有趣的地方，我给予了学生充裕的时间构建正确的慨念，给学生思考的空间，让学生先讨论实验方案，寻求解决问题的策略，这比老师直接给出方案要强，虽然这是很难的问题，但科学的态度和科学探究的能力的形成，正是在于通过引导学生亲身经历科学探究的过程，激发学生对科学的兴趣，而不在于科学知识体系的传授。在实验、观察结束后，教师要给予学生充分的交流讨论时间和机会，鼓励学生把实验探究中所观察到的现象，记录下的数据进行分析，凭现象思考，拿证据说话。教学‚下沉的物体有没有受到水的浮力‛时，第一次试教，学生只关注实验本身，而忽视了实验表格的记录，和实验结果的思考。而作为教师的我同样也忽视了，只在乎学生有没有完成实验操作。结果让学生反馈实验结果时，学生只能回答钩码在空气中和在水中的重量，而忘了当初做这个实验的最终目的是探究‚下沉的物体有没有受到水的浮力‛。第二次试教，我特别提醒了学生‚做完实验后要认真填写表格‛，结果，学生为填表格而填，而没有认真对实验过程进行思考、反思，有的小组则由组长包办，其他同学做完实验后就各自‚玩‛了。第三次试教时，学生边实验，我就边提醒学生记录好测力计的读数，当学生操作完实验后，我引导学生小组合作对两次称得的重量进行分析，并讨论，在实验过程中的发现。这次学生真正关注‚我发现了‛这部分的思考。‚我对比了‘在空气中的重量’和‘在水中的重量’这两个数据，发现了弹簧称上的指数变小了，钩码在水中的重量要比在在空气中的重量要轻，说明了钩码受到水的浮力。‛‚钩码是下沉的物体，钩码受到水的浮力，说明下沉的物体也受到水的浮力。‛‚前面我们已经知道上浮的物体受到水的浮力，这次我们也实验证明了下沉的物体同样受到水的浮力，也就是说，所有物体在水中都受到水的浮力。‛当教师没有刻意把讨论方向限于得到某种结论时，学生讨论的生动性和丰富性显得格外彻底。这样学生对于知识的理解会更透彻，记忆也会更持久。科学探究就要让学生学会定向地观察和分析，养成科学的思维方式和习惯。3．问。

古人云：‚君子之学必好问。问与学，相辅相成者也，非学无以致疑，非问无以广识。好学而不勤问，非真能好学者也。‛‚问题‛是科学探究的起点，它指明了探究的内容和目标，也是学生探究兴趣的所在。在鼓励学生质疑提问时，教师要善于抓住学生心理，创设情境，引导学生自己发现问题，提出问题，解决问题。例如：在教学《浮力》,让学生举例生活中还有哪些物体是下沉的。有的学生提到‚铁‛，我顺藤摸瓜，引发学生思考‚是不是所有铁的物体都是下沉的呢？‛，学生马上反映‚不是‛，‚那么谁能举例说说哪种铁制的物体是上浮的物体，哪种铁制的物体是下沉的物体呢？‛有的学生想到‚铁船‛‚铁碗‛等是上浮的，‚铁钉‛‚铁锤‛等下沉的。‚讲到这里，你想到了什么问题吗？‛那学生就提出‚这么大的铁船为什么能浮在水面上，而小小的铁订却沉在水中？‛‚同样的材料，为什么有的沉，有的浮呢？‛进而引发学生对‚浮力的大小与什么有关？‛的思考。这正是我后面的教学设计探究‚浮力的大小与沉没水中的体积大小的关系‛的活动。现在已经转化为学生内心需要探究的问题。在这种真正的探究动机的作用下，学生以高涨的热情投入到后面的探究活动中。小学科学课程标准提出‚科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动。让他们自己提出问题、解决问题，比单纯的讲授训练更有效。‛科学探究是从问题开始的，问题不仅是整个科学探究过程的起点，而且还是探究活动各个阶段的起点。我们就要从引起学生产生疑问开始，打开学生的思路。

4、做。

科学探究的方法有很多，实验是其中的一种方法。

实验，是以借助仪器的间接的观察，由于实验是为了对猜想、假说进行检验，比直接观察更具有结构性，所以实验活动是最能反映科学方法的活动，是科学探究过程中收集证据的重要环节，也是认识较高层次的探究活动。那么怎样才能让实验教学真正达到培养学生学科学，用科学，培养学生科学探究的能力的目的呢？我认为从以下几方面做好：（1）实验前的目的性。

