专题学习7 科学处理探究活动中学生自主与教师指导的关系
【主题内涵】
小学科学学习以探究为核心，以活动为载体，学生在活动过程中学习科学观察、科学实验的方法，体验科学探究的乐趣，保持发展探究周围事物的兴趣和好奇心。在各种活动中，我们强调学生学习的自主性。然而当前教学中存在两种情况：一是教师片面理解探究教学，误认为“开放”就是“放开”，课堂呈现一片热闹有余、探究不足的局面；另一种情况是教师惟恐课堂太乱，而让学生按照自己的预设步步为营，学生难有生动活泼的探索空间，学生体验亲历科学的过程简略。在科学探究活动中，摆正学生自主和教师指导的关系尤为重要。课程标准指出：科学探究一般从半探究逐步过渡到探究，从单一问题的探究到复杂问题的探究，从参与局部的探究过渡到全过程的探究。在以科学探究为核心的科学课堂中，更是强调由扶到放的策略，强调教师适时的、必要的、严谨的、有效的指导，包括如何引导学生发现和提出问题、如何指导学生的学习方法、如何帮助学生形成结论，以追求真正从活动中有所收获，包括增进对世界的认识和学生探究能力的不断提升，从而使学生的探究实践得到不断提高和完善。随着年龄的增加，教师指导的程度将随之下降，换句话说，越小的孩子需要教师越多的指导。在教师引导下的探究教学应是小学阶段的主要教学策略。
【案例描述与评析】
一、学生探究活动中教师的指导是必要的。 课例1：《怎样加快溶解》
教师采用游戏比赛导入：“每组一块方糖，看哪一组先把它溶解了？”激起了学生的兴趣，然后让学生动手实践并交流自己是如何做的，从而引出课题。再让学生说说怎样能加快溶解，接下去放手让学生自行设计实验验证自己的想法。学生你争我抢，纷纷拿起实验器材实验。但是许多学生只是重复前面的实验，甚
至有的学生恶作剧，能控制实验中的相同条件和不同条件的小组几乎没有，更不用说去思考实验条件与结果之间的因果关系了。
案例中教师给了学生一个自由的活动空间，但是忽略了学生的年龄、心理特点，控制变量实验对于四年级学生来说是有困难的，是需要教师适时的点拨和指导的。教师应该向学生提供帮助，设计一个或几个提示性的问题或活动，帮助学生克服困难。否则，一味地强调学生的自主性，教学目标就得不到落实，学生经历的“过程”仅仅是走过场而已。
课例2：交流凤仙花前三周的生长变化情况
师：同学们，今天又到了我们的汇报课时间。3月19日，我们种下了凤仙花，到今天你们肯定有很多收获和感想，下面我们就来交流。先在小组内每人汇报一次，再推选一位最好的作为代表上台发言。
5分钟后，教师组织学生派代表上台汇报。
生1：（将花盆放到台上，手拿记录本，如数家珍似地）：我是第三组的代表，我在3月19日种下了凤仙花，3月20日没有动静；3月21日没有动静；3月22日我想它快点出土，所以我在放学后来到花盆边给它放音乐，并且讲故事给它听，可是它还是没长出来；3月23日，依然没有动静，我想是不是缺少肥料呢？我给它施了肥；3月24日，没有动静；3月25日，还是没有动静，我有些失望了；3月26日，我再次来看凤仙花到底发芽了没有，我惊奇地发现，花盆上面的泥土中间有些向上突起，我猜可能是凤仙花种子准备从那上来，我非常高兴，连忙给它浇了水；3月27日，还是没有发芽，但是土面突起的程度又高了些；3月28日，泥土里钻出了一个黑黑的小脑袋，这是凤仙花吗？我赶忙叫来爸爸，可是爸爸也不清楚这是不是凤仙花，他叫我耐心等待。3月29日，
小脑袋终于出土了，我敢肯定这是凤仙花，因为黑脑袋裂开可以看到里边的子叶，和我们在课堂上观察到的一样，我的凤仙花终于发芽了！……
生：我对第三小组代表的汇报有些疑问，你给它听音乐、讲故事能让凤仙花早日出土吗？
生1：现在我知道不能，因为种下种子得经过10天左右才能发芽，可是当时我以为它能像小宝宝一样，会听音乐和故事。
生：你说3月23日就给它施肥，它还没有发芽出土，有必要给它施肥吗？ 生1：凤仙花发芽时肯定需要肥料的。
