培养科学素养 应着眼细微处
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【摘要】"一个人的价值不是以数量而是以他的深度来衡量的，成功者的共同特点，就是能做小事情，能够抓住生活中的一些细节。"对科学教育来说更是如此，只有把握好科学活动的细节、关注活动过程，才能将科学教育做好、做实。本文以笔者亲自上的一堂研讨课《抵抗弯曲》为案例背景，从多个细微之处入手，渗透学生观察思考能力、对实验结果的预测能力、设计实验方案的能力、交流研讨能力以及科学服务与生活等多方面能力地培养。
【关键词】观察 培养 方法 兴趣
科学是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程，承担科学启蒙任务的这门课程，如何激发学生科学探究的情感，真正体验科学活动的过程与方法，用发展变化的视角去理解科学的成果，这是摆在每一个小学科学教育工作者面前的重要课题。老子曾说："天下难事，必做于易；天下大事，必做于细"，它精辟地指出了想成就一番事业，必须从简单的事情做起，从细微之处入手。甘于平淡，认真做好每个细节，成功却不期而至。这也就是细节的魅力。
《抵抗弯曲》是小学科学教科版教材六年级上册《形状与结构》单元的第一课，在一次区研讨课上，我选择了这一内容的教学作为研讨的素材。我们以"有效教学"理论为指导，采用主题教学法，通过对三维学习目标的整合，以科学探究过程为教学主线索，同时又设科学知识建构和情感态度价值观形成这两条教学暗线。使三条教学线索和学习目标在逻辑化的教学程序、结构化的教学内容和活动化的教学体验中整体推进，互为促进，促成课堂的多向互动和动态生成，以达到在一种"静水流深"的教学意境中培养学生的科学素养。
1 强调学生观察能力的培养，让学生学会在观察中思考。
《科学课程标准》指出小学科学课是以培养小学生的科学素养为宗旨的科学启蒙课程，探究是培养学生科学素养的重要方式，而科学探究活动始于细微的观察，观察能力是认识能力发展的一个重要方面。观察是积累知识的起点，是科学发现的开端。任何学习活动、联系实际的科学研究和艺术创作，都始于对自然和社会现象的精细观察，因此，观察能力的培养应贯穿整个小学的科学教学过程中。观察又包括以下两个方面：①、在观察中发现现象；②、在观察后作出理性的分析
六年级的学生已经有了较强的观察能力，并能够对所观察到的现象进行分析和假设。因此在教学《抵抗弯曲》一课时我采用了观察导入法：
教师演示实验（提示学生仔细观察）：两张不同厚度的纸条分别放在两个架空的盒子上，然后在上面放一个垫圈。（这时所有的同学都把注意力集中在观察实验上。）
引导1、你发现了什么？
引导2、你认为造成这种现象的原因是什么？
引导3、你认为纸的厚度与它的抵抗弯曲的能力的大小有什么关系呢？
通过以上这些引导，同学们体会到了观察并不是简单地看，而是要对观察到的现象作出判断，并分析产生这种现象的原因，这才是真正有科学意义的观察。
2 注重实验前的预测，培养学生的科学分析能力
预测对学生有序地进行科学探究活动能起一个很好的调剂作用，因为有了学生自己的预测，他们就非常想知道自己预测的结果是否正确，所以他们就会更加专注地投入到设计实验和实验操作中去。预测对于学生来说并不陌生，在生活中，他们经常通过一些生活现象来推测将要发生的事情；在科学课上，经常在实验之前预测实验的结果，但他们会把平时的无根据地猜想、猜测，甚至于打赌当作科学的预测。真正的预测是需要一定根据的，并且能有效地根据证据作出较为准确的预测，在《抵抗弯曲》一课的教学中我就进行了一些尝试：
片段一：（第一次教学）
师：老师这里有两张纸条，1号纸、2号纸，1号纸薄一点，2号纸是用两张1号纸粘起来的，那你们觉得哪张纸的抵抗弯曲的能力强一些？
生：2号。
师：现在如果我给你们这样的两张纸，你准备怎么样做实验来比较它们抵抗弯曲能力的大小？
