课堂透视:对科学探究的“四镜省身”
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【摘要】如何让科学探究更有效？要用“放大镜”和“显微镜”，从宏观和微观两个角度来审视我们的课堂，还要戴上“望远镜”，及时关注信息的搜索和收集，更要拿出“哈哈镜”，照照学生、照照自己。通过这种方式，能让教学从模糊走向清晰。
【关键词】科学教学;概念形成;动态生成;三维目标;人文关怀
【中图分类号】G623.6 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2016）01-0047-03
【作者简介】张俊，江苏省常州市金坛区华罗庚实验学校（江苏常州，213200），高级教师，江苏省科学特级教师。
探究是内蕴价值的活动，有效探究的根本追求应当是价值追求。目前，“科学探究”和“基于探究的科学教学”已成为科学教学的核心价值取向。那么，如何让科学探究更有效呢？我们不妨借助“放大镜”“显微镜”“望远镜”和“哈哈镜”，对科学探究进行“四镜省身”：一手拿个“放大镜”，一手拿个“显微镜”，从宏观和微观上认真审视我们的课堂;同时还要装上“望远镜”，及时关注信息的搜索和收集;关键时刻更要拿出“哈哈镜”，照照学生、照照自己。通过课堂透视，让模糊逐渐变得清晰，敞亮我们的教学视界。下面，笔者将自己对科学探究的“概念形成、动态生成、三维目标和人文关怀”四个维度的所思所得和盘托出，与同仁共享。
一、借助“放大镜”：聚集已有经验，科学概念巧迁移
1.丰富感性材料，感知概念。
从感知到概念形成要经过两个阶段：首先是对感性材料的观察、比较，以获得丰富的感性知识;其次是对感性知识进行分析、综合、抽象、概括以形成概念。教学中，教师要精心设计探究材料，让学生思维朝着认识事物的本质属性、发现规律、建立概念的方向发展。
2.运用变式比较，理解概念。
当概念初步形成后，为了促进学生对概念的理解，应多采用变式和比较，变式可以从材料方面帮助学生理解概念的本质属性，比较可以通过分析概念间的联系与区别，加深学生对概念的理解。
运用变式，充分揭示概念的本质属性。在概念的本质属性保持不变的条件下，可不断变换各种直观材料，使概念的非本质属性发生变化，从而让学生更容易抓住概念的本质属性。如：在教学苏教版《科学》三下《果实和种子》一课时，教师向学生提供的材料不仅要有苹果、梨、花生等能食用的果实，还应该有苍耳、槐树角等不能食用的果实。通过变式，让学生知道果实的本质属性是“种子”，而不是可不可以食用。
重视差异比较，加深对概念的理解。要想区分事物的异同，找出事物的本质属性，需要对同类事物或不同类事物进行比较，有比较才有鉴别。如：老鼠、蝙蝠、海豚，有地上跑的、空中飞的、水中游的，为什么它们都是哺乳动物？要理解这些，教师可将三种动物与哺乳动物的共同特征进行比较，从而让学生深化对概念的理解。
3.举一反三，深化概念。
学生初步形成概念后，还要引导学生“举一反三”，进一步深化对概念的理解。如：学生掌握了鸟的共同特征后，教师可设计如下问题：你都认识什么鸟？鸡是不是鸟类？蝙蝠为什么是哺乳动物？学生要回答这些题，需要进行比较、验证，这样学生对概念的本质属性的认识就能得以深化。
二、借助“显微镜”：捕捉课堂细节，教学动态巧生成
将课堂中出现的有价值的教学细节进行放大，并筛选、分类，适时拓展，做到了然于心时，我们的科学课堂才会走向洒脱、走向大气、走向睿智。
1.星火燎原，点击生成亮点。
课堂中学生难免会出现一些“惊人之语”，有的可能是旁逸斜出的回答和漫无边际的发挥，但不可否认其中也存在很多的奇思妙想。教师要抓住这些稍纵即逝的生成，放大它，让星星之火得以燎原。