生：我反对，上课时老师说过，种子的子叶能够提供养料给它发芽，所以我认为在发芽之前没有必要给它施肥。
生1：当时我主要不清楚它需要几天才会发芽，什么方法都想试试看。现在我明白，我不给它施肥，它也照样能发芽。
生：说不定你那次不施肥，它发芽的时间会发生改变。
师：能对别人的反言质疑真不错。还有哪些小组愿意派代表上来汇报你们的种植情况。
生2：（手拿记录本，花盆摆在台上）我是第八小组的，我3月19日种下的凤仙花一直到了30日才发芽，不过到今天已经长出了20多棵小苗。(在讲台上展示自己的成果，下面的学生发出赞叹)。我仔细观察了它的小嫩叶，发现第一对叶子都是一起长的，可后来都是东一片西一片，都不是对着长。我量了最长的叶子已经长到4厘米左右了。
师：这位同学种得相当成功，观察记录也很详细。
生3：（女生，手拿科学记录本，滔滔不绝地，做朗读状）：我是第二小组的代表，我在3月25日种了4粒种子。我每天早上起来，总是先到阳台上看看凤仙花有没有发芽，每天下午放学回家，总是忍不住先去看看凤仙花有没有长出来。一天，两天，三天……我的凤仙花就是不听话，一动也不动。第八天，我用手把泥土挖开一点点，只见种子纹丝不动，我很失望，有的同学说他的凤仙花已经发芽了。我想我的凤仙花也一定能长出芽，于是我还是继续观察。4月9日早上，下雨，花盆里长出两棵芽，叶子上端还有一定小黑帽，一棵高一棵矮，我看那棵矮的弱不惊风，我担心它们会被雨水冲垮，就把花盆移到室内。晚上回来，有一棵小苗已低下了头，它会不会死呀？谁知，第二天，这棵芽却不翼而飞了……
生（反驳）：不对，不可能不翼而飞。 生3：我也不知道，但真得不见了。 生：可能是你妈妈拔掉的……
……
此案例是科学种植活动阶段性集中交流活动。汇报者的表述是具体的，而令人惊喜的是学生有一种较强的倾听能力，听出“问题”、善于质疑。可是教师的反馈单一，没能抓住学生交流过程中出现的有价值的问题：发芽与施肥的关系问题、科学态度问题再次引发学生展开讨论。此时，做为教师，除了掌声，更重要的是及时介入指导。比如对学生的科学观察记录的指导，在支持记录个性化的同时，是否也要强调规范化；如何引导学生如实详尽地记录观察到的现象，是科学课所要求的，在孩子们投入积极的爱的情感的同时，是否要适当引发孩子实事求是的态度；当孩子的想象与事实相混淆时，教师如何理清学生的思路等问题同样值得大家思考。
就整个过程而言，学生笼统地汇报“我的凤仙花”，这个议题过于开放，所涉及面太广，学生无从入手，就会泛泛而谈；教师的指导也难以落到实处。学生会出现疲劳，后半节课有许多学生分心了。如果汇报前教师将“我的凤仙花”汇
报交流活动分解为“我的凤仙花在第几天发芽了”“第一对叶子是怎样的”“后来它又是怎样变化的”“现在是怎样的（高度、大小、颜色等）”“我的感受”等具体的议题，并分阶段进行交流引导，学生汇报就会关注细节，感受也就不会凭想象了。
二、 避免学生探究活动中教师指导上的偏差。
案例：《一杯水中能溶解多少食盐》教学片断：讨论每次放多少盐 生1:先放一勺盐，溶解了再放一勺。
师：想得真周到，要等第一勺溶解完了才放第二勺。
生2：我有不同意见，我觉得第一次放5勺，接下去一勺一勺放。 师：你们同意吗？
生1：不同意，如果5勺放下去，溶解不了那就麻烦了。 生2：第一次5勺一定能溶解的，后来我就一勺一勺地放。
师：如果一次放太多，放过量了，会得不出实验的结论。我们就采取一勺一勺地放的方法。
案例中提出“第一次放5勺，接下去一勺一勺放”的那位学生是很有创意很有想法的学生。孩子有生活经验，一杯水中对于5小勺盐是能溶解的。他思考问题时能结合自己的生活经验，不管正确与否，他的思维已经比别的孩子更进了一步。但遗憾的是教师却不善于捕捉学生反馈信息中思维创新的火花，让学生屈从于自己的“权威”，使学生自主性发挥失去了机会，重新返回到被动地接受“告知’的学习状态。
