體現(xiàn)科學本質(zhì)引導科學探究

吳盧富 邱玉福

《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》指出：“科學素養(yǎng)是指了解必要的科學技術(shù)知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學方法，認識科學本質(zhì)，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具備一定的運用它們處理實際問題、參與公共事務的能力?！笨梢?，對科學本質(zhì)的認識是科學教育的重要內(nèi)容。那么，在小學科學課堂教學中，如何體現(xiàn)科學本質(zhì)呢？筆者認為，主要可從以下三個方面體現(xiàn)。

一、體現(xiàn)實證意識

所謂實證，就是在科學探究過程中，要求學生對探究所作出的解釋或結(jié)論都要以事實作為依據(jù)，都要有證據(jù)作為支撐，不能把實驗數(shù)據(jù)作為結(jié)論，更不能憑空想象。在科學教學中，教師應少問“為什么”，多問“你的證據(jù)呢、依據(jù)呢”，從而使學生從小養(yǎng)成證據(jù)意識、實證意識。

如：教學教科版六年級下冊“化學變化伴隨的現(xiàn)象”這一課“觀察硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻边@一內(nèi)容時，教材是這樣提示的：“硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻獙儆诨瘜W變化嗎？我們用什么證據(jù)來說明這個問題？”那么，如何引導學生獲得證據(jù)呢？

1. 觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)。當學生做完鐵釘在硫酸銅溶液中變色的實驗后，觀察到變成淺紅色的鐵釘。從顏色上判斷，學生自然會提出有可能是鐵銹、有可能是銅、還有可能是原來的鐵。

2. 設(shè)計實驗，尋找證據(jù)。是不是“鐵銹”證據(jù)在哪里？學生根據(jù)已有經(jīng)驗，會想到用電路檢測器進行檢測。因為金屬是會導電的，鐵銹是不會導電的。也就是說，如果小燈泡不亮，有可能是鐵銹;如果小燈泡亮，那肯定不是鐵銹。是不是“銅”證據(jù)在哪里？學生根據(jù)已有知識知道，磁鐵具有磁性。用磁鐵接近淺紅色的物質(zhì)（淺紅色的物質(zhì)必須用小刀刮下來）。如果淺紅色的物質(zhì)能被磁鐵吸引，那還是鐵;如果不能吸引，那有可能是銅，反正肯定不會是原來的鐵了。

3. 分析證據(jù)，形成解釋。學生通過實驗獲得的證據(jù)：一是小燈泡會亮;二是不能被磁鐵吸引。綜合分析：淺紅色的物質(zhì)肯定不是原來的鐵，也不是鐵銹。是不是銅不能肯定，但能肯定的一點是：淺紅色的物質(zhì)是一種新的物質(zhì)，即硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻a(chǎn)生了新物質(zhì)，屬于化學變化。

如此，“硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻獙儆诨瘜W變化嗎？”學生收集的證據(jù)充分，有理有據(jù)，用事實說話。

在教育教學中不講證據(jù)，只講權(quán)威，這不是科學教育。如果對學生不斷進行實證意識的訓練，那么學生的科學素養(yǎng)將會不斷得到加強。

二、體現(xiàn)邏輯思維

《義務教育小學科學課程標準（2017）版》提倡：“以證據(jù)為基礎(chǔ)，運用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論。”可見，邏輯思維在科學課的科學探究過程中，是不可或缺的思維方式。科學教師要從學科特點出發(fā)，抓住科學課堂教學的每一個細節(jié)，適時引導，努力發(fā)展學生的邏輯思維，切實提高學生的科學探究能力。

如：教學教科版五年級下冊“馬鈴薯在水中的沉浮”一課，教師注重抓住教學中的關(guān)鍵點，積極訓練學生的邏輯思維。

1. 實驗演示，提出假設(shè)。教師演示：把兩個馬鈴薯分別放入兩盆液體中，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯一沉一浮;再交換馬鈴薯分別放入剛才的那兩盆液體中，馬鈴薯在剛才沉的液體中還是沉的，在剛才浮的液體中還是浮的;再將兩個馬鈴薯同時放入其中一個盆中，兩個馬鈴薯在剛才沉的液體中同時沉，在剛才浮的液體中同時浮。通過這一演示，學生根據(jù)已有知識和生活經(jīng)驗，會很肯定地指出：使馬鈴薯浮起來的液體是鹽水。

2. 實驗探索，推理結(jié)論。根據(jù)學生提出的假設(shè)，教師追問：你能肯定使馬鈴薯浮起來的液體是鹽水嗎？怎么確定？一石擊起千層浪，學生圍繞“是不是鹽水”，積極開動腦筋，設(shè)計實驗步驟進行探索。一是將液體滴幾滴在調(diào)羹里加熱蒸發(fā)，出現(xiàn)類似像鹽的白色粉末，學生認為可能是鹽。二是調(diào)試一杯鹽水，放入馬鈴薯后能浮起來，學生確定是鹽水，然后教師進一步追問：你們是怎么確定的？三是教師提供白沙糖、味精，分別把它們?nèi)芙庠谒校缓蠓謩e放入馬鈴薯，馬鈴薯均能浮起來。經(jīng)歷過這一系列的探索后，教師再次追問：演示實驗中，能使馬鈴薯浮起來的液體是什么水？學生會說：可能是糖水、可能是味精水、可能是鹽水、可能是三種水的混合……

