第一章學生科學發現的指導1
1.科學發現的涵義
科學活動中對未知事物或規律的揭示，主要包括事實的發現和理論的提出。作出科學發現是一切科學活動的直接目標，重要事實或理論的發現也是科學進步的主要標誌。這兩類發現又是互相聯係、互相促進的。例如，19世紀末以來，電子、X射線、放射性等發現促成了原子結構和原子核理論的建立，而後者又推動了各種基本粒子的發現，為粒子物理學的誕生作好了準備。重大的科學發現，特別是重大理論的提出，往往構成某一學科甚至整個科學的革命。科學理論的發現是創造思維的結果，它往往求助於直覺、想象力的作用，這就必然要涉及科學家的文化素養、心理結構甚至性格特征等複雜的個人因素，有時還往往具有很大的偶然性。但這並不意味科學發現毫無規律性可循。科學史上有大量所謂“同時發現”的記載，說明任何發現歸根結柢都是在一定社會文化背景中的社會實踐和科學自身需要的產物，特別是事實的發現往往直接受到社會生產水平和儀器裝置製造技術的製約。因此，科學發現在科學發展的總進程中是必然的，合乎規律的。它具有自己的“邏輯”，有人還明確地稱之為科學發現的邏輯。這種“邏輯”有別於單純從事實歸納出理論或者從理論演繹出事實的形式邏輯。
2.科學發現的引導
教師在教學設計的過程中如何處理好學生探究與課本內容的關係，讓教科書和學生的思維有機結合起來，而不是將書藏起來讓學生進行所謂“猜想”是一個非常強的教學技巧問題，值得每一個教師去認真探討。
我們的教育目標不應該僅僅是教給學生死記硬背一些表層的知識，而是應該讓學生學到知識背後所隱藏的科學方法和價值觀念，知識背後這些內具的方法、情感和價值觀才是決定學生的終生發展的最重要的方麵。
雖然教材呈現的知識，通常是科學家們早已發現，已經形成定論的知識，但學生學習時並不是去尋求人類尚未知曉的事物或聯係，當它應是一個用自己的頭腦獨立思考，親自獲得知識的探索過程。如果把學生的學習過程變成一個“再發現”或“重新發現”的過程，那麼這樣的學習一定能激發學生的學習興趣，一定能使學生牢牢掌握所學的知識，一定能使學生“知其然”也“知其所以然”並能“知其何以然”。教師在這一過程中扮演的角色，不是向學生奉送真理，而是指導學生自己去發現真理。
例如，老師在講解庫侖定律這節課時，應該明白學生對科學思想和方法的掌握，是在對規律的探究過程中實現的。指導學生不僅清楚地了解教學的內容，同時在解決問題的過程中，還應經曆科學家研究、探索的過程，從而使學生真正領略到科學方法和物理知識的內涵，能力得到提高。教師應該帶領學生沿著科學家的足跡，再現當時的探索過程，深入討論庫侖定律中蘊含的科學思想和方法：卡文迪許如何用同心球實驗，進一步檢驗庫侖力與距離平方成反比的規律。在指導學生“重新發現”時，教師並沒有完全形式化地依賴教材展開教學，而是對教材做了創造性的處理，從卡文迪許受到牛頓萬有引力定律推論的啟發開始，通過類比的方法，設計了同心球實驗，驗證庫侖力和萬有引力定律一樣，都與距離的平方成反比。然後通過類比，引導學生猜想並分析，如果庫侖力滿足與距離平方成反比的關係，放在帶電球殼內的金屬球，是否會帶電。再用驗電器檢查，發現內球不帶電後，卡文迪許沒有滿足於預期的成功，還進行了進一步的誤差分析。
讓學生在學習的過程中體會科學家實事求是、嚴謹認真的科學態度。這些緊緊圍繞教學目標，循序漸進地進行的探索研究活動，絲絲入扣，強烈吸引學生和教師一起去探究、去發現，當最後得出結論時，學生心中洋溢的是發現者的自豪之感，而不是被動吸收知識的厭倦之感。使學生領悟科學家研究問題的艱辛和嚴謹的科學態度和精神，這種設計打破了傳統教學的局限，拓展了新的教學設計思路，體現了科學方法具有獨特的教育功能。在《萬有引力定律》、《原子的核式結構》等的教學中，都可以借鑒這種教學設計方法。