如果教师能不急于做出“权威性“的评价，以商量的方式让学生说说他的想法，如果合理的话，宽容地允许他自主选择，自我体验，自由交流。在这一过程中，教师的指导是适时地提出启示性的建议，而不是强加的指导。
三、学生自主学习中需要教师有效的指导 课例：马铃薯在水中是沉还是浮
片断一：创设情境，提出问题
（师在演示台上摆上标有1号、2号的两杯水，再出示一大一小的马铃薯） 师：如果把这一大一小的马铃薯分别放入1号杯（高浓度盐水）与2号杯（清
水）中，请猜一猜它们是沉还是浮？
生猜测后师把大的马铃薯放入1号杯中，小的放入2号杯中） 生：（兴奋地）噢，对了！大的浮，小的沉。
生：（惊奇地）怎么会是这样的呢？我在家洗过马铃薯，它们都是沉的。 师：那你的意思是——
生：我想看一下大的马铃薯，是不是空心的。 师：请你上来看吧。
（学生上台把马铃薯从水中捞出来仔细看了看，看不出有什么不同，很扫兴地回到座位上）
师：这位同学很留心观察生活中的事，这是很好的学习方法，值得咱们学习。 生：不行，把两个马铃薯调换一下。
师：好，给它们换个位置。（把大的马铃薯放到2号杯中，小的马铃薯放到1
号杯中）
生：（惊讶）小的浮，大的沉。
生：为什么马铃薯在1号杯中会浮，而在2号杯中是沉的呢？ 师：我也在想到底是什么原因呢？ 生：两杯水有问题。
探究问题是学生在教师精心设计的教学情境中很自然地提了出来。当学生发现一大一小的马铃薯在1号杯中浮、在2号杯中沉时，学生的讨论开始了：为什么马铃薯在2号杯中会沉，在1号杯里会浮？学生便将问题研究的对象转移到这是两杯不同的水这一落脚点上，使教学活动成为学生需要不断发展的一部分。1号杯里是什么？在观察中学生发现了问题，有了强烈的问题意识，也就有强烈的求知欲。明确问题是有效进行探究学习的前提，而通过对学生问题的了解，特别是对基于学生经验的真实问题的了解，使教师把握课堂中学生的探究方向。
片断2：比较两杯液体的不同 师：你说有什么问题？
生：两个杯中的水是不一样的。2号杯中水多一些，1号杯中水少一些。
师：你观察得真仔细，那我把两个马铃薯拿出来看一看水。 生：都是350毫升。
生：我来摸一摸是不是一个杯子里的水是热水，一个杯子里的水是冷水。（生上台摸了两个杯后确认水一样冰凉） 生：不会是白醋或白酒呢？
师：你有什么办法区别出它们是或不是呢？ 生：让我闻一闻就知道。（生上台闻） 师：是白酒的气味还是醋的气味？ 生：没有气味，不是白酒、白醋。
生：1号杯中有气泡，可能是气泡使马铃薯浮起来。
（师将杯壁上的气泡弄破） 生：1号杯是盐水。
师：你怎么认定1号杯是盐水？
生：我在一本书上看到过，海水很咸，浮力很大。
师：喜欢看课外书，知识很丰富。你有什么妙法确定是盐水或不是盐水？ 生：好！让我尝一尝。
师：用嘴尝是一种非常简便的区别方法。可是现在我们还不清楚两杯到底是什么
“水”，这样做不安全，不能做。
让学生自主想办法证明1号杯中为何物，学生会凭经验做出种种推测。大多数学生会推断其中一杯是盐水，因为鸡蛋在盐水中能浮起来。可是能否以此来推断呢？教师的适时指导让学生明白鸡蛋是鸡蛋，马铃薯是马铃薯。那么能否尝一尝呢？教师提醒学生对不明物体不能轻易去尝，这就是做科学，这就是科学教育。教师的指导让学生明白科学需要实证，科学需要方法。
师：从马铃薯在两杯水中的沉浮现象中，同学们一致认为1号杯中的水与2号杯中的水是不一样的，还大胆猜测可能是热水、盐水或白酒等等，并且积极尝试用看、摸、闻等办法破解杯中水的秘密。现在还有没有其它办法？（没有学生回应）
师：我给同学们准备了一些材料，看是否对同学们研究这两杯水有帮助。请材料员从抽屉那条黑袋子里拿出材料。（生拿出材料：小汤勺、火柴、蜡烛、小玻璃片，建议学生“烧水”12个实验小组分组实验，教师巡视，3 分多钟各小组的小汤勺中都留下白色物体，实验结束。）
为在教师的追问中，在学生意识到自己无法自主设计实验证明杯中的液体为何物时，教师提供有学习结构的材料，给学生暗示，帮助学生顺着探究问题的解决思路推进和深入。这是适时“扶”的指导策略
