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《义务教育小学科学课程标准》强调了科学探究的重要性,提出:科学探究是人们探索和了解自然、获得科学知识的重要方法;以证据为基础,运用各种信息分析和逻辑推理得出结论,公开研究结果,接受质疑,不断更新和深入,是科学探究的主要特点。课程标准关于科学探究也提出了具体要求:知道科学探究需要围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案,通过收集和分析信息获取证据,经过推理得出结论,并通过有效表达与他人交流自己的探究结果和观点;能运用科学探究方法解决比较简单的日常生活问题。
但一个不容忽视的现实是,每天学生逗留在学校的时间只有六小时,每堂课只有四十分钟,许多科学课内的学习活动因为内容、条件、设施等多方面的原因,只能扩展到课外,课外探究活动已经成为学生科学课学习的另一个渠道,是他们获取知识﹑直观地分析和解决问题的又一途径。
一、实验制作类
实验制作是小学科学活动中常见的一种探究形式,它包括实验、创新发明、制作等部分。
1.生活小实验
对小学科学而言,实验主要指对已有的科学认识、结果进行验证和重演。虽然对成人来说实验结果是已知或确定的,但对学生是未知的,实验能够帮助他们学习实验的方法,学习设计实验、控制实验条件、分析实验现象,亲历科学知识的产生过程,提高科学探究能力。组织学生开展课外小实验活动,能拓展学生的探究视野,满足学生个性化的探究需求,教师可以组织学生在课后利用身边的材料开展小实验。
教学完“改变浮力大小的因素”这一活动后,教师可以要求学生在家中继续研究这一问题:找到装水的杯子,把鸡蛋放入水中观察沉浮现象,之后想办法让鸡蛋浮起来,但不照搬课堂中使用过的加盐的方法。这个实验的材料简单易得,实验方法并不复杂,有一定的挑战性,既能激发学生的探究兴趣,又便于学生联系实际,巩固课堂所学。
2.创新小发明
发明是运用自然规律解决技术领域中特有的问题,以更好地满足人们日常生活的需要。在生活中,人们常常会遇到各种各样的困难和需求,为了满足这些需求,一些小发明往往随之诞生。
在教学“设计制作自动滴灌装置”这一内容前,教师可以提前给学生布置一个研究任务,要求学生想办法解决——全家人要出门旅游一个星期,阳台的盆栽花草无人照料,怎样才能让花盆中的土壤保持持续充足的水分呢?如果学生有困难,教师可以组织他们开展讨论,同时提供医院输液的图片,引导他们观察控制水滴大小的调节器,待弄明白调节器控制水滴大小的原理后,鼓励他们自行设计并制作一个类似的自动滴灌装置。这样一个小发明活动重在引导学生体验问题解决的过程,学生从生活中的问题出发,尝试提出解决问题的设想,并付诸实践,有效提升了他们的动手探究能力。
3.改良小制作
在科学探究活动中,改良小制作与小发明最大的不同在于小发明是源于生活中的需求,主要是通过从无到有的发明解决实际需求,改良小制作则是对已有的东西进行改进,使其进一步契合自己的需求。如学生在做值日生时发现,黑板粉笔槽内的粉笔灰很难擦干净,教师可以组织学生讨论并在课外开展“改良粉笔槽”活动,必要时,教师可以提供有针对性的案例、图片作启发。有的小组提出运用电动滚筒运输带和运输带下方的毛刷清理粉笔灰这一设想,获得全班大多数同学的认可。其实,这一活动中,学生能否成功做出成品并不重要,重要的是教师引导和鼓励他们大胆提出合理的假设并进行设计,学习把自己头脑中的知识联系实际。
二、观察记录类
一般来说,科学课外的观察记录活动主要有以下几种:
1.自然观察记录
自然观察记录活动一般是指对自然事物和现象的观察和记录,是学生了解自然规律的一种常用探究活动。自然规律的得出离不开大量的观察、记录和总结,由于大多数自然观察记录活动都是长周期活动(如观察月相、观察动物习性等),学生需要长时间、不间断地进行观察和记录,这就导致在课堂上无法完成,只能安排在课外,由学生自行观察和记录。教师则是在活动前指导,活动中督促,活动后引导分析,形成结论。
