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浅谈如何在小学科学课中培养学生的探究能力

梁桂文
  
锦绣·上旬
2024年7期
东莞市厚街镇三屯小学 广东 东莞 523960

摘要:随着科技的快速发展和教育改革的深入推进,培养具有科学核心素养的创新型人才已成为现代教育的重要任务。基于义务教育科学课程标准(2022年版),科学课程核心素养包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个维度。本文聚焦探究实践这一核心素养提出通过创设问题情境、引导观察提问、实施探究学习、强化数据分析、开展反思评价等多维度教学策略,旨在通过这些策略的综合运用提升学生的探究实践素养,最终促进其科学素养的全面发展。

关键词:小学科学;探究实践素养;科学探究能力;培养策略;教学实践

引言:

科学课程是激发学生探索自然、认识世界的重要载体。2022年版义务教育科学课程标准强调,探究实践素养的培养应贯穿于科学教学全过程。学生要通过系统训练掌握科学探究的基本方法,学会提出问题、设计方案、收集数据、分析结果、得出结论。还要培养其技术与工程实践能力,使其能针对实际需求提出创新方案,运用科学原理进行设计和制作并在实践中不断优化和改进。

一、在小学科学课中培养学生探究实践素养的必要性

探究实践作为科学课程核心素养的重要组成部分,是落实立德树人根本任务的关键途径。2022年版《义务教育科学课程标准》明确指出探究实践素养包含科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力三个维度。科学探究能力要求学生理解并运用科学探究的一般过程和方法,包括提出科学问题、进行合理猜想与假设、制订计划并搜集证据、分析证据并得出结论、对结果进行解释与评估,以及准确表达观点和反思探究过程。技术与工程实践能力强调学生要了解技术与工程实践的基本方法,能够针对实际需要提出创新方案,根据科学原理选择适当的工具和材料进行制作,并在实践中不断优化和改进。自主学习能力则体现在学生能够自主确定学习目标、选择学习策略、监控学习过程并进行反思。

从学生发展的现实需求来看,小学阶段是培养探究实践素养的关键期。课程标准倡导“面向全体学生,立足素养发展”的理念,强调要通过设计学生喜闻乐见的科学活动,创设良好的学习情境,保护和培养学生的好奇心与探究欲望。通过有针对性的探究实践活动,既能帮助学生深入理解科学知识,又能培养其观察、思考、实验、推理等基本能力。

二、在小学科学课中培养学生探究能力的教学实践研究

(一)创设问题情境,激发探究动机

课程标准强调要“倡导设计学生喜闻乐见的科学活动,创设愉快的教学氛围”,通过精心设计的问题情境唤起学生的认知冲突,激活其已有经验,从而产生强烈的探究动机[1]。

以广东教育出版社四年级科学上册《第1单元 专题探究:可以不用种子繁殖吗》为例,教师遵循课标“突出学生的主体地位,设计适宜的探究问题”的要求开展教学。课堂伊始,教师带来几盆生长茂盛的绿萝植物,其中一些是通过扦插方式培育的。通过展示这些实物自然引发学生思考:“植物除了种子传播外,是否还有其他繁殖方式?”在观察阶段,教师引导学生运用科学探究的基本方法,仔细观察教室内外常见的植物,如绿萝、吊兰、薄荷等,让他们发现这些植物的茎、叶等器官都具有再生能力。随后通过小组讨论,鼓励学生基于已有知识提出合理假设,并设计验证实验。在实践环节,学生根据自己的探究方案选择不同的植物材料和繁殖方式进行尝试,如扦插、分株、块茎繁殖等。整个过程中,教师始终遵循课标“让学生主动参与、动手动脑、积极体验”的要求,充分发挥引导者和支持者的角色,适时提供必要的指导,帮助学生在实践中获得真实的探究体验,培养其探究实践素养。

(二)引导观察与提问,培养细致观察力

课程标准强调学生要“理解科学探究的一般过程和方法”,而科学探究始于细致的观察,有质量的提问则是深入探究的催化剂[2]。教师需要通过适当的引导策略,培养学生形成科学的观察方法和提问能力,为后续的探究实践奠定基础。

以四年级科学下册《第4单元 阳光下的影子》为例,教师基于课标中“设计适宜的探究问题,引发学生认知冲突”的要求开展教学,教师创设户外探究情境,带领学生观察旗杆影子的变化规律。学生按照探究方案进行定点观察,每隔半小时记录影子的长度和方向。在观察过程中,教师通过提示性问题引导学生发现关键细节:“影子的方向是如何随时间变化的?影子的长短变化与太阳的高度有什么关系?”基于初步观察结果,教师引导学生提出假设并设计验证实验。通过在不同位置放置相同高度的物体,比较其影子的长度和方向,学生逐步掌握了搜集证据、分析数据的基本方法。整个过程中教师应注重培养学生运用多种方式记录数据的能力,如绘图、测量等,并引导其对探究过程进行反思,从而提升科学探究的基本素养。