一位教师在执教苏教版《科学》三下《雨下得有多大》即将下课时，问：大家还有问题吗？一个男孩站起来：老师，雨水为什么是咸的？老师愣了一下，然后把目光转向其他同学：你们说呢？课堂像炸开了锅似的，有的说是，有的说不是。于是，一次课外探究“雨水”的活动开始了。对雨水做一些简单的测定，怎样正确地尝水，引导学生去搜集资料，了解酸雨的成因，从而将学生的目光由单纯地关注“雨水是什么味道的”这一知识性的问题引导到关注人类赖以生存的环境，使科学精神与人文精神浸润学生幼小的心灵。
2.独辟蹊径，点化学生的误解。
在苏教版《科学》六上《地球的内部》一课中，让学生探究“地层形成”时，教师把小石子、粗砂、黏土掺和起来倒进杯中，再往杯里倒进一些水，用小棒搅动，使水很快运动起来，然后停止搅动，使水的运动逐渐慢下来，然后观察。当水中的几种物质都沉积下来后，我把杯子拿给学生看，希望他们说出结论。但事实却出乎意料：怎么会是这样？咦！最底面的一层竟是沙子！问题出在哪呢？
一位学生说：当石子随水转动时，杯底就已经布满了沙子了。这样，当停止搅拌让水静下来后，石子只能落在杯子底面的沙子上了。马上有学生反驳：我认为石子在这杯水里沉下去的速度很慢。当水被搅拌后，水里到处都是沙子和黏土，这些沙子和黏土就阻碍石子向下沉。这就像死海里的盐分特别多，人躺在水上不会沉下去一样。其他同学也纷纷点头，有些学生还挠挠头：我怎么没想到呢？
教师及时地捕捉教育资源：棒极了！死海里这种把人向上托起的力是什么力？学生恍然大悟：噢，是浮力！沙子和黏土使这杯水的浮力增大了，所以石子下沉的速度就慢了。
教师只有真正倾听学生的声音，真正欣赏学生的见解，教学才能闪现人性的光芒和魅力！
3.柳暗花明，捕捉突发事件。
在苏教版《科学》四下《运动的方式》一课的自由研究的环节中，我的设计是让学生挨个研究，如带线的小球，可以研究摆动;乒乓球可以研究跳动和滚动等。但在实际操作中，学生根本没按照我的设计去操作。
师问：我们用手抓住塑料尺的一端，再轻轻拨动尺子的另一端，可以把木块撞倒。这其中有几种运动方式呢？学生：在《声音的产生》一课中我们玩过塑料尺，它是振动，木块倒下应该是移动。我们采用 “一箭三雕”的玩法，就是把小棒用橡皮筋射到竖起来的木块上，木块倒下推动玻璃瓶滚动，再推着乒乓球滚动。学生们一片赞叹声，热烈鼓掌……听着学生的交流，我紧绷的心终于放了下来，学生不仅对物体运动的方式有了较深的理解，由于受到前一环节学习的迁移，还想出了新方法，这说明他们的思维在探究时有了一定的深度，方法多了，思维扩散了。
三、借助“望远镜”：整合三维目标，课堂同构巧共生
在组织探究活动时，教师要拓宽学生的视野，要注重“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的整合。现以苏教版《科学》四下《降落伞》一课的教学为例，试析之。
1.三体同构，生成预设。
三体同构是指教学预设由教师、学生、课程标准（教材）动态互动而成。由一体转向三体，则意味着预设更加科学有效，实践性更强。
该课是“无处不在的力”单元的第五课。根据单元要求，将本课目标制订为通过制作、玩降落伞发现问题;能做出影响降落伞下降快慢因素的假设，并制订方案进行验证;意识到采集数据、搜集证据的重要性，愿意与别人合作，体验探究的乐趣。教材安排的内容都能体现这些目标，但我们要优化整合，让学生重点对降落伞下降快慢的因素展开研究。
其次，把学生对“降落伞的兴趣”贯穿科学探究全过程，将本课设计成以玩为主线，让学生在玩中生趣、生疑、探究、反思、拓展。至此预设框架基本成型。再次，通过多次对比实验，对影响降落伞下降快慢的多种假设做到心中有数。教师随机抽查几位学生，发现他们对降落伞各部分名称表达不清，操作还存在许多问题。于是教师立即调整认知目标，加入“知道降落伞的构造和各部分名称”的目标。