片断3：讨论白色物是什么
（当小汤勺上留下了细细的、白色的粉状物时。） 生：小汤勺上有许多盐。 师：怎么说就是盐呢？
生：盐是白的，这看起来就像盐。 师：你的意思是说像盐。 生：像快鹿味精。 生：像雕牌洗衣粉。
生：看起来有点像刷墙用的白灰。
生：不会是洗马桶用的那种洁厕粉吧。（生笑）
师：同学们做得很认真，对实验过程和现象观察也很仔细，对小汤勺中的白色物体，还做出了许多可能性的判断。到底是不是你们所判断的这些物体呢？你们还准备怎样去研究？
学生对1号杯里水加热后留下“白色物”做出了猜测：白色物是盐吗？不一定；是味精、白糖、洗衣粉……，这些猜测虽然与实际情况有些出入，但这是符合学生的认知水平和已有经验。在课堂中，教师应势利导，顺水推舟：到底是不是像你们猜测的那样呢？“你还准备怎样去研究？”教师引领学生做进一步的探索实验，放飞学生探究的心灵。
在这节课中，学生经历了“问题——猜测—验证—新的问题”这样一个个的探究活动的过程，表现出发现的兴奋和探究的愉悦。这里强调的是在每一个阶段，教师创设怎样的情境，提供怎样的帮助和指导是值得大家深思的。问题哪里来？问题从生动的教学情境中来；问题由谁提出？问题是由学生在观察、猜测等活动中提出——“两杯水有什么不同”；问题提出后怎么办？教师让学生尝试自主设计实验——怎样知道两杯水的不同？在充分讨论的基础上，教师提供材料，“扶”学生一把；当学生发现1号水有白色物时，新的想象和问题又产生了——白色物是什么？是盐，不一定；是糖，不一定；是什么？这里教师并没有直接肯定答案，而是让学生放飞思维的空间，对白色物作出种种猜想。我们怎样验证自己的想法——学生提出要调制一杯这样的水，怎么做——新的自主活动又开始了，学生做
着，想着，不断寻找为什么1号水能使马铃薯浮起来的证据。整个探究过程，教师的指导扶放有度，充满科学和人文的气息。
四、让学生自主交流思想
案例：关于25种物体检测后的科学报告会
背景：教师与学生一起做在位置上，报告者在台上汇报对25种物体的检测结果，并接受同学和老师的质疑。
报告者：卷笔刀是不亮的。
生：不对。卷笔刀应该有一部分是亮的，一部分是不亮的。金属的部分是亮的，塑料的部分是不亮的，它和电线一样的。
报告者：我反对这种说法，因为如果把检测器的一头接卷笔刀的塑料，一头接卷笔刀的金属部分它还是不亮的，因此从整体上讲，卷笔刀应该是不亮的。（掌声）
师：看来判断卷笔刀到底亮还是不亮，不应简单回答，应该对具体部件具体分析，因为它是由多种材料组成的。
教师适时的介入帮助孩子解决了卷笔刀之类的复合物该算什么的问题。 师:今天我们研究的材料基本上可以分为两类，一类是灯泡可以亮起来的，科学家把他叫做导体，另一类是刚才实验中灯泡亮不起来的，科学家叫它绝缘体。
师：能不能举两个我们刚才研究中没出现过的生活中的导体。(生举例。) 师：能不能举两个我们刚才研究中没出现过的生活中的绝缘体。(生举例。) 师：如果我现在问你什么是导体，什么是绝缘体，你该怎么回答？ 生：导体是容易导电的物体。
师：什么叫导电？是不是导来导去，电来电去的意思呢？（生笑） 生：帮助两根电线连接起来灯泡发亮的物体。
生：可以让电流过的物体。
生：把检测器的两头放上去，小灯泡就发亮的物体。 师：那么什么叫绝缘体呢？
生：把那玩意连上去，检测器的灯泡不亮的物体。
学生对知识的建构不是凭空而来的，他们将对25种物体的检测中的发现与自己头脑中已有经验建立联系，自主建构着什么是导体、什么是绝缘体。“把检测器的两头放上去，小灯泡就发亮的物体叫导体，灯泡不亮的物体叫绝缘体”，多么有想法而高度概括的“定义”呀！这是一种自主学习的真正体现。同时，教师坐在孩子中间，以一种学习者的身份参与科学报告会，使师生之间的民主、和谐、平等的关系得到充分体现。当学生的头脑中的新旧知识建立一定的联系后，教师就该放手，让学生自主建构习得的概念，而此时就不能强加给学生书本上的概念了。
