科学探究让学生知其然而知所以然

摘 要：科学探究是小学科学课程的核心。学生对于科学认知的建构都是由经历的探究过程得以完成。笔者通过亲身经历的小学科学教学实践，认为在科学探究活动过程中，学生手脑并用，问题探究的过程就是认知思维的过程，两者合为一体，概括地说为“行知合一”，在认知中探究，在探究中认知。如此，学生在科学探究中获得“知其然而知其所以然”的结果。审视小学科学教学现状，教师往往偏重于让学生知其然，因此学生的科学探究实践便成了“走流程”，其过程中的认知思维不深入，对于现象的观察，或概念及结论的验证，如在平坦路上“走一回”一般。本文笔者就这一问题谈一些浅见。

关键词：科学探究； 理性； 实践； 过程； 建构

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）04-054-001

科学探究其实质是一个充满理性思维的实践过程。因理性认知而探究，因问题而探究，教师引导学生进行科学探究，所追求的是让学生通过探究实践过程，实现知识经验的形成和理性认知的自我建构。所以，科学探究强调的是动手操作与理性认知密切结合，融为一体。如果学生在探究实践过程不能做到手脑并用，那么所谓的探究仅表现为外在的形式，也就不可能在对现象、问题及概念与结论的探究过程中，有所发现，且认知亦不可能上升到理性的高度。在科学探究过程中，教师该如何引导呢？笔者进行了探究尝试。

一、探究的前奏：让学生建立理性思维模型

需要探究的问题，需要验证的知识经验，或是某个理性结论，教师首先要引导学生用脑思考如何去探究，即选择什么方法，怎样的场域，设计怎样的一条探究路径，需要准备些什么等。特级教师曾宝俊指出：“实验不等同于探险，实验之前，重在规划。”其意就是说探究得建立一个具体清晰的思维模型。科学家们就是从许许多多的可能性中在寻找答案，可以说建立思维模型要比做一次实验更重要。科学教学，教师引导学生经历科学探究，关注学生动手前的动脑，让学生“想好了再做”，激发对科学的兴趣，形成科学的态度和科学探究的能力，当学生对某个问题提出假设后，教师应尽可能组织、引导学生自己想办法设计实验方案、修正实验方案。学生想好了再做的过程尽管并不是“想”得就很完美，有时也有偏差，但做中出现问题是正常现象。如果不让学生先去想，而让他们盲目去实验，造成的失误将会更大。

二、探究的过程：让学生做到手脑并用

一种现象的观察过程，或是问题答案的探究过程，或是一个实验过程，学生所要做到的是手脑并用，保持动手实践与理性思维同节奏，在做中思，在思中做，使操作实践过程成为理性思维过程。融动手操作与理性认知为一体，学生才有可能掌握问题探究，认知验证的有效方法，获得知识经验积累，理性知识的自我建构。

在学生进行实验探究时，训练他们手脑并用，带着问题有准备地、有目的地去亲历，是培养学生有质量地进行实验探究的一种有效方法。动手动脑，实践与认知同步，让学生的探究目的更明确，思维更到位。

三、探究的生成：让学生提升理性认知

在科学课中特别强调“把手和脑都放在科学上面”的学习指导策略。有人走过沙滩留下的脚印清晰可见，但他经过沙滩看到了什么，就需要我们用头脑去思考。实验探究也与之同样。手脑并用是科学探究活动的显著特征，在思考中实践、探究，又在实践中反复思考、发现。细化实验的理性思维活动，能使学生在动手中有所发现，并通过问题生成问题，使实践探究过程随之持续生成，学生的理性认知因此而不断得到提升。

例如在研究“物体沉浮和大小、轻重”的关系时，依次发给学生三组材料。第一组材料：肯定会下沉的材料、肯定会上浮的材料和难以辨别沉浮的材料。学生猜测并实验，发现实验结果并不如他们预测的那样，于是模糊地认为物体的沉浮与它的大小、轻重是没有关系的。看到学生产生矛盾和疑问后，再提供给学生第二组材料：大小一样，轻重不一样的材料（圆球），第三组材料：轻重一样，大小不同的材料（圆柱）。学生实验后又惊喜地发现，原来物体的沉浮和它们的轻重、大小还是有关系的，发现越小、越重的物体就越容易沉。“那轮船怎么会浮？”最后，孩子们带着“似乎明白了”的满足和新一轮的疑惑结束了一节科学课的探究旅程。

在上面的案例中，为了材料的结构更清楚，使学生更容易看出其结构，我选取的三组材料之间都有极强的先后逻辑顺序，始终牵制着学生思维活动的发展，我们从下面这张表格中可以发现学生思维的层层推进。

通过提供有结构的材料，可以循序渐进地增加问题的复杂性，并使学生在逐渐复杂的问题中思维活动步步深入，继而给人以强烈的探究欲望和动力，促使学生去进一步发现，这就提供给学生以连绵不断的探究动力。

在科学教学中，教师如何引导学生进行科学探究是个重要的研究课题。笔者本文所谈及的这方面教学实践探索尚在浅层次。对于引领学生以理性思维为核心，进行科学探究实践活动的研究，笔者认为是有价值的，因为学生亲历探究中认知，认知中探究的过程，能得到生命成长。

参考文献：

[1]郁波，尚秀芬.《走进课堂——小学科学新课程案例》，高等教育出版社2003年9月，第一版

[2][美]B.J.沃滋沃思.《皮亚杰的认知发展理论》，华东师范大学出版社，1987年

[3]《先动脑、再动手——例谈怎样培养学生正确地进行探究性实验》，《科学课》，2006年第11期