不論是教師的講授還是實驗，都應該努力創造一種有利於學生獨立思考的情境，將學生始終置於探索者、發現者的位置。把科學方法教育蘊含在知識的認知過程中，按照學生的認知模式進行教學，使學生清楚地了解到教學的過程，進而引導學生去經曆這一過程，從而使學生真正領略到科學方法和物理知識的內涵，並得到能力的提高。另外，當創造和發現伴隨著學生的學習過程時，學習將會充滿樂趣，將會產生主動學習的強大動力。
3.學生科學興趣的培養
興趣是最好的老師，小學生對科學產生了興趣，就會對科學入迷，從而使他對科學有所發現，以後有可能走上成功的道路。
由於興趣，學生通過探究學習科學知識，通過觀察、提問、開展調查和多層麵的活動，包括觀察；提出問題；通過瀏覽書籍和其他信息資源發現什麼是已經知道的結論，製定調查研究計劃；根據實驗證據對已有的結論作出評價；用工具收集、分析、解釋數據；提出解答，解釋和預測；以及交流結果使他有所發現。
人是天生的發現者，嬰兒自呱呱墜地起，就動用所有的感官去感受、去了解周圍的環境。當兒童發現令他們迷惑不解或者感到有趣的事物時，好奇心就會被激發起來，接著他們會提出一些問題，並想方設法尋找問題的答案。所有的努力都是為了了解周圍的世界，這就是發現過程中最基本的東西。
作為一名科學教師，如何真正激發起所有學生的科學探究的興趣，如何讓發現，這種孩子們天生熱愛的學習方式能夠長期有效的維持下去，真正培養學生的發現能力呢？
給予學生多方麵的支持
科學探究學習並不是專門給那些學有餘力的學生準備的，而是要麵對所有的學生。然而必須承認，學生之間的學習能力千差萬別。如果隻在一個層次上讓同學們參加沒有差別的科學探究活動的話，學習能力比較差的學生就可能會逐漸因為腦力不支而打退堂鼓，而學習能力比較強的學生也未必能夠對這些他已經熟悉了的活動感興趣，所以也會選擇退出。比較困難但又必須要解決的問題是如何讓每個學生都感受到體驗科學的樂趣，特別是那些在科學探究學習方麵不太積極主動的學生，他們更加害怕的不是受到教師的批評，而是學習過程中感受到教師、同學的冷落而孤獨無助。讓每個孩子都能夠體會到科學發現學習活動所帶來的樂趣，需要做到既不要讓他們感到科學探究學習非常困難，也不能讓他們中的任何一個受到冷落。心理學研究證明，學生的意誌情感比較脆弱，他們在自主學習的過程中，一旦遇到困難往往會產生畏懼心理，如果不及時疏導，時間長了學生就會喪失自主求知、不斷進取的信心。
為此，教師在組織科學探究學習活動的時候很注意給予學生以心理上的支持。創設良好的學習氛圍，采取各種適當的方式，給學生以心理上的安全感和精神上的鼓勵，使學生探究熱情高漲。如鼓勵學生選擇自己最感興趣的問題進行探究，選擇好朋友組成探究小組，分工合作，一起製定研究方案，共同尋找解決問題的辦法。對有新意的研究方案大力表揚，並給予一定的指導，而不是去打擊學生的積極性。例如，教師在講述“垃圾的故事”的時候，可把學生自由組成四個小組，讓他們按自己的興趣自由組合，分別研究“垃圾的來源”、“垃圾的分類”、“垃圾的處理”和“垃圾的再生”四個主題。由於是自己選擇的主題，所以學生們積極性會比較高，在活動過程中，小組要分工明確，查找資料，實地調查、記錄探究的過程、提出合理化建議，讓每個孩子都有動手的機會，使學生們在做中學，在學中樂。這樣的探究性學習才調動學生參與科學探究的興趣。
積極開發身邊的資源
在科學探究學習活動中，學生在教師的引導下能夠激發起學習科學的興趣，但是如果教師沒有足夠的能力引導科學探究學習活動的話，那麼就有可能會打擊學生學習科學的熱情，使他們興趣頓失。由此看來，科學探究學習活動進行了一兩次之後就再也進行不下去的事情也難免發生，所以有人提出，開展科學探究學習活動並不難，難的是能夠將這一科學探究學習活動長期有效地進行下去。
讓孩子保持發現的興趣
首先教師要善於引導學生去發現身邊有價值的問題，做科學的有心人。我們的生活不是缺少問題，而是缺少發現問題的眼睛。科學教材上所提供的問題是有限的，當我們學完了教材的一些課之後，就要引導好學生新的科學探究工作。每一學期讓每一個學生至少選擇一個探究主題進行探究，教師可以提供一些選題的範圍，由學生自主選擇。