如何在科学教学中实施探究性学习
关键词:小学科学实验探究教学
科学探究是学生主动获取科学知识、理解和解决科学问题的重要实践活动。涉及提出问题、猜测假设、制定计划、进行实验、观察记录实验现象、分析解释实验现象、反思评价、表达交流等一系列探索过程。学生可以通过亲身经历和实验探究活动的体验，激发科学学习的兴趣，了解科学的本质，学习科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。科学探究是一种重要的学习方式，也是小学科学的主要内容，对发展学生的素养有着不可替代的作用。
创新学习旨在培养学生的创新精神、创新意识、创新思维、创新方法和技能，使学生的主体性得到真正的体现，使学生经常有成功的经历，增强学习兴趣，提高学习效率。同时也培养学生求真务实的科学态度。
在科学教学过程中，培养学生探究能力和创新能力的切入点可以通过科学探究来实现，变“验证”为“探究”，引导学生用自己的智慧发现问题、分析问题、解决问题。科学实验是小学科学教学中培养学生科研能力和创新能力的重要载体。
1.营造和谐的学习氛围，为学生提供合作探究的条件。
在合作探究的过程中，对教室的环境进行了重新设计，主要是座位的变化。座椅设计为可移动模块，四个人可以自由组合为一个查询单元。经过小组讨论和合理分工，一人主持实验探究全过程，称为首席主持人；一个人负责在小组询问过程中联系老师和其他小组成员，称为信息信使；一个人负责记录和写报告，叫文员；一个人负责报告演示组的结果，被称为发言人；团队四人分工，责任在人，成果归四人所有。通过这种安排，增强了学生交流的效果和质量，将学生之间的竞争关系转化为互利合作。学生可以在这样和谐的环境中自由参与探索和创新，学习效果更好。
2.为学生提供合理的探究题目[1]
由于小学生学习科学的时间较短，对科学知识的掌握还不够深入，所以确定探索性实验的课题是可行的，要根据学生已有的知识基础和理论水平，让学生在观察实验现象后确定问题的关键，用已有的理论基础提出几种可能的推论，并通过科学实验加以验证。比如设计种子萌发所需条件的探索性实验，蚯蚓选择环境的探索性实验。
3.创设问题情境，让学生参与探究。
所谓问题情境的创设，就是教师在教学内容和学生的求知心理之间创造一种协调，引导学生进入与所提问题相关的情境，引发学生对未知事物的迫切渴望，诱发探究性思维活动，使学生对新知识产生浓厚的兴趣，开启学生思维的闸门，培养学生探究知识的能力和习惯。[2]
第1课:在讲授马铃薯在液体中沉浮实验的过程中，我们巧妙地设置了一个问题情境:将同一个马铃薯分别放入1号未知液体和2号未知液体中。学生观察实验现象，发现土豆沉在1号液体中，却浮在2号液体中，引起学生疑问。原因是什么？鼓励学生进一步探究液体之间的差异，以及可以用什么方法来比较两种液体。
在一堂课中，不仅要在课开始时创设问题情境，激发学生的参与动机，而且要在整个教学过程中尽力创设问题情境，使学生始终处于问题情境中，从而始终保持认真、积极的态度和情绪，提高学生的学习情绪。
4.利用探索性实验培养小学生设计和实施计划的能力。
在科学研究过程中，提出一个假设后，要设计一个研究计划来检验我们的假设，并实施相关的计划。研究方案的设计和实施涉及诸多因素:一是研究方法的选择，即根据研究问题的性质和假设，选择合适的研究方法，如实验、调查、观察和统计等。第二，研究步骤的具体化，包括合适的设备、地点、操作过程、安全措施等。再次，变量的控制和比较要明确计划中需要控制哪些变量，如何控制；第四，在实践中，要系统地观察、准确地测量、收集和整理所获得的数据。在小学科学教学中，在让学生了解科研的一般步骤的前提下，教给他们科研方案设计和实施中的一般程序。在此基础上，有计划地选择一些探索性实验课题，让学生按照科研的一般步骤设计实验方案，实施实验操作计划，从而提高自己的科研能力。
第二课:探索绿豆种子发芽的条件。根据学生的生活经验，他们会提出水、日照、适宜温度、土壤、空气等条件，确定研究方法是实验法，然后制定相应的实验方案。重点讨论如何控制对比实验的条件，如探究空气对绿豆种子发芽的影响，用什么方法控制对照组绿豆始终暴露在空气中。这是实验的重点和难点。实验过程中，学生不断观察记录。
5、利用探索性实验提高小学生分析数据和解读数据的能力[3]
在科学研究的过程中，会获得大量的信息和数据。对获得的信息和数据进行处理和分析，这个过程会涉及到:第一步，利用符号、图表等对信息进行分类和转换。很多数据和资料一开始是分散的，通过转换和分类可以理清数据和资料的关系。在处理过程中，往往需要运用数学工具进行处理，包括图表、表格、统计等数据处理方法，让数据和资料说明问题；第二步，在处理的基础上，根据信息和数据，建立因果关系；第三步，运用相关科学原理解读数据和资料。在科学教学中，可以通过一些实验课题，设置不同类型的实验材料，让学生对实验现象和实验数据进行处理，掌握定性和定量的因果关系，寻找科学规律，培养学生分析和解释数据的能力。
6.利用探索性实验培养小学生分析、推理和反思评价的能力。
这个过程必然涉及:第一，基于证据得出结论是一个复杂的过程，需要综合各种信息，基于已有的理论和经验；其次，假设与证据的关系有几种可能:证据支持假设——假设确定；证据部分支持假设——假设需要修正；证据不支持这个假设——需要重新设定。确定什么样的关系需要批判性思维和逻辑思维。第三，在检验假设的过程中，我们需要反思研究过程的可信度。