从教学的角度看，教师的职责有：帮助学生检视和反思自我，明了自己想要学习什么和获得什么；帮助学生寻找、搜集和利用学习资源；帮助学生设计恰当的学习活动；帮助学生发现他们所学东西的个人意义；帮助学生营造和维持学习过程中积极的心理氛围；帮助学生对学习过程和结果进行评价，并促进评价的内在化。如果没有教师的指导，教学将不是教学。因此，在小学科学活动中，教师的指导是必要的。教师要有一种好的指导方式，扶放有度，才能真正促进学生的学习。
把握好探究的开放度是有效指导的前提。根据美国心理学家奥苏伯尔的研究，接受学习既可能是机械的，也可能是有意义的，而在有意义的接受学习中学生要经过积极思考，才能在新知与旧知之间建立“非人为性”的和“实质性”的联系。而这个过程或多或少包含着探究的因素。实际上，学生不可能一开始就能从事探究学习，（年龄越小越是如此），学生的探究与教师的大量指导是分不开的，它的开展需要一个由“扶”到“放”的过程。有研究者将探究教学的构成要素简化为问题、方法、答案三个基本成分，根据开放程度，把探究教学划分为以下四个水平：
问题 方法 答案 零水平 水平1 水平2 水平3 给定 给定 给定 开放 给定 给定 开放 开放 给定（纯接受学习） 开放 开放 开放（纯探究学习） 以上划分对教学实践有借鉴意义。教师根据学生学习实际、认知水平和不同的学习内容把握好教学的开放程度，明确有效的指导策略，将有效地改进教学。 【问题讨论】
1、许多科学教师反映：新课程提倡学生的自主性，可是课堂上教师一放，学生就闹哄哄的。尤其是实验课，常常乱成一团，教师的组织教学非常吃力。你遇到过这样的情况吗？应该怎样避免这样的情况？
2、探究活动的进度能否由教师预先确定或设计；活动过程中学生的自主学习活动的重点是什么，教师重点指导活动的哪些方面？哪些指导是必要的，怎样指导才算充分了？
3、案例体验：检测区分25种物体是导体还是绝缘体
S老师请学生打开书，读一读教材中检测一块橡皮泥的计划，理解过程的含义。然后，学生讲述、教师示范整个过程：1、从右边盒子里拿出橡皮，预测橡皮能否通过电流使灯泡发亮，把预测记录在科学文件夹上；2、把电路检测器的两个检测头接触一下，看看灯泡是否发亮；3、用两个检测头接触橡皮的两端，看看灯泡是否发光；4、重复检测一次；5、把检测时灯泡是否发亮记录在科学文件夹上；6、把检测完的橡皮放在左边的盘子里。
接下去，S老师要求学生运用刚才检测一块橡皮泥的办法，去检测25种其他物体，并在投影仪中显示“温馨提示”：用检测一块橡皮的方法来检测25种物体；学会分工与合作。学生4人一组，井然有序地忙开了……
讨论:有人说,先对一块橡皮泥的检测进行规范示范，给学生“标准”的动作示范，约束了学生的创造力，这不是牵着学生的鼻子走吗？你认为呢？
【资料链接】
1、 如何处理探究中学生自主与教师指导的关系
探究学习强调学生的自主性，但并不忽视教师的指导。应该特别强调教师适时的、必要的、谨慎的、有效的指导，以追求真正从探究中有所收获，包括增进对世界的认识和学生探究素质的不断提升，从而使学生的探究实践得到不断提高和完善。从幼儿的摸索到小学里开展的实验，是一步一步循序渐进地发展的：孩子逐渐从自发的行为到采取有条理的态度，从漫无目的地发问到选择性地提出问题，从单纯地依赖感官到使用多种工具，从毫无规则的观察到更为合理、井然有序的研究，从迷恋到努力和精确严谨，从被魔力吸引到快乐地学习知识。无论哪个阶段或水平的探究都可能伴随有疑惑、阻力、专注、紧张、艰辛、兴奋、喜悦或激动，但都绝不只是轻松和愉快。
选自《科学3~6年级课程标准解读》P108页
2、 《新课程与学习方式的变革》，见《为了中华民族的复兴为了每位学生的发展》第259-260页，种启泉等编，华东师范大学出版社，2001年8月