(三)实施探究式学习,鼓励动手操作

课程标准强调要“倡导以探究和实践为主的多样化学习方式”,让学生通过完整的“问题-假设-实验-验证”过程,形成科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力。

以五年级科学上册《第1单元 根对水分的吸收》为例,教学设计紧扣“植物根系如何吸收水分”这一科学问题展开系统探究。课前,教师指导学生分组准备实验材料并明确探究问题:“植物根系吸水时,水分在植物体内是如何运输的?”探究过程分为三个关键环节:学生在教师指导下制订探究计划,有的小组选择将带根的白菜放入红墨水中观察,有的小组则对比带根和去根白菜的吸水情况,通过方案讨论掌握控制变量、设置对照组等科学探究方法。在实验操作阶段,教师特别强调实践规范和安全要求,引导学生规范地收集和记录实验数据:红墨水从根部开始逐渐上升,通过叶脉向叶片各部分扩散的完整过程[3]。在总结阶段,教师引导学生运用科学思维分析证据、解释结果,通过小组交流准确表达观点,并对探究过程进行深入反思,从而形成完整的科学认知和探究能力。

(四)强化数据分析,培养逻辑推理能力

课程标准强调学生要“制订计划并搜集证据,分析证据并得出结论”,这要求教师在教学中注重培养学生的数据分析能力。

以五年级科学上册《第1单元 叶会蒸腾水分吗》为例,教学设计紧扣课标中“让学生经历科学探究全过程”的要求开展实践。探究活动分为三个环节:首先学生分组制订探究计划,每组选取相近大小的两片树叶进行对照实验,一片涂抹凡士林封住气孔,另一片作为对照,将它们分别放入自制“袋装小温室”中。其次在数据收集阶段,教师指导学生设计规范的记录表格,每隔20分钟记录温室内壁的水珠数量和大小,引导学生通过绘制图表的方式直观展示两组实验结果。最后在数据分析环节,教师遵循“对结果进行解释与评估”的要求,引导学生运用对比分析法探讨实验结果的差异及成因。通过小组讨论,学生发现未涂抹凡士林的叶片周围水珠形成更快、数量更多,由此得出叶片气孔与蒸腾作用关系的科学结论。整个过程中,学生不仅习得了科学知识,更重要的是通过规范的数据收集、分析和推理过程,提升了探究实践素养。

(五)反思与评价,促进深度学习

2022年版课程标准强调“构建素养导向的综合评价体系”,要求“改进结果评价,重视过程评价,探索增值评价”。科学探究过程中的反思与评价环节不仅能帮助学生系统梳理探究过程,更是培养其自主学习能力的重要途径。

以五年级科学下册《第2单元 放大镜下的生物》为例,课堂围绕“探索微观世界”主题设计评价体系。遵循课标中“重视师生互动和生生互动”的要求,教师应引导学生建立探究日志,详细记录实验过程中的发现,绘制观察到的生物结构图,并通过小组交流比较不同观察视角。随后教师基于“关注学生在探究和实践过程中的真实表现与思维活动”的理念,设计了三个层次的评价任务:在技能层面,评价放大镜的使用规范和观察步骤的科学性;在方法层面,引导学生反思观察对象的选择和观察角度的调整策略;在思维层面,鼓励学生探讨微观观察的科学价值。最后,教师注重“发挥评价的诊断功能和促进作用”,引导学生对探究过程中遇到的困难及解决方法进行反思[4]。通过自评、互评、师评相结合的方式,帮助学生总结探究经验,提升自主学习能力,形成完整的科学探究素养。

结束语:

探究实践素养的培养是一个循序渐进的系统工程,需要教师在教学实践中不断进行探索和教学实践的创新。展望未来,随着人工智能、虚拟实验室等新技术的深入应用,科学探究的方式和途径将更加丰富多样。未来的科学教育应当立足核心素养,充分利用信息技术优势,为学生创造更广阔的探究空间,从而培养具有科学精神和创新能力的时代新人。

参考文献:

[1]范振桥.浅谈小学科学教学中学生探究能力的培养策略[J].国家通用语言文字教学与研究,2024,(05):84-86.

[2]刘建程.略谈小学科学教学中如何培养学生的探究能力[N].山西科技报,2024-01-29(B08).

[3]龚庆华.如何在小学科学教学中培养学生自主探究能力[J].华夏教师,2022,(28):24-26.

[4]刘金银.试论小学科学教学中学生自主探究能力的培养[J].创新创业理论研究与实践,2020,3(03):102-103.

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