学生交流想法，逐步设计出实验方法，并进行实验。
片段二：（第二次教学）
师：老师这里有两张纸条，1号纸、2号纸，1号纸薄一点，2号纸是用两张1号纸粘起来的，那你们觉得哪张纸的抵抗弯曲的能力强一些？
生：2号。
师：你认为强多少？为什么？
学生预测。（基本上的同学都认为1号纸能放一个垫圈，而2号纸就只能放两个垫圈，因为它的厚度是1号纸的2倍。因为1号纸在前一个探究活动中已经进行了测试，只能放一个垫圈。）
师：同学们真棒，能根据我们前一次的实验数据来推测我们新实验的结果，这个方法也是科学家进行科学研究时常用的方法，看来，你们的研究方式已经越来越接近科学家的研究了。现在如果我给你们这样的两张纸，你准备怎么样做实验来比较它们抵抗弯曲能力的大小？
学生交流想法，逐步设计出实验方法，并进行实验。
在这个环节中两次教学只是想差了一个小小的预测环节，结果却有着天壤之别，在第一次的教学中，学生没有了预测，实验结果对他们来说只是一个极其简单的数据而已，并没有什么值得思考的。而第二次的教学中，学生梦根据本课第一个实验的结果来预测第二个实验的结果，这个预测的结果是学生经过了深思熟虑的，是以前一个实验的结果为依据的。在这样的预测基础上学生再进行科学实验，表现出了更多的关注。实验的结果出来了，当他们发现实验的数据与自己的推测相差很大时，先完成的小组不是像以往一样在说话聊天，而是齐刷刷地做了"重复"实验，这时候"重复实验"已经成为学生的自觉行为。当他们发现重复实验的结果都一样时，又不由自主的提出了一个问题：为什么纸的厚度只增加了一倍，而抗弯曲的能力却增加了好多倍呢？我想这就是预测给教学带来的意想不到的效果。
3 关注学生实验方案的设计，掌握科学实验的方法
小学的科学教学离不开实验，实验教学主要包括实验设计、实验操作和实验分析三大部分，如果说实验操作重在培养学生的实验操作技能和观察能力，那么实验设计重在让学生掌握如何科学地进行实验的方法和培养学生缜密的思维能力。一旦学生的实验设计能力得到提高，在今后的生活生产中就会运用科学的思维方法去解决问题，引导学生进行实验设计是培养学生科学素养、科学探究能力的重要立足点，是科学探究教学十分重要的一环。
研究方案的设计是学生探究活动成功与否的关键，对小学生来说，设计研究方案还是存在着一定的难度的，需要老师的指导和帮助。在《抵抗弯曲》这堂课当中我们是这样指导学生设计方案的：
① 如果老师给你们这样的两张纸（1号和2号纸），你们准备怎样做实验来比较它们抵抗弯曲能力的大小呢？（先请学生交流初步的设想。）
② 如果要科学准确地完成这个实验，我们要控制哪些量不变呢？（小组讨论后交流。）
③ 仔细观察老师给你的两张纸，看看对你们的这个实验有什么帮助呢？（逐一控制该控制的量。）
4 让学生学会交流，提高学生的理性分析能力
科学探究活动一般包括以下过程：（1）提出问题；（2）学生自行提出问题的假设和猜想；（3）指导学生分组观察、设计实验、进行操作；（4）组织学生进行交流研讨；（5）归纳总结，将发现应用于实践。其中，交流研讨是科学探究的核心环节之一，它是学生在实践体验的基础上，与他人分享实验所得的信息，彼此交换看法，实现共同建构科学概念的重要环节。实验后的交流研讨具有一系列的价值：第一，学生在相互交流倾听中，各自的发现、想法、思路明晰化、外显化，有利于集思广益，还可以更好地对实验探究的理解和思维过程进行审视和监控。第二，在交流研讨中，学生之间互相置疑、综合意见等，可以更好地引发学生的认知冲突和自我反思，深化各自的认识和理解，有助于激起彼此的灵感。可见，彼此交流研讨不但对于学生建构科学概念，促进科学探究活动的深入功不可抹，而且对学生科学思维的发展，情感、态度和价值观的培养都有着重要意义，如果此环节没有组织好，学生就不能明白自己实验的目的和效果，实验探究只能成为一种外在的形式。
