《全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准(实验稿)》指出:“科学学习要以探究为核心”,“探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式”,“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”。科学探究不仅涉及提出问题、猜想结果、制定计划、观察、实验、制作、搜集证据、进行解释、表达与交流等活动,还涉及对科学探究的认识。作为科学探究活动之一的制作活动,也能引领学生走进探究式的学习之中。
学生的科技小制作、小改造、小发明、动植物及矿物岩石标本等制作活动都带有很强的实践性和趣味性,要求学生具备简单的选择材料的能力和运用简单的科学原理的能力,开展这样的活动可以促使学生把动手与动脑、实践与探索有机结合起来,能培养学生各方面的科学探究能力。
2007年“六·一”儿童节前后,我在指导学生参加“遵义市中小学生‘迎奥运 讲文明 树新风’科技小制作评比活动”时,我向学生提供了“有趣的‘喷气船’”,“可回收的火箭模型”,“电动秋千”等素材。学生在阅读理解素材时就提出了很多不明白的问题,接下来制作“喷气船”后,试验时发现其在水中向前航行的速度不是想像中的那么快,动力不足,如蜗牛爬行,慢极了,让大家感到很失望。我再让学生交流制作火箭模型的体会时,杨航同学说自己在体育广场发射过没带降落伞的火箭模型,冲得很高,摔到地上时塑料瓶都变形了。我在有意强调“喷气船”的反冲力不够而“火箭”的反冲力过猛时,就有学生想到了干脆把“喷气船”改为“喷气车”,用火箭模型上的动力安装到四轮玩具小车上。因为“喷车船”的动力是用蜡烛烧易拉罐中的清水至沸腾后产生蒸气,从一端的针尖大小的小孔喷射出来而形成反作用力,实际效果不是想像中的那么完美;“火箭模型”的动力是用高压自行车打气筒通过自行车门阀向连为一体的约500 ml的厚壁塑料瓶(用作蓄气仓)中打入8~10下后可达5~6个大气压(瓶内事先装有约1/3体积的清水),然后旋松气门阀喷出水柱形成动力,反冲力强,效果明显。
我鼓励这些学生按自己的想法改造设计自己心中的“喷气车”。结果,这样的改进让大家非常满意。在交流中这些学生有了更完美的认识:“喷气船”在水中航行、试验时不方便,难找面积大而又平静的水面,如果到池塘里或河边去试验,有些不安全;改成“喷气车”后,动力大,效果明显,在平整的水泥地面就能试验,场地安全多了,人人都可以玩。我为孩子们有这样的想法和做法而十分高兴!
在这次科技小制作活动中,通过教师的逐步引导,结合学生已有的科学知识和生活经验,促使学生对自己制作的作品不断地发现缺陷,并设法一步一步改进,动手动脑,亲自实践,从而逐渐达到自己满意的程度。在这一过程中,需要学生不断发现问题、提出问题、猜想结果,制定可行计划,在动手制作实验的基础上发现新问题,再重复验证,还需要师生之间、生生之间的表达与交流等探究活动。整个制作的全过程,实际上就是一次科学探究的过程,就是一次培养学生和让学生自主获得科学探究能力的过程。
在这类制作活动中培养学生的科学探究能力,是靠学生自己在不断发现问题、修正问题,在实践感知、活动体验的基础上,逐步内化形成的,而不是简单地靠教师讲授教给学的。学生在这种直观易行、生动有趣的小制作、小改造、小发明活动中,能体验到探究的乐趣,获得自信,科学探究的能力得到了培养和提高。