引导小学生如何探究身边的科学问题

来源:用户上传      作者: 雷潘伟

　　摘要：新课程的科学课大家都很注重探究学习。搞得轰轰烈烈，有声有色，可总让人觉得有点虚，不切实际。小学生知识水平有限，如何引导他们去真真切切的探究，与其挖空心思找素材，不如从身边问题入手去探究，让兴趣指引小学生们掌握探究的过程。
　　关键词：小学生；科学；生活
　　中图分类号：G620文献标识码：A 文章编号：1003-2851(2011)06-0-02
　　
　　科学活动的本质在于探究，教育的宗旨在于形成人的良好素质，科学教育只有引导学生通过探究来发展其科学素养，才能实现科学本质与教育宗旨内在的统一。科学课程是以探究为基础，以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。课堂教学是向学生进行科学启蒙教育的主阵地，它直接影响着学生科学方法、科学态度、科学精神、科学技能的养成。因此，“以探究为核心”是科学课程的教学核心，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。而我们在科学探究过程当中又可以寻找哪些有价值的问题入手呢？
　　这就是探究素材的选择问题：
　　俗话说“巧媳难做无米之炊”，没有探究内容就谈不上探究，但探究内容太多没有选择，又达不到良好的效果。在探究活动中，探究过程固然重要，但也不能忽视探究的结论。教师要引导学生尽量探究出结果，这样才能让学生体验到有所收获的喜悦和兴奋，可以保护学生的探究兴趣。总是探究不出东西学生会丧失对探究的兴趣和信心。所以，教师在探究的内容上要有选择，选择少而精的、有探究价值的、容易探究的，学生感兴趣的内容。不能面面俱到囫囵吞枣。
　　一、人为的素材――来源于生活
　　皮鞋为什么越擦越亮？这个生活中最普通的小事有些人根本不放在眼里，但小学生会好奇，利用好这个“好奇”也是很好的探究素材。
　　星期天，我布置给学生一个任务：帮爸妈擦皮鞋，边擦边思考为什么皮鞋越差越亮？然后用《探究报告》告诉我你的任务完成情况。
　　有个学生是这样去写的：
　　我回家找了同样牌子同样款式的新旧两双皮鞋进行对比观察。我先用手触摸两双皮鞋的鞋面，发现新皮鞋的表面比旧皮鞋的表面光滑得多。旧皮鞋涂上鞋油，仔细擦过后，虽然亮了许多，但仍无法与新皮鞋相比。皮鞋的亮度是否与鞋面的光滑程度有关呢?
　　我取来一双没擦过的旧皮鞋，在放大镜下鞋面显得凹凸不平的。然后，我再在皮鞋上圈出两块表面都比较粗造的A区和B区，A区涂上鞋油并仔细擦拭，B区不涂鞋油作空白对照。我发现A区擦拭后，表面明显变光滑了许多，而且放在阳光下也比B区有光泽。为什么两者会产生这样的差别呢?
　　我想到在科学课上老师曾经讲过：影剧院墙壁的表面是凹凸不平的，这样可以使声音大部分被吸收掉，让观众不受回声的干扰。同样道理，光线照到任何物体的表面都会产生反射，假如这个平面是高低不平的，光线就会向四面八方散射掉；假如这个平面是光滑的，那么我们就可以在一定的方向上看到反射光。
　　皮鞋的表面原来就不是绝对的光滑，如果是旧皮鞋，它的表面当然更加的不平，这样它就不能使光线在一定的方向上产生反射，所以看上去没有什么光泽。而鞋油中有一些小颗粒，擦鞋的时候这些小颗粒正好可以填入皮鞋表面的凹坑中。如果再用布擦一擦，让鞋油涂得更均匀些，就会使皮鞋的表面变得光滑、平整，反射光线的能力也加强了。
　　通过实验，我终于知道了皮鞋越擦越亮的秘密啦!
　　这位学生的探究很成功，而他的字里行间也透露出喜悦――一种成功的骄傲。我把他探究报告修改张贴后，其他同学都照着他的方法做，还热情高涨。
　　二、实验的素材――得之于实验
　　我们的课堂常做演示实验，但实验结果有时“出错”与课本描述不符，此时一定要尊重实验结果实事求是，更要因势利导，引发学生思考：为什么会出现这样的结果。
　　一次演示实验，用酒精灯烧开水，水开了，但温度计显示94℃。，可在教科书上明明写着：在标准大气压下水的沸点是100℃，这是什么原因造成的呢?学生纳闷儿，我也想寻根问底！
　　我首先按照科学教科书上的实验要求，仔细检查实验操作过程及读数规范要求，都没有发现问题，有些学生说温度计坏了，我又选择其他品牌的酒精温度计重新进行实验，实验结果与前面相同。为什么测量出水的沸点都是94℃呢?通过分析认为大气压、温度计在烧杯中的不同位置和烧杯本身形状。三个因素有可能影响水的沸点测定的准确性。
　　确定因素后，开始实验验证
　　通过在不同位置高度以及同一高度在晴天与雨天条件下对水的沸点进行测量，所测得的水的沸点差异不明显，所以大气压对水的沸点测定的影响，不是本实验数据产生误差的主要因素。同样，通过实验也排除了温度计的下端的水银球部分在水中的位置而导致水的沸点测量不准确的可能。
　　余下只有一个因素，就是烧杯，那么是否是由于在实验中使用了烧杯这个不合理的测量装置而造成水的沸点的测量误差呢?为了验证这个假设，我改用不同容量的烧杯和圆底烧瓶进行对比实验，结果表明：使用不同容量的烧杯测量出水的沸点结果差异不大，而使用烧杯和烧瓶的实验结果差异明显，而且使用烧瓶测量出水的沸点刚好为100℃。
　　烧杯和烧瓶的主要差异在口的大小不同和颈的长短不一样，通过比较可以看出烧杯较烧瓶容易散热。温度计的原理是热胀冷缩，玻璃泡中的酒精会随水温的升高而膨胀，沿着毛细管上升。而烧杯中温度计有2／3部分露在空气中，所以在酒精上升过程中与周围的冷空气发生热交换，使最终的读数产生误差。而烧瓶一方面口小，另一方面颈较长，温度计只有1／4部分露在空气中，所以热传递对读数产生的误差较小，能够准确测量出常温常压下水的沸点的值。
　　实验结果让我大松一口气，学生在我的解释下也恍然大误，但是也有表示怀疑的，怀疑也好，有疑惑就有继续探究的动力。
　　三、天然的素材――来自大自然
　　在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的?D?D空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?这些问题引起我的兴趣，对，是值得探究一下的问题！我进行了更深入的观察、分析研究。
　　我引导家里有电脑的学生查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。
　　经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。
　　以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。在师生共同进行的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，学生还把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察。这样一举两得的探究何乐而不为呢！大自然还有很多去之不尽的素材，等着你去发现，去利用。
　　可选择内容的地方多了，还可让学生自由选择，愿意探究什么问题就研究什么问题。教师则做个指挥家，对探究问题要有前瞻性、预见性，审时度势地安排好每一个环节，指导学生一步一步进行下去，使探究动而不乱，乱而有序，有目标有方法地深入下去。

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