學生圍繞“是不是鹽水”展開一系列的探索，結(jié)果卻得出“可能……可能……”等等不能確定的看似不可思議的結(jié)論。其實，這個“不能確定”才是學生經(jīng)歷科學探究之后得出的真正符合邏輯推理的科學結(jié)論。

3. 質(zhì)疑問難，深入思考。經(jīng)過一系列探究后，學生對演示實驗中能使馬鈴薯浮起來的水還不能確定是什么水，這時，教師又進一步提出質(zhì)疑：那演示實驗中使馬鈴薯下沉的液體到底是什么水？這樣，又引起了學生進一步的思考，從而激發(fā)起了學生的求知欲望，更發(fā)展了學生的邏輯思維能力。

三、體現(xiàn)質(zhì)疑精神

科學的質(zhì)疑精神是創(chuàng)新人才所必備的一種素質(zhì)。創(chuàng)新人才要創(chuàng)“新”，就要有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造，這種發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造，就是從疑前人所不疑開始的。

但是，在小學科學的實際教學中，學生的質(zhì)疑意識不強，教師缺乏培養(yǎng)學生質(zhì)疑精神的系統(tǒng)策略。其實，只要教師處處留心，都可以引發(fā)學生天生的求知欲和培養(yǎng)學生質(zhì)疑的精神。

如：教學教科版四年級上冊“100毫升水能溶解多少克食鹽”一課，教師可在以下三個方面引導學生進行質(zhì)疑。

1. 在引導猜測中質(zhì)疑。在實驗之前，要讓學生預測“100毫升水能溶解多少克食鹽”。同時，讓學生看一看100毫升水有多少，再看一看1克、2克、5克、10克一包的食鹽有多少，并用手掂一掂，獲得對量的一些體驗與感受。

當學生預測出具體的數(shù)據(jù)后，教師引導學生對預測的數(shù)據(jù)提出質(zhì)疑。有的人認為，70克、100克食鹽絕對不可能，因為這都跟水的體積基本一樣了;有的人認為，5克、10克也不大可能，太少了，以前泡過鹽水，好像100毫升水不止溶解這么一點;共同一致的意見認為，20克、30克、40克是比較合理的范圍。

2. 在制訂探究計劃中質(zhì)疑。當各研究小組介紹了研究方案后，教師出示有代表性的幾種加鹽次序方案及理由，并引導學生逐一進行質(zhì)疑。

第一種方案：1克+1克+2克+5克+5克+2克+……

理由：我們不知道100毫升水到底能溶解多少食鹽，先少加點試試看。

質(zhì)疑：這樣不好。這樣一點一點地加，太浪費時間了。

第二種方案：10克+10克+5克+2克+1克+1克+……

理由：根據(jù)預測中的參考范圍。

質(zhì)疑：比較科學。我們在預測中已估計過100毫升水一般能溶解20克～40克食鹽，預測是我們制訂方案的一個重要參考。

第三種方案：20克+5克+2克+2克+1克+1克+……

理由：根據(jù)預測中的參考范圍。

質(zhì)疑：比較科學。我們在預測中已估計過100毫升水一般能溶解20克～40克食鹽，預測是我們制訂方案的一個重要參考。

第四種方案：干脆一下子加足40克。

理由：因為我們猜測100毫升水能溶解40克食鹽。

質(zhì)疑：這種方案也不好。根據(jù)我們估計的數(shù)值，先不要一次性加足，最好是留一點機動的空間。

3. 在分析整理數(shù)據(jù)中質(zhì)疑。各實驗小組匯報實驗數(shù)據(jù)，教師板書，引導學生分析實驗數(shù)據(jù)。

師：從這些數(shù)據(jù)中，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：我發(fā)現(xiàn)溶解最多食鹽的有一個組是40克，溶解最少食鹽的也有一個組是30克。

生：我發(fā)現(xiàn)溶解36克～38克的組有7個，溶解30克、31克、40克的各只有1組。

生：老師，第八組的結(jié)論有問題，他們杯子里的鹽還有好多沒溶解完呢。

師：第八組的同學，你們有沒有把沒溶解的食鹽算進去？

生：算進去了。我們的統(tǒng)計有問題，我們估計杯底的鹽還有2克，應該減去2克，結(jié)果應是38克。

生：我們組剛才統(tǒng)計的結(jié)果是30克，但我們現(xiàn)在認為我們的實驗還沒完成，我們認為，如果有時間的話，應該還會繼續(xù)溶解。

師：那么，你們組應該算“沒完成的實驗”，同意嗎？

生：同意。

師：那么，根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)與剛才對數(shù)據(jù)的分析，你們認為100毫升水能溶解多少食鹽？（分組討論）

生：應該是38克，因為這兩種結(jié)果出現(xiàn)的最多，有4組。

生：應該是37克，因為完成的組都在36克～38克之間，取個中間數(shù)就是37克。

生：我看應該把完成的組的結(jié)果加一加，求個平均數(shù)……

總之，科學課如果離開了對科學本質(zhì)的認識和領(lǐng)會，就容易把一個“智力活動”變成“體力活動”。只有將科學本質(zhì)的培養(yǎng)有機地融于科學探究活動過程之中，才能上成具有科學教育意義的真正的科學課。

（作者單位：福建省順昌縣水南中心小學？搖？搖 福建省順昌縣教師進修學校）