在实验中培养学生探究意识---“种子发芽实验”的教学案例

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在实验中培养学生探究意识
               ---“种子发芽实验”的教学案例
                  
科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。科学探究旨在培养学生的探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探究精神。教科版小学《科学》五年级上册教材的第一单元第一、二课，《种子发芽实验一》、《种子发芽实验二》是研究种子发芽需要什么条件，这是一个充满探究思想的好实验，很适合学生探究。我在课堂的教学中，让学生充分经历探究过程，培养学生的探究意识，收到了良好的教学效果。
一、设计实验要有据可依，注重实验方法指导
学生做探究实验时，盲目性较大，教师要教给他们一个探究模式，让学生有据可依，也可以依照一定的模式进行反复训练。为了能让学生提出的每个推测都能得到证实，能够充分地实验，并确保发芽实验的时间，又能在两个课时中完成整个探究实验的研究任务，我灵活地调整教材的编排、创造性地使用教材，精心地做了课时分工，第一节课重点设计实验，讨论怎样控制变量，怎样操作实验，并分组落实实验；第二节课重点汇报实验现象，分析实验结果，归纳出科学结论。
课堂一开始，首先提出一个大问题：种子发芽需要什么条件？针对问题，让学生结合已有的经验充分发表意见，大胆地进行推测：种子发芽是否需要一定的阳光、一定的水分、一定的温度、一定的空气、一定的土壤等等，并初步说说自己的理由。学生提出种子发芽可能与阳光、空气、温度、水分、土壤、种子等这些因素有关。那么怎样研究呢？面对这组杂乱的推测，要想得到证实，需要用做实验的方法来证明。这时教给学生探究对比实验的基本模式：提出问题——作出假设——确定改变的条件——控制不变的条件——讲解实验方法——实验并记录——描述实验现象——概括实验结论。
首先确定一个小问题，在种子发芽所需要的条件中，选择一个感兴趣的条件设计实验。以“种子发芽是否需要水”为例，教给设计对比实验的一般方法：

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我们提出的问题	种子发芽需要水吗？
我们的推测	种子发芽需要水。
两个组相同的条件	温度、空气、阳光、种子等
两个组不同的条件	水分
实验的方法	用两个一次性杯子，分别装上两颗绿豆种子，其中一个杯子放入适量的水，另一个杯子中不放水。敞开口子，放在室温下同一个地方（窗台上或课桌里），过两天观察。

控制变量是一个对比实验中最有探究性的环节。即在做对比实验时，两个组不同的条件只能有一个，其它的条件都要相同。那么怎样控制这个变量呢？如上表研究种子发芽需要水的问题，不同的条件是水，一个杯子放入适量的水，另一个杯子中不放水，其它条件都相同，有充足的空气、适宜的温度、可以都有光照，还要一样的种子等等。

怎样控制变量是学习的关键，关键点要由教师反复训练。在众多的假设中，如果改变的是阳光呢？改变的是温度呢？改变的是土壤呢?又该怎样控制条件，怎样做呢？这个环节按照上表的一般模式，可以让学生充分发表意见，尽可能让学生畅所欲言，说出设计过程，然后师生共同选择最合理的好方法去做。

二、实验设计要尽人所想，注重发散思维训练

科学课堂要凸现“以人为本”的科学探究方式，让学生亲自实践科学实验。由于每个学生的兴趣爱好，眼光不一样，对同一个实验的设计方法也不一样，这就需要教师有敏锐的观察力和判断力，抓住学生的一个个思维点，对有价值的设想充分肯定，挖掘交流研讨中更深层次的东西，从而产生更高的教育价值，达成更高的教学目标。

比如在其它条件都相同的情况下，如果改变的是空气，那么怎样控制这个变量呢？学生会说：一个杯子要有充足的空气，另一个杯子中不能有空气。对于这个问题，课本上是用塑料袋套住一个盘子表示没有空气，另一个杯子不用塑料袋套住，表示有充足的空气。课前准备时按照课本上的方法做，结果是什么呢，两个盘子里的绿豆都会发芽，实验会失败。

这个实验的关键是选择怎样的器材，才能表示没有空气或有极少的空气，选择器材充满着探究性。课堂上，我把问题甩给学生“用塑料袋套住一个盘子表示没有空气，塑料袋里面还有空气怎么办？”让学生想办法，学生的办法很有价值，实验结果也很明显。有的学生提出，使用的盘子口径要低一点，再用吸管把塑料袋里的空气吸走，直至塑料袋紧贴杯壁，最后用胶带完全封闭。

有一个学生利用四下《萌发的种子》中学过的已有经验，提出选用蚕豆种子做实验。用两个一次性杯子，其中一杯的种子给适量的水，使种子刚好一半浸在水中，一半露在空气里，保持有充足的空气；另一杯把种子完全浸没在水里，使种子得到较少的空气。

有一个学生联系生活经验，把南瓜子洒在土层表面结果全部发芽了，而把南瓜子深埋在土壤里，结果烂掉了。这位学生提出，用两个一次性杯子，其中一杯的种子放在土壤表面的松土层里，使种子保持有充足的空气；另一杯的种子深埋在土壤里，把土壤压紧，使种子得到较少的空气，其它条件都相同，每天浇适量水分，可选用蚕豆、绿豆种子做实验。

讨论好每个实验的方法之后，让学生选择自己喜欢的实验进行研究。教师可以提供绿豆或蚕豆种子，学生自己准备两个小盒子或两个一次性杯子。有的小组学生分工合作，每人负责控制一个变量，五个变量都进行研究，利用课外时间等待种子发芽。这组实验操作简单而方便，是学生乐意做的。

三、实验汇报要规范有序，提高科学表达能力

探究实验后要提高交流研讨的质量，培养良好的交流研讨的习惯。教师先在课前充分预设，理清思路，正确把握研讨交流的度，以便快捷应对，并且善于对信息进行综合、归纳。在交流时，教师可以让学生用固有的句式汇报，如：我看到了什么现象？这些现象说明了什么？在实验中还有别的发现吗？这样，汇报层层递进，有条不紊，使学生充分表达实验中观察到的现象。

过了两天，学生通过分组实验后，有了实验结果。那么种子发芽到底需要什么条件呢？五个变量，一个一个地进行汇报，我把学生的现象及结论归类列在黑板上。

改变的量	看到的现象	作出的解释
水分	有水的种子发芽了，没有水的种子不发芽。	种子发芽必须要有适当的水。
温度	温度高的种子发芽了，温度低的种子不发芽。	种子发芽必须有适宜的温度。
空气	有充足空气的种子发芽了，没有充足空气的种子不发芽。	种子发芽必须有充足的空气。
阳光	有光照的种子发芽了，没有光照的种子也发芽。	种子发芽不一定要有阳光。
土壤	有土壤的种子发芽了，没有土壤的种子也发芽。	种子发芽不一定要有土壤。

综上分析，可以得出种子发芽必须的条件是：要有适当的水分，适宜的温度，充足的空气，种子发芽不需要阳光和土壤。科学教师不仅要让学生学会实验、学会观察分析、更要学会从现象中概括出规律性的结论，科学地表达实验结论，使感性认识上升到理性认识。这时教师还有一个任务，教会学生准确地书面描述，在每个对比实验中必须要写出哪些相同条件，“空气、温度、水分”三个必要条件一定要写出，不需要写哪些条件，“阳光和土壤”可以不写。假如研究的变量是阳光，必须写的相同条件有空气、温度、水分、种子；假如研究的变量是温度，必须写的相同条件有空气、水分、种子，这样学生的思维才会更严谨。