2.较长期实验观察记录
有一些人为控制的实验花费的时间很长,需要较长期的观察和记录,如探究种子萌发条件、探究铁钉生锈条件等活动。这类实验往往不能马上看到实验现象,需要较长时间的观察和记录,教师除了需要指导学生认识一些实验中的注意事项外,还要引导他们记录尽可能全面的信息,便于后期的分析。
3.生活观察记录
科学课中,除上述的两类观察记录活动外,还有一些是对日常生活现象的观察记录,主要是为了解释日常生活中的一些现象及其产生的原因、后果等。如“记录生活中的垃圾”这一活动,在一段时间内,学生需要每天对家中、学校里产生的垃圾进行记录,再将全班学生的记录汇总,使他们直观地认识到人类产生垃圾的数量之多,以及对自然的危害。这类活动,通常对学生的情感态度和价值观影响较大,在学生记录结束后,教师引导学生确定讨论的方向十分重要。
观察记录是人类通过自己的感官认识世界的一种常用探究方法,由于学生已有知识和经验以及能力基础等不同,在开展观察记录活动时,对不同年段的学生要求并不一样。下表是某小学科学教研组制定的观察能力要求:
三、资料收集类
现代社会已经进入到信息时代,信息的收集、整理和分析是人不可缺少的一种核心能力,信息、资料获取的渠道不同,所需要的方法也有所侧重,科学教师要善于组织学生开展课外的资料收集类活动。
1.场馆资料收集
对学生科学学习来说,社会中各类博物馆是一个很好的科学探究场所。博物馆的类型很多,如人文、地理、历史、科技等,这些场馆中更多的是实物、模型,文字与图片的记录不多。更为重要的是,博物馆的设计理念都是“带着问题进,带着更多的问题出”。所以,组织学生在各类场馆开展资料收集活动,主要是为了引发学生更多的思考,而不是为了解决某一特定问题。如要收集“恐龙如何灭绝”的相关信息,在各类场馆中不可能找到一个确定的答案,但可以了解各种假设以及相应的证据。这时,教师需要引导学生利用已有的證据来提出自己的假设,或者支持的观点,或者提出对有些观点的不同意见等,尽管不会有一个定论,但仍然可以很好地培养他们的科学素养。 2.网络资料收集
互联网普及的时代,网络中有海量的资料,其中不乏对学生科学学习有用的信息,教师要引导学生利用网络收集相关资料,服务科学学习。在学习“认识地球”内容前,教师可以组织学生利用网络收集与地球相关的资料,在此基础上,引导他们对地球的几个具体方面进行资料筛选和整理,逐一认识地球的形状、地形地貌、演变等。需要注意的是,由于网上资料的真实性难以辨识,教师需要指导学生对资料的来源与出处进行考察,引导他们学会在专业、权威网站上进行资料收集。
3.书籍资料收集
与網络资料相比,书籍、报纸、期刊等传统出版物的资料真实性更加可靠,能很好地促进学生的科学学习。在这类资料收集活动中,教师要重点指导学生对资料的出处进行标注,提升他们文献查阅和研究的能力。如关于“风筝”的资料收集活动,学生通常能找到许多关于风筝的资料,在最后交流的部分,待每位同学交流之后,教师需要刻意问一句“在哪里看到的资料”,提醒他们有意识地对所寻找到的资料进行出处标注。
四、表达交流类
交流表达是探究活动的成果展示环节,更是学生思维碰撞与发展的关键环节。由于许多探究活动并没有固定的答案,所以每一位学生的表达与交流都能引起其他学生的进一步思考,引起学生自发的批判与质疑。
1.交流讨论类
交流讨论是常见的一种探究活动,能即时地反映出学生对某些问题的思考。但有时候,由于讨论内容涉及范围太大,无法在课堂上充分展开,因此在课外开展交流讨论活动就顺理成章了。如在课外探究中很常见的“头脑风暴”活动,学生会针对所要讨论的问题进行各种假设和思考,提出自己的想法,学生彼此间不同的想法会激起强烈的思维碰撞,进而引出每个人更深层次的思考。这类活动的重点并不在最终的讨论结果,而在过程,教师需要做的重点是,在过程中适当地“激化”矛盾,使得思维碰撞更加强烈而高效。
2.作品展示类
