“在劳力上劳心”
——科学课中学生探究能力培养初探
科学课的培养目标应该是具有科学素养的人。简单地说就是既会动手又善思考的人。要培养这样的学生，我们科学教师就要在每一堂科学课上关注学生的科学探究欲望和科学探究能力。更重要的是通过活动让学生在探究技能上有实实在在的提高。笔者作了以下一些尝试：
1、提问、猜想能力
陶行知先生在《每事问》中说：“发明千千万，起点是一问。”强调了提问在探究过程中的重要性。这也同爱因斯坦的看法不谋而合：“一个问题的产生通常比它的结论更为重要。”在科学课的教学实践中笔者认为应注意几个提问的切入点。
⑴找准问点。要让学生知道，提问要有明确的指向性。要提自己真正想不明白的问题。比如，学生看见彩虹，就问“彩虹是什么颜色的”，还问“彩虹是怎么形成的”。相比之下，第一个问题完全可以通过学生自己去观察解决，第二个问题才提得有价值。
⑵控制问面。也就是在课堂上提问的范围。对一个现象提与之相关的问题，而不能随意把问题延伸到与探究对象毫不相关的地方。即使有，也应另外找机会提出并研究。因为学生的思维有很强的发散性，问题过度的发散会影响既定主题的研究进程和效益。
⑶把握问机。教师要经常做示范、引导，让学生在不断的练习中学会在活动与活动的衔接处提问；在层次与层次的递进处提问；在材料与材料的结构处提问。因为科学课通常由一些单个的实验或活动组成。一个活动在进行时，学生往往会生成许多新问题，而且会很急切地提出，渴望解决。这时教师要提示学生，这么做会影响这个实验的顺利进行，应该等这个实验结束后再勇敢地、有条理地把问题提出来。这样，在有序的操作和思考中学生自然会学会正确的提问。
同时，教师对于低年级学生要善于作提问的示范。用多种提问方法让学生在潜移默化中揣摩和临摹，这样能更快地提高提问的技巧。
形成问题以后，教师要引导学生建立合理的假设。比如在研究“怎样加快冰的溶化”时，学生根据他们的生活经验说出了“搅拌”、“加温”、“敲碎”等不同的方法。这些猜想和假设需要丰富的生活经验和已有知识作保证。而精当的提问和合理的假设则开启了一道科学探究活动的大门。
2、实验设计能力
实验方案的设计是学生解决实际问题的综合体现。小学科学课中的实验大致可以分为三类：观察类实验、验证类实验和探究类实验。笔者在实践中发现，对不同的实验应该有不同的指导重点。
⑴设计观察类实验要注重集思广益、合理分工。对一个科学现象的观察，观察角度可以有多个。为了全方面地反映这个现象表现出来的特征，全面收集数据，学生就需要学会讨论和合作。比如教学《观察鱼》。观察之前我先请各小组学生商量一下，怎样来观察各种鱼的相同点和不同点。这其实就是一个口头设计实验的过程。我参与了其中一个小组的讨论。有学生建议每个人观察不同的部位，然后再合起来。（我很佩服她！）大家都说好。于是小组里有的观察嘴，有的观察眼睛和鳃，有的观察鱼鳞，有的观察鳍，有的观察尾巴……观察活动顺利开展了。我把他们的经验及时同其他小组作了交流。那一课，大家的观察结果很全面，很快速，真正在比较中掌握了鱼的特征。
⑵设计验证类实验要重视学生对实验变量的控制。比如学生在争论纸球和玻璃球同时下落谁先着地。我请学生讨论，如果要做这个实验应该注意些什么。他们七嘴八舌地说开了，有的说高度要一样；有的说纸球和玻璃球大小要一样；还有的说要一个人来操作，否则怕有先有后。然后我引导他们把所说的都整理起来。于是这个实验的“变量”和“常量”就清晰地展现在大家面前了。
⑶设计探究类实验，教师要提供有结构的材料。探究实验是让学生通过动手操作，在分析现象和数据后总结出科学结论和经验。笔者认为在进行这类实验设计前，教师要提供一些可以让学生选用的材料，但不唯一。让学生在对所提供材料的思考上获取灵感，从而降低一些难度。比如《加热和冷却》，我提供给学生以下材料：铁环、铜球、气球、酒精灯、烧杯、烧瓶、水槽、钉着钉子的木板、带橡胶塞的玻璃管、冷热水等。看着这些材料，学生想到了多种实验方案：有的把铜球加热来试着通过铁环；有的把铁环加热，看能不能穿过两个铁钉；有的用装满水、插上玻璃管的烧瓶放在热水里；……我想，如果不提供材料，光让学生纸上谈兵，不知道会出现怎样茫然的场面。
3、数据收集、整理和分析能力
在探究活动中，常常需要一些数据来说明问题。数据能真实地描述时间的先后、具体数量和增减情况等。对于小学生来说，数据的采集可以完成，但是整理和分析则有较大难度。所以笔者注重了后者的练习。在实践中发现有一些需要注意的地方。
首先，要让学生忠实于原始数据。笔者发现，有的学生在实验中所记录的数据与他预料的相差甚远，也不同于别人的记录，于是在记录单上填上了别人的数据。碰到这种情况，我就告诉学生，只有真实的数据才是科学的。虽然你的数据和别人不同，可是说不定真正能说明问题的是你的数据呢！以此来增强学生的自信心。
