在科学教学中体验探究的快乐
——从琴纳与牛痘的故事说开去
潜江市实验小学
谢琳
在当今国际科学教育改革的热潮中,探究是出现频率最高的几个关键词之一。从语义而言,据《辞海》(
1989年版)的解释,“探究”指“深入探讨,反复研究”。现在使用的科学探究具有双重含义:一是指科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据作出解释的各种方式;二是指学生构建知识,形成科学观念,领悟科学研究方法的各种活动。本文仅从在科学课程中如何指导学生开展科学探究活动,谈谈自己的看法,就教于大家。
为什么要在小学科学教学中提倡科学探究?其目的是通过科学探究过程与方法的实施,以满足儿童求知欲,保护儿童珍贵的好奇心,获得知识,培养解决问题的能力,增进和加深对已有知识的理解并能融合贯通,学会交流与合作,能以平和的心态经历挫折与失败、曲折与迂回、成功与兴奋,在亲历探究的过程中增长知识,提高能力,最终回报社会。
科学探究虽然在科学教学与活动中具有举足轻重的作用,但也并非唯一的一种学习方式。在教学活动中,我们应根据具体内容和情况选择更科学、更合理的教学方法,切实做到教学相长,优势互补,相得益彰。
一、提出问题
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、提出问题往往比解决问题更重要(爱因斯坦语)。科学是什么?科学不仅是需要学习的一堆知识,同时也是一种学习的过程与方法(杜威语)。简言之,科学就是提出问题并想办法解决问题的过程。可见,提出问题是各科学习的前提和基础,尤其在科学教学中显得更为重要。
“琴纳和牛痘的故事”(苏教版科学三年级上册
P4-5)中,琴纳发现了种牛痘能预防天花,就是从提出问题“为什么挤奶的女工不得天花”开始的。当然,在他提出问题之前,如果没有养成良好的观察习惯,也是不可能提出有关问题的。
我在教学活动中,把学生领到操场上,让他们观察蚂蚁的活动状态。我事先在几处地上放置了一些吃剩的面包屑、鸡骨头、苹果皮等,学生在观察后提出了很多问题:如蚂蚁为什么能背负数倍于自身的食物?蚂蚁在搬不动食物的情况下是如何通知其它伙伴的?蚂蚁会说话吗?……学生能提出这些问题,首先说明学生在认认真真的观察,其次说明学生在观察的同时也在积极思考问题。
作为科学教师,有责任在平时的教学活动中,有意识地培养学生观察的兴趣和能力,让学生在日常教学活动中,逐步养成良好的观察和思考习惯,遇事多问为什么,这样才有可能提出具有研究价值的问题来。因此,琴纳提出的问题是具有典型意义的,是具有研究价值的,那我们的学生在观察蚂蚁的活动中所提出的问题也是不错的。
二、寻找原因
问题一旦提出后,就应着手寻找产生这一问题的可能原因,为后面的研究铺平道路。
仍以琴纳和牛痘的故事为例,当琴纳提出“为什么挤奶的女工不得天花”后,他来到奶牛场实地考察时,发现了一种奇怪的现象,那就是牛也会生一种类似天花的病——牛痘,而奶牛场的女工们和牛一样,都患过牛痘。于是,琴纳根据亲眼所见,提出了一个大胆的设想,“能否给人接种牛痘呢”?这一设想能否成立,对于琴纳来说,是需要具有超人的勇气和胆略的,这是琴纳在寻找奶牛场女工不得天花过程中的一次质的飞跃,为他的后续研究奠定了基础,提供了可能。
我在指导学生观察蚂蚁后,针对提出的问题,让学生自己想办法去寻找证据,学生有的上网查询,有的去图书馆查阅资料,有的继续观察蚂蚁的行踪,有的请教
家长与老师,这些都是学生在科学探究活动中必不可少的步骤和环节。
诚然,学生在寻找这些原因的过程中,不可避免的会遇到困难和挫折,如“蚂蚁晚上如何睡觉?”“它睡觉时眼睛是睁开还是闭着的”等,由于受时间、空间、环境及条件等诸多限制,很多问题可能是学生无法观察到和无力解决的,那就应鼓励学生通过其他途径去了解,去探究,直到寻找到自己满意的答案以解开心中的疑团。