作品展示一般是在动手制作类活动之后进行的成果展示。通常,由于课堂内的制作时间长,会导致展示部分无法在课堂上充分展开。这时,课外大范围集中展示就尤为重要。这样做,既能激发学生在课上制作的兴趣,又能通过展示这个渠道提升学生的自信,促进更多学生在观展的过程中,发现自己作品的不足。
广东省广州市番禺区天誉小学(511400)
但一个不容忽视的现实是,每天学生逗留在学校的时间只有六小时,每堂课只有四十分钟,许多科学课内的学习活动因为内容、条件、设施等多方面的原因,只能扩展到课外,课外探究活动已经成为学生科学课学习的另一个渠道,是他们获取知识﹑直观地分析和解决问题的又一途径。
一、实验制作类
实验制作是小学科学活动中常见的一种探究形式,它包括实验、创新发明、制作等部分。
1.生活小实验
对小学科学而言,实验主要指对已有的科学认识、结果进行验证和重演。虽然对成人来说实验结果是已知或确定的,但对学生是未知的,实验能够帮助他们学习实验的方法,学习设计实验、控制实验条件、分析实验现象,亲历科学知识的产生过程,提高科学探究能力。组织学生开展课外小实验活动,能拓展学生的探究视野,满足学生个性化的探究需求,教师可以组织学生在课后利用身边的材料开展小实验。
教学完“改变浮力大小的因素”这一活动后,教师可以要求学生在家中继续研究这一问题:找到装水的杯子,把鸡蛋放入水中观察沉浮现象,之后想办法让鸡蛋浮起来,但不照搬课堂中使用过的加盐的方法。这个实验的材料简单易得,实验方法并不复杂,有一定的挑战性,既能激发学生的探究兴趣,又便于学生联系实际,巩固课堂所学。
2.创新小发明
发明是运用自然规律解决技术领域中特有的问题,以更好地满足人们日常生活的需要。在生活中,人们常常会遇到各种各样的困难和需求,为了满足这些需求,一些小发明往往随之诞生。
在教学“设计制作自动滴灌装置”这一内容前,教师可以提前给学生布置一个研究任务,要求学生想办法解决——全家人要出门旅游一个星期,阳台的盆栽花草无人照料,怎样才能让花盆中的土壤保持持续充足的水分呢?如果学生有困难,教师可以组织他们开展讨论,同时提供医院输液的图片,引导他们观察控制水滴大小的调节器,待弄明白调节器控制水滴大小的原理后,鼓励他们自行设计并制作一个类似的自动滴灌装置。这样一个小发明活动重在引导学生体验问题解决的过程,学生从生活中的问题出发,尝试提出解决问题的设想,并付诸实践,有效提升了他们的动手探究能力。
3.改良小制作
在科学探究活动中,改良小制作与小发明最大的不同在于小发明是源于生活中的需求,主要是通过从无到有的发明解决实际需求,改良小制作则是对已有的东西进行改进,使其进一步契合自己的需求。如学生在做值日生时发现,黑板粉笔槽内的粉笔灰很难擦干净,教师可以组织学生讨论并在课外开展“改良粉笔槽”活动,必要时,教师可以提供有针对性的案例、图片作启发。有的小组提出运用电动滚筒运输带和运输带下方的毛刷清理粉笔灰这一设想,获得全班大多数同学的认可。其实,这一活动中,学生能否成功做出成品并不重要,重要的是教师引导和鼓励他们大胆提出合理的假设并进行设计,学习把自己头脑中的知识联系实际。
二、观察记录类
一般来说,科学课外的观察记录活动主要有以下几种:
1.自然观察记录
自然观察记录活动一般是指对自然事物和现象的观察和记录,是学生了解自然规律的一种常用探究活动。自然规律的得出离不开大量的观察、记录和总结,由于大多数自然观察记录活动都是长周期活动(如观察月相、观察动物习性等),学生需要长时间、不间断地进行观察和记录,这就导致在课堂上无法完成,只能安排在课外,由学生自行观察和记录。教师则是在活动前指导,活动中督促,活动后引导分析,形成结论。
2.较长期实验观察记录
有一些人为控制的实验花费的时间很长,需要较长期的观察和记录,如探究种子萌发条件、探究铁钉生锈条件等活动。这类实验往往不能马上看到实验现象,需要较长时间的观察和记录,教师除了需要指导学生认识一些实验中的注意事项外,还要引导他们记录尽可能全面的信息,便于后期的分析。