其次，要让学生学会将数据分类。一般情况下，课堂上的实验记录单是由老师提供的。但是学生单独收集数据的时候，往往没有设计好的表格。所以平时教师就要教会学生将所收集的数据分类。哪些数据表示时间，哪些数据表示数量，哪些数据表示次数……按照种类分别记录，以便于以后分析能看得清楚些。随着年级的升高，教师逐步指导学生自己设计简单的表格来整理数据。这样经过不断的练习，学生就会很熟练地整理数据了。
最后，要让学生从数据中发现问题。比如“连续测量一杯热水的温度”时，学生通过测量，记录下了观察的时间和相应时间的温度。把这些数据填入表格后，有学生马上发现，时间栏里的数越来越大，而温度栏里的数却越来越小。然后教师指导学生根据表中数据在折线统计图中描点、连线。学生从直观的统计图中发现了温度变化的趋势。在此基础上，教师让学生用语言来描述这个变化规律。这样，学生不光掌握了知识，还学会了对数据的分析处理的方法。
4、交流与合作能力
我们已经进行了《农村小学科学课中培养学生合作探究能力的实践研究》课题研究，因为我们觉得学生的科学素养的高低还在一定程度上表现为学生是否善于合作，是否乐于交流与共享。交流在课堂上主要表现为表达和倾听。
首先是表达。学生在明确探究主题后，会根据自己已有的经验，制定自认为可行的实验操作方案。教师要指导学生将自己的方案设计意图在小组内表达。表达又分为书面表达和口头表达两种方式。一是书面表达。书面写出完成任务的初步设想的过程能把学生的注意力集中到学习任务上，并且给教师时间与机会去思考学生对研究问题的认识程度，以便及时组织学生用最好的探究策略去完成研究任务。比如我在教学《垃圾》时，一个小组确定的研究主题是“垃圾如何分类收集”，其中一位学生写出如下研究步骤：①了解垃圾可分成哪几类。②生活中有哪些垃圾。③确定垃圾的分类方法。④确定垃圾的分类标准。⑤制定垃圾分类收集的措施。学生将研究计划在小组内交流，接收了同伴和教师的反馈信息，最后将研究计划调整为：①了解生活中有哪些垃圾。②确定垃圾的分类标准和方法。③依照分类标准将垃圾分类。④制定垃圾分类收集的具体措施。二是口头表达。对于那些书写技能尚未彻底形成的低年级学生可以用画图或口头表达的方式来表达他们制定的研究计划。口头表达与书面表达的最大不同是口头表达更加快速、直接、感性。同时也具有不系统性。由于学生年龄有差异，语言发展和思维发展不同步，因此我们对不同年级的学生提出不同的要求。一年级学生可以借助手和肢体动作来表达；二年级学生基本不借助手和肢体动作，用语言来表达；三、四年级学生能不用肢体动作，较有条理地表达研究步骤；五、六年级学生有条理、具体且较有创意地表达研究方案。学生在口头表达时容易遗漏自己的观点，所以教师与同伴要允许他及时补充、完善。在平时教学中，我们注重学生口头表达能力的训练，使学生能熟练地运用口语表达出相应的意思。另外，在小组合作中，教师要引导学生将书面和口头两种方式综合运用，提高表达能力和表达效率。
其次是倾听。倾听又分为两个层面：⑴善于接纳理解。学生在坚持自己的想法的同时往往会拒绝别人的不同观点，因此教师首先要引导学生认识到别人的观点对他自己的计划可能是一种迫切需要的补充。其次教师也要尽力让学生理解同伴的发言。在理解的基础上，将同伴的观点与自己原有的计划对比，找出其中不同的地方，再有选择地补充到自己的计划中去。比如在研究《燃烧的条件》时，大多数学生都决定从空气和温度两方面进行研究。这时有一位学生站起来说：“应该还要考虑被燃烧的物体。”顿时，大家才发现自己忽略了一个很重要的方面。如果把这方面也列入自己的研究计划，那就更加具体、全面了。⑵善于分析评价。当学生在理解和接纳了同伴的观点后，便要分析同伴想法的质量。在这里是指方案在科学探究中的可行性评价。要让学生判断哪位同学的想法更加好。这样才可能找出小组最佳方案。比如在研究鸟的种类时，有学生提出到大自然中亲自去找各种各样的鸟。话音刚落，就有学生反对：“凭我们的力量不可能找到很多的鸟，这个想法是行不通的。”然后再讨论出：除了在大自然中观察外，最好还要从书籍、图片或网络上去查找有关的资料。
陶行知先生把世界上的人分成四种：“劳心的人”、“劳力的人”、“劳心兼劳力的人”和“在劳力上劳心的人”。他认为“劳力而不劳心，则一切动作都是囿于故常，不能开创新的途径；劳心而不劳力，则一切思想难免玄之又玄，不能印证于经验。……真正之做须是在劳力上劳心。”（陶行知《在劳力上劳心》）那么，我们科学课所要培养的不就是能在“劳力”时又能“劳心”的人吗！