由于有了学生的参与，预设会获得更多的不可知性。预设三体同构的过程，既体现了学生的探究需求，又把课标细化，为有效探究夯实了基础。
2.情感同构，生成状态。
情感同构是指教学过程中教师与学生的情感互相融合、互相促进、相互发展的状态。
这一点在和学生一起制订“降落伞”比赛规则的过程中体现得尤为明显。制订比赛规则时，教师没有强行规定，而是和学生民主地展开对话。当讨论出现分歧时，学生们又开始出主意：可以用猜拳、抽签、举手表决、少数服从多数等方式裁决。这个过程是师生情感同构的过程。学生不仅意识到规则制订的必要性和重要性，同时也明白了当意见不一致时，可以通过协调来达成统一。
3.思维同构，生成智慧。
思维同构是指在教学中，师生间思维的交锋、互动、发展的螺旋上升过程。
在学生汇报时，出现了同一假设不同结论的情况：有几个小组认为悬吊物轻，则降落伞下降得快。教师没有急于否定学生的结论，而是将其看作与学生思维交锋的契机。让学生展开争论，寻找证据和理由。于是进一步启发：问题出在哪里？学生纷纷说是变量没控制好，伞面大小和伞线长度应该尽量相同，变量如果控制不好，得出的结论当然就会不同。这样处理，既锻炼了教师的即时性思维，又激活了学生的生成性思维，同时也让学生意识到实验中控制变量的重要性。
四、借助“哈哈镜”：探寻人文关怀，学习动机巧唤醒
科学课要体现“人文关怀”，教师就要蹲下身来教科学，体现师生之间的精神平等。
1.建构人文性的课堂关系。
一位教师在执教苏教版《科学》三下《根和茎》一课时说：你们大约需要多长时间？两分钟、五分钟、十分钟？这样吧，给你们十分钟时间，够不够？植物枝干上是有“筋”，但不叫“筋”，也肯定不是植物的根，我先给你们写在这里，好不好？（师板书“筋”）从简单朴实的话语中，我们可以看出这位教师是真正地以朋友的身份与学生对话，对于学生的一些不准确的提法，并没有直接地给予否定，而是以另一种表达方式告诉学生这种说法不确切。这种体现“人文关怀”的话语如果能出现在每一节课中，那我们的课程改革就已经有了可喜的回报了。
2.组织人文性的探究内容。
这是一位教师在执教苏教版《科学》三上《常见材料》一课中的导入片段：今天又和同学们见面了，老师很高兴！还特别打扮了一下，谁能说说老师身上的穿戴是由什么做的？老师的衣服是由布做的。纽扣呢？是塑料做成的。领带很漂亮，好像是丝绸，谁能上来辨别一下老师的领带是不是丝绸做的？学生走近教师，摸、看领带发现是由丝绸做的。
从研究教师开始――研究教师身上的穿戴，似乎没有什么新颖之处，但对学生来说却很意外，平时谁会注意这个问题呢？可这正是身边的科学，这本身就给学生一种启示：只要认真观察和思考，身边就有科学，熟悉的东西也含有科学！
3.设计人文性的探究方式。
在教学苏教版《科学》三下《使沉在水中的物体浮起来》一课时，笔者提供了大量的材料，并让学生想办法让它们浮于水面。没等我说完，就有学生动起手来，没过多久，学生便纷纷举起手来。
我们先把泡沫放在水上，再把小铁圈放在泡沫上就行了，塑料尺也是放在上面的。用玻璃杯装大半杯水，加一点盐鸡蛋没浮起来，我们又加了不少盐，并用筷子搅，咦！鸡蛋慢慢地浮起来了。我们发现塑料尺、易拉罐皮只要平着放，小心一点就能浮在水面上，如果竖着放就会沉下去，有时放得快了也会沉下去。
学生在无拘无束的探究中，亲身体验，想了许多办法使沉在水中的物体浮了起来。有许多是书本上没有提到的新发现，这是学生们在亲身实践活动中放开手脚所得的成果。
对科学探究进行“四镜省身”，透视科学教学中“概念形成、动态生成、三维目标和人文关怀”的关键词，仅仅是科学探究过程中折射出的几缕阳光，但却给人以追寻的勇气和方向。让我们在“乱花渐欲迷人眼”中清醒而执着地回归科学，在“豪华落尽见真淳”的简约与务实之中践行探究价值。