3.生活观察记录
科学课中,除上述的两类观察记录活动外,还有一些是对日常生活现象的观察记录,主要是为了解释日常生活中的一些现象及其产生的原因、后果等。如“记录生活中的垃圾”这一活动,在一段时间内,学生需要每天对家中、学校里产生的垃圾进行记录,再将全班学生的记录汇总,使他们直观地认识到人类产生垃圾的数量之多,以及对自然的危害。这类活动,通常对学生的情感态度和价值观影响较大,在学生记录结束后,教师引导学生确定讨论的方向十分重要。
观察记录是人类通过自己的感官认识世界的一种常用探究方法,由于学生已有知识和经验以及能力基础等不同,在开展观察记录活动时,对不同年段的学生要求并不一样。下表是某小学科学教研组制定的观察能力要求:
三、资料收集类
现代社会已经进入到信息时代,信息的收集、整理和分析是人不可缺少的一种核心能力,信息、资料获取的渠道不同,所需要的方法也有所侧重,科学教师要善于组织学生开展课外的资料收集类活动。
1.场馆资料收集
对学生科学学习来说,社会中各类博物馆是一个很好的科学探究场所。博物馆的类型很多,如人文、地理、历史、科技等,这些场馆中更多的是实物、模型,文字与图片的记录不多。更为重要的是,博物馆的设计理念都是“带着问题进,带着更多的问题出”。所以,组织学生在各类场馆开展资料收集活动,主要是为了引发学生更多的思考,而不是为了解决某一特定问题。如要收集“恐龙如何灭绝”的相关信息,在各类场馆中不可能找到一个确定的答案,但可以了解各种假设以及相应的证据。这时,教师需要引导学生利用已有的證据来提出自己的假设,或者支持的观点,或者提出对有些观点的不同意见等,尽管不会有一个定论,但仍然可以很好地培养他们的科学素养。 2.网络资料收集
互联网普及的时代,网络中有海量的资料,其中不乏对学生科学学习有用的信息,教师要引导学生利用网络收集相关资料,服务科学学习。在学习“认识地球”内容前,教师可以组织学生利用网络收集与地球相关的资料,在此基础上,引导他们对地球的几个具体方面进行资料筛选和整理,逐一认识地球的形状、地形地貌、演变等。需要注意的是,由于网上资料的真实性难以辨识,教师需要指导学生对资料的来源与出处进行考察,引导他们学会在专业、权威网站上进行资料收集。
3.书籍资料收集
与網络资料相比,书籍、报纸、期刊等传统出版物的资料真实性更加可靠,能很好地促进学生的科学学习。在这类资料收集活动中,教师要重点指导学生对资料的出处进行标注,提升他们文献查阅和研究的能力。如关于“风筝”的资料收集活动,学生通常能找到许多关于风筝的资料,在最后交流的部分,待每位同学交流之后,教师需要刻意问一句“在哪里看到的资料”,提醒他们有意识地对所寻找到的资料进行出处标注。
四、表达交流类
交流表达是探究活动的成果展示环节,更是学生思维碰撞与发展的关键环节。由于许多探究活动并没有固定的答案,所以每一位学生的表达与交流都能引起其他学生的进一步思考,引起学生自发的批判与质疑。
1.交流讨论类
交流讨论是常见的一种探究活动,能即时地反映出学生对某些问题的思考。但有时候,由于讨论内容涉及范围太大,无法在课堂上充分展开,因此在课外开展交流讨论活动就顺理成章了。如在课外探究中很常见的“头脑风暴”活动,学生会针对所要讨论的问题进行各种假设和思考,提出自己的想法,学生彼此间不同的想法会激起强烈的思维碰撞,进而引出每个人更深层次的思考。这类活动的重点并不在最终的讨论结果,而在过程,教师需要做的重点是,在过程中适当地“激化”矛盾,使得思维碰撞更加强烈而高效。
2.作品展示类
作品展示一般是在动手制作类活动之后进行的成果展示。通常,由于课堂内的制作时间长,会导致展示部分无法在课堂上充分展开。这时,课外大范围集中展示就尤为重要。这样做,既能激发学生在课上制作的兴趣,又能通过展示这个渠道提升学生的自信,促进更多学生在观展的过程中,发现自己作品的不足。
广东省广州市番禺区天誉小学(511400)