第一章學生探索科學奧秘的指導
1.指導學生探索奧秘的教學方法
深化素質教育觀念，指導學生探索科學奧秘，不僅能使學生學到在常規教育中學不到的知識，而且還能使學生在創造思維訓練過程中學會靈活應用學到的知識。在探索奧秘活動過程中，老師應指導學生堅持動手動腦相結合，在創造實踐中提高創造思維能力好。教師還應把思維品質的培養和思維方法的訓練結合起來，起到培養學生多種意識和能力的作用。具體應做到以下幾點：
（1）培養學生課外探究科技知識的濃厚興趣。
（2）努力提高學生的動手操作的實驗能力，在此基礎上培養其獨創精神。
（3）培養學生的科學素質，以求用高結構的知識體係來武裝自己。
（4）培養學生相互間合作的團隊精神和尊重他人勞動成果的品質。
（5）合理把握好課堂和課外的延伸、銜接工作。
探索奧秘活動原則
（1）堅持自願原則。對於學生來說，參加興趣小組的機會是均等的，不應以成績作為限製條件，隻要有興趣均可自願參加，也可以中途退出。自願選擇合作夥伴、活動內容、活動方式，並允許在同一活動中出現不同層次的結果，教師精心組織與輔導，但不越俎代庖。
（2）堅持活動原則。教師根據小組成員的特長和工作熱情，選定好分組組長，指導其組織，使活動不至於虎頭蛇尾，要保證時間和地點，保證活動正常開展，不怕無活動場所，就怕無持之以恒的決心。
（3）落實項目原則。每一項活動內容，要使每一個成員都積極動腦和動手，因此，要把活動項目落實到各分組，乃至每一個成員。
（4）循序漸進性原則。無論是小論文、小製作還是小發明等，都應根據學生的實際水平，統籌安排，要注意保護和培養學生的學習興趣，切忌要求過高，以免挫傷他們的積極性。
（5）互補性原則。課外活動不能成為解決課堂教學遺留問題的延伸複習，但應使有關內容與學科教學有聯係，使學生在活動中靈活運用已學知識解釋、解決有關問題，反過來又可深刻理解學科知識，實實在在的以活動激興趣、練技能、促思維、求發展，使二者的互補有度，相得益彰。
（6）創新性原則。活動內容及項目的確定應有利於鼓勵學生獨立思考、善於想象、勇於探索、敢於標新立異及創造發明；有利於學生多角度分析問題，多方法解決問題；有利於引導學生以開放性思維、開放性視角關注當代科技與社會進步的趨向；有利於引導學生用求異性思維、創造性思維，研究、解決與社會實際與生產、生活有關的實際問題。
（7）安全性原則：活動環境的選擇，活動方式、內容、過程等，自始至終要堅持學生的安全第一，並經常加強學生的安全教育。
教學內容與要求
（1）多種形式培養興趣，生動活潑發掘潛能。充分挖掘學科課程教材中的科技含量，有意識、有計劃地對學生進行科學思想和科學方法的教育，結合學生特點適當補充一些科普新知識和科學技術研究新成果，激發學生的興趣。
（2）學生自尋課題，寫科學小論文。一般是3～4個同學合寫，先各自尋找問題，研究討論，統一意見後，再分頭尋找科學依據，爾後再討論集中，確定一人執筆，經老師輔導後，再交給學生討論改寫。小論文可以就某一日常問題或生產生活實際發表見解、議論，也可以寫閱讀筆記等，但都力求有自己的觀點和較好的見解。
（3）組織學生專題演講。每個成員都準備一典型問題的講稿，輪流在小組範圍內進行演講。“培養口才，實際上是提高教師們民族的思維能力和素質，把教師們的青年培養得更聰明”。
（4）開展科技小製作。因地製宜，因陋就簡開展小製作。學生在設計製作中，不僅可以學習鞏固書本知識，加深對概念規律的深刻理解，更重要的是製作中的困難磨練學生意誌，成功地喜悅激勵他們不斷進取，增強戰勝困難的信心。
（5）開展小實驗。教師們的學生受應試教育的影響，多為“書生型”，缺乏動手習慣與能力，學生自己動手實驗正是對學生的兩個基本能力——動手能力、思維能力的全麵綜合訓練，是培養新型人才，改善民族素質的重要途徑。
（6）抓好科普宣傳活動。
（7）訂閱、收聽、收看、收集科普知識。鼓勵學生自己訂閱科普報刊，利用各種渠道借閱科普讀物，並提倡互通有無，積極有效地引導學生注意收集最新科技發展動態。
具體活動方法
（1）問題探究法。從學生興趣出發，緊密結合學生日常生活、工農業生產提出一係列實際問題，引導學生根據原有知識及生活體驗進行探究，直到解決問題。
（2）問題座談法。教師提出一些社會問題讓學生根據已學知識展開討論，培養學生靈活應用學科知識解決實際問題的能力。
（3）現場調查法。通過對學生到現場實地對實際現象的觀察、調查來增加他們的科學知識與技能以及社會責任感。
（4）實驗操作法。盡可能地提供動腦動手的機會，使學生通過自己設計、操作、實驗解決某一實際問題。
（5）決策模擬法。就某一社會問題讓學生扮演決策者的角色，應用所學知識提出解決的方案，以培養學生運用科學知識解決某一問題的態度、方法和能力。
2.在科學課中探索科學奧秘