在实际教学中，学生对实验的兴趣却只是因好玩而引发，真正意义上的探究时兴趣就减弱了。在研究‚蜡烛燃烧的产物是什么‛的活动中，虽然老师对研究问题和注意点进行了提醒，但学生不感兴趣，他们迫切要做的是人人点蜡烛，倒入石灰水……实验忙的不亦乐乎，但到了汇报时，有很多同学还不知道研究的问题，实验现象也没有认真观察。这种纯粹被玩的意识支配的实验活动就难以收到成效，所以必须对学生进行实验目的性教育。首先，让学生清楚为什么要做实验。在创设的问题情景中产生问题，激发学生知道问题可以通过实验来解决的。这一环节实质是变‚要学生做什么‛为‚学生自己要做什么‛。在《浮力》这一课的导入，我用了《文彦博树洞取球》的动画故事创设问题情景，球踢进了又深又弯的树洞了，小朋友用尽办法都无法取出球了，文彦博突然灵机一动说‚有了，我想出一个办法了！‛让学生猜一猜文彦博想了一个什么办法。当学生都猜到是把水倒入树洞让球浮起来进而取球的办法时，我进一步提出，‚把水倒进去球就能浮上洞口了吗？如果这个烧杯就是那个又弯又深的树洞，而里面的乒乓球就是他们所踢的球，你用实验验证一下‛带着问题去实验，学生在操作时就有目的地去观察、思考，科学素养得到培养。

其次，就要让学生知道怎么实验，实验的先后程序，观察的重点，注意些什么等。‚细节决定成败‛实验前的要求提示是必不可少的。在‚下沉物体有没有受到水的浮力‛的实验前，我给学生提出四点要求‚1：正确使用测力计（使用前，先把指针归零，左边的读数才是表示受到力的大小，读数时视线与指针平行。）2：被测物体全部浸入水中，但不能碰到水槽底和水槽壁。3：记录每种被测物体在空气中的读数和水中的读数。4：最后小组讨论，说说你们发现了什么？‛明确实验要求，减少甚至避免了实验操作的失误，让学生少走弯路，提高课堂效率。

强化了目的性教育，学生内心对实验活动的认识也就更清晰了。（2）实验时的观察、体验和记录。

科学教学中，学生观察越仔细，就越能发现和提出问题，也能更多地思考和探究，学生的自主性和探究性表现得也更充分。在研究‚蜡烛燃烧的产物是什么‛的活动中，我先让学生点燃蜡烛认真观察，提问‚你看到了什么？‛学生马上注意到‚蜡烛燃烧时冒出了黑烟‛，我再让学生把蜡烛吹熄，提问‚你又看到了什么？‛，学生惊奇地发现‚蜡烛这时冒出的是白烟‛，接着，我让学生用火柴点燃刚熄灭时的白烟，‚观察有什么现象发生‛。学生兴奋地发现居然能点燃蜡烛。然后，我让用烧杯罩住燃烧的蜡烛，‚你发现了什么？‛学生发现蜡烛慢慢熄灭了，再引导学生观察烧杯‚有什么出现？‛学生看到了水珠。最后，让学生把澄清的石灰水倒入刚才罩住蜡烛的烧杯，‚你又发现了什么？‛学生发现了白色粉末。正如伽利略说的‚一切推理都必须从观察与实验中得来。‛实验观察是进行科学推理的前提，是获取正确结论的保证，是总结规律的主要手段。因此，教师在实验时让学生带着问题有顺序地观察，是十分重要的。

记录有利于孩子的回忆和反思。促使学生深入思考和分析一些科学现象，促进学生加深对科学现象的理解，促进学生科学思维的发展，也是使学生牢固掌握知识的有效途径。这就要求这就要求老师精心设计学生的活动记录表，针对不同的活动，设计不同的记录表。其次要求学生在实验探究发现的第一时间作好记录；再者要求学生能通过记录所获得的信息，能进一步分析事实隐含的理性内容。（3）实验后思考、讨论。

前面在第2点‚想‛的部分已有论述。

总之，科学实验是在教师的组织和引领下，让学生自己制定计划，自己设计实验过程，亲历实验过程，分析实验现象，得出实验结论；把过程和结果很好的统一起来。让学生动手操作，动脑思考，亲自实践，在感知、体验的基础上，内化成科学探究能力。

[参考文献] 全日制义务教育《科学（3～6年级）课程标准》（实验稿）中华人民共和国教育部制订，北京师范大学出版社，2001年7月第一版

董明法：《科学探究中的实验设计》

麻淑梅《实验教学在小学科学中的地位和作用》 邱世根《培养学生‚科学猜想‛的能力》 崔如高《浅谈小学科学课的提问 》

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