三、实验研究
对知识面相对较窄的小学生而言,在寻找原因的过程中,有些问题可能前人已经得出了结论,这是可以通过多种途径去寻找到现成答案的,而大多数未知领域的问题,是不可能找到现成答案的,那就要求我们在寻找和猜测的基础上,通过实验的方法来验证假设,找到答案。
琴纳在作出“能否给人种牛痘”的设想后,经过慎重思考,决定给一个
8岁的男孩接种牛痘。“种了牛痘的人是不是就一定不会得天花呢?”于是,琴纳又给这个小男孩接种了天花,漫长的半个月过去了,小男孩安然无恙,琴纳终于松了一口气。虽然如此,但有很多人依然对这件事情持怀疑态度,甚至有人想象说,小孩种牛痘后可能会长出牛犄角和牛鼻子来,这些怀疑虽然没有什么科学依据,但也不是完全没有道理的,成败与否,只有让时间来检验。
我让学生课后继续观察蚂蚁,除了借助放大镜仔细观察外,更重要的是要学会用心去看。当一只蚂蚁找到食物后,一般情况下,是把食物直接拖回蚁穴,但当食物足够大时,它会沿途去通知同窝的蚂蚁来搬运,在通知其它伙伴时,蚂蚁会边走边嗅,碰到同伙会用触角互相碰一碰,仿佛在问好,又仿佛在告诉同伴,快去告诉伙伴们来把食物搬回家去。这样蚂蚁一传十,十传百,很快成群结队的蚂蚁就会来到食物旁,一起把食物运走。
根据这一现象,我指导学生做了这样一个实验,在一只蚂蚁走过的路上,用湿布把它走过的某一段路擦干净,当蚂蚁返回时走到此处,嗅觉好象失灵了似的,左突右撞,就是找不到回家的路。学生惊喜地发现这一情况后,离寻找到“蚂蚁靠什么不迷路”的正确答案也就为时不远了。
通过这样的探究活动,学生对科学课程的学习兴趣更浓了。如此说来,我们的学生就有可能在不经意间,发现前人没有发现的研究对象,从而为自己的科学探究活动提供更有力的支撑。
四、得出结论
科学探究是一个漫长而复杂的过程,其间的酸甜苦辣只有亲历过的人才能真切地体会到。而一个科学结论的得出或一个科学成果的诞生,短则几个月几年,长则需要经过几十年甚至几百年的积淀才能为世人所知,这样的情况在科学界是有目共睹的。
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世纪的英国乡村医生琴纳,在给
8岁男孩接种牛痘后又接种天花安然无恙,虽然遭到质疑,然而,当天花再一次流行时,曾被接种牛痘的
2000多名村民无一人患天花。琴纳用事实证明自己的试验成功了,并且在几百年后的今天,仍然在保护着我们的健康,但愿能永远保护人类的健康。
学生通过对蚂蚁的探究,从提出问题——蚂蚁靠什么不迷路和通过何种方式与同伴交流;到寻找原因——查资料、上网等,再到实验研究——用湿布擦净蚂蚁走过的某一段路,蚂蚁无法找到返回的路;最后得出结论——蚂蚁是群居动物,身体基本上分为头、胸、腹三部分,蚂蚁是通过身体分泌的气味,使自己能准确迅速地找到回家的路的,是通过互相碰触角的方式来互通情报和传递信息的。
琴纳作为
18世纪英国的一名乡村医生,他的发现改变了人们的生活质量,至今仍在造福人类。我们的学生年龄虽然很小,知识也有限,但他们对蚂蚁的观察研究也是实实在在的,相信他们在今后的学习中会大显身手,在未来的社会中是一定会大有作为的。
综上所述,在科学教学中实施科学探究活动,是科学教学的重要手段之一,学生在亲历过程中,通过对研究对象的零距离接触,对所研究对象的深层次思考,学生的学习和研究能力无疑会得到提升。当然,还有很多其他研究方法也能让学生获益。总之,我们应给学生一个宽松民主的人际环境,和谐互动的课堂氛围,作为创设这种学习氛围的教师,必须用自己的语言和行为去影响和感染学生,把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境中,使其在自主学习、自主探索中获得一种新的学习体验,并将这种体验贯穿人的一生而受益终生。