小學科學是一門以自然界為主要認識對象，對小學生進行科學啟蒙教育的綜合性基礎學科，承擔著提高小學生科技文化素養和創造精神、實踐能力的主要任務。為了激發學生探索大自然秘密的興趣和欲望，擴大知識領域，探索科學的奧秘，使學生快樂學習。在科學課上教師應積極帶領學生做實驗，激發學生學習科學的興趣。
例如，教師在教《空氣中有什麼》一課的時候，教師問同學們：“空氣中有什麼呢？”同學們立即議論紛紛。這個說：“空氣是一種單純的氣體。”那個說：“空氣中有氧氣、二氧化碳……是一種混合氣體。”……
教師說：“同學們看老師做完這個實驗就清楚了。”教師把粘有蠟燭的玻璃片放在盛有紅水的水槽裏（水不要太多，能淹沒蠟燭下部即可）。點燃蠟燭等燃旺後，用去底的塑料飲料瓶把蠟燭扣上，立即擰緊瓶蓋。教室裏頓時鴉雀無聲，學生們都在觀察發生了什麼現象。
果然“奇跡”出現了，燃燒著的蠟燭火焰漸漸變小，慢慢地竟然熄滅了。又過了一會，瓶裏的水上升了一截。學生以為教師在變戲法，都在疑惑不解。教師先不做解釋，向水槽裏加水，加到略高於瓶內的水的高度的時候，請一名學生把細鐵絲的一端繞在火柴棍上，擦燃火柴時，在請另一名學生擰開瓶蓋，最後把燃燒的火柴迅速插入瓶內。學生們都瞪大眼睛看到火柴竟然熄滅了。教師追問：“這說明了什麼呢？”
一位的學生突然說道：“老師，蠟燭先是燃燒著的，但是不一會兒就熄滅了，說明瓶內物體發生了變化，使得燃燒條件不具備了。”教師聽了很高興，又進一步啟發大家。這時，又有一位學生說道：“蠟燭熄滅以後，瓶裏的水上升了，說明瓶內的空氣少了，占據的空間小了，水就可以進去了。這就是說，瓶內的空氣變少肯定與燃燒有關係。”教師又問：“那麼水為什麼隻能進去一點兒，隻占據了一小部分空間，而不是全部占據呢？”有學生說：“瓶裏其餘大部分空間還有其它氣體占著呢，而這些氣體對於燃燒沒有用處，也不能參與燃燒。”老師不需要講解，學生們就明白了：空氣不是一種單純的氣體，空氣中至少含有兩種氣體：一種氣體是支持燃燒的，其它的是不支持燃燒的。這時，教師向學生們講解：空氣中支持燃燒的氣體叫做氧氣，大約占空氣體積的21%，其它的主要是氮氣，大約占空氣體積的78%，此外還有少量的二氧化碳、水蒸氣等等，這些氣體都是看不見、摸不著，彌漫於地球周圍。
可見，一節科學課通過師生共同實驗探索，激發學生的興趣，使得學生感到大自然真的很奇妙。實踐表明，讓學生大膽探索，有助於學生提高觀察能力、實驗操作能力和創造能力，還陶冶了學生情操，幫助學生養成愛科學、學科學、用科學的習慣。其實在大自然中有很多的奧秘值得教師和同學們去探索、實踐。
3.在自然課中探索科學奧秘
自然是小學階段一門綜合性的基礎學科，它擔負著向學生進行科學啟蒙教育的任務。當前，課堂教學設計的改革仍然是教學改革的關鍵。如何促進課堂教學結構各個要素之間的有機結合，促進小學生認知心理和智力的和諧統一的發展，這就要求教師不斷地對課堂教學設計進行探索和研究。進行課堂教學設計，是將課堂教學過程中的各個要素有機地結合起來，讓其發揮最佳的教學效果。各個要素間相互聯係形成係統的教學結構，不同的課堂設計會產生不同的效果。在小學自然教學活動中，運用“教師、媒體、學生”三維雙向反饋構成的信息交換係統促進課堂教學的優化組合，這一係統反映了主導、信息、主體之間的相互關係。因此，課堂教學設計必須考慮教師的教學活動，學生的學習活動，教學媒體的選用等方麵的問題以及它們之間的相互關係。現以《金屬》一課的教學設計為例，談談小學自然課堂教學設計。
教師的教學活動設計
教師在教學過程中起主導作用，教師要避免單純地靠一本教科書來灌輸知識，必須把它轉化為利用投影、實物、標本等多種教學媒體啟發、引導學生掌握知識。通過教師的引導、主持、評價來激勵和指導學生學習，完成教學任務。
（1）指導觀察，分組實驗。
教師首先要展示四幅反映實驗內容的圖片，指導學生仔細觀察，然後讓學生進行分組實驗，尋找銅、鐵、鋁的四個共同特征，激起學生的求知欲。
（2）啟發引導，設計實驗。
教師要善於借助實驗提出問題，啟發學生根據已經掌握的第一組實驗方法自行設計第二組實驗，研究木棍、粉筆、瓦片與銅、鐵、鋁不屬於同一類物體。這樣，由淺入深地引導學生開動腦筋，積極主動地參與教學活動。
（3）組織討論，歸納總結。
在學生已經完成兩組實驗的基礎上，組織學生分組討論，金屬有哪些共同特征。這樣，既活躍了課堂氣氛，又調動了學生的學習主動性和積極性。在各實驗小組討論完畢之後，教師進行歸納概括，總結出金屬的共同特征。
（4）強化記憶，擴散思維。
為了進一步掌握金屬的共同特征，教師運用了投影與實物相結合的教學手段，讓學生從多種物體中辨別金屬，既做到了新授知識與生活實踐相結合，同時，也擴散了學生的思維，使學生的知識水平和認識能力得到了提高。