那么怎样才能让交流更加好地发挥它应有的功效呢？在这堂课中，我是这样做的：
第一次实验后的交流：
① 按照小组次序交流实验结果（摆放垫圈的个数）；
② 仔细观察各小组实验的结果，和我们之前预测的一样吗？
③ 能试着分析一下出现这个结果的原因吗？
④ 根据这个实验结果，如果再给你一张3号纸（3张1号纸粘成），你认为它能承受多少个垫圈呢？
通过这样的交流指导，学生对第一次实验的结果进行了更细致的分析，大大提高了科学探究的有效性。如果教师能把握学生的特点，充分相信孩子们的潜在能力，抓住学生的一个个思维点，创设师生、生生互动的状态，就能使研讨层层深入，从表面深入到本质，从具体到抽象。
5 探究内容具有生活性，保持学生持久的探究兴趣
5.1 科学来源于生活，又服务于生活
探究作为人的一种生理和心理上的本能，似乎是与生俱来的。人一无所知地来到这个世界时，就表现出认识这个世界的积极倾向，对世界充满好奇，不断地用眼睛审视着，周围环境中所出现的任何新异而强烈的刺激物都会引发他们做出相应的反射活动，当他们的语言能力达到一定水平后，他们就通过发问这种方式来继续自己的探究活动，即具备了探究的潜能。要挖掘这种潜能，引起学生的探究冲动，激发他们的探究欲望，就要在学生脑中形成问题意识，而问题源于生活，学生只有对生活进行了敏锐的观察、认真的思考、深刻的领悟后，才能在自己的头脑中留下一长串疑问。这时，教师不能把学生当成接受知识的容器，不应强硬地灌输科学知识，而应让他们亲自去经历科学、体验科学、理解科学，在这个过程中，自主地获取科学知识，领悟科学思想。
在《抵抗弯曲》这堂课中，我设计了这样一个环节：
像纸这样的薄型材料，它的抵抗弯曲的能力都比较差，通过今天的研究，我们知道了增加它的厚度能够显著提高它的抗弯曲能力，这个研究结果在我们的生活中就得到了广泛的应用，老师这里就有几张有关建筑的图片，它们都用了很厚的横梁来承受巨大的压力。（课件播放图片。）
你们有没有发现这些横梁都是怎么放的呢？为什么要这样放呢？能不能用今天的知识来说说？
下面我们就以直尺来代替这些横梁再次做个小实验：将直尺分别平放和立放在两个盒子上，用手从中间下压，发现平放直尺容易弯曲，立放直尺不能弯曲。
科学探究进一步解释了生活现象，只有当学生把科学探究过程中获得的一切转化为对日常生活的指导，学会运用科学知识解决实际问题，服务自己的生活时，科学探究才能显示出它应有的生活意义和生命价值。
5.2 从探究结果到生活问题，并在生活中继续探究
丰富多彩的现实生活可激发学生强烈的探究欲望，"打破砂锅纹（问）到底"的天性又驱使他们进行深入的科学探究；而真正的科学探究并不是坐而空谈的，它必须借助于活动这个载体，活动又必须凭借生活这个舞台。因此下课的铃声不再是探究过程的结束，它标志着"旧问题"的探究暂时告一段落，"新的问题"又爬上孩子们的心头，探究的成果既作为这个过程的结果，也作为另一个新的探究的起点。
在《抵抗弯曲》这堂课中最后一个环节我是这样设计的：
① 增加厚度能显著提高物体的抵抗弯曲能力，但它也有它的缺点，你们能给它找出来吗？（要用去很多的材料。）
② 如果所有的地方都用这种办法来增强物体的抵抗弯曲能力，你认为会造成一种什么样的生活现象呢？（这就是生活中一个很现实的资源问题。）
③ 那么有没有办法既能节约材料，又能增强抵抗弯曲能力呢？希望同学们在课后能够仔细观察，多多思考，继续我们新的研究。
【参考文献】
[1] 郝京化 《小学科学教育概论》 高等教育出版社 2003年10月
[2] 张红霞 《科学究竟是什么》 教育科学出版社 2003年12月
[3] 王磊 《中小学科学教学――基于项目的方法与策略 高等教育出版社 2004年5月
[4] 张奇，沈群，韩志伟.小学科学教学心理学[M].北京教育出版社，2001年第1版
[5] 小学科学课程标准 北京师范大学出版社