從設計入手構建有效的科學探究活動

新課程實施已有幾年了，應該說科學教材的內容和編排確實給老師很大的自主權，提供了廣闊的創造空間，于是，眾多新穎的教學設計出來了，教材不曾涉足的內容出來了……，令人眼花瞭亂，我也在困惑著，面對腦子里閃現出的各種設計思路，我該選擇哪種設計進行教學呢？什么樣的活動設計才是有效的呢？我認為必須做到兩點：1、預設的探究目標是否合理，能否在規定時間內實現；2、設計的活動能否讓學生愿意學、學得有樂趣、有收獲。下面從我教學中的一個案例，四上《加熱與冷卻》中液體、氣體加熱后體積的變化這一內容，比較一下兩種活動設計的有效性。

設計一（30分鐘）

1、提出問題：銅球的加熱冷卻后的體積有變化，水、空氣冷熱、冷卻后會有體積變化嗎？生進行猜想。

2、提供材料：小瓶（有瓶蓋），毛細管、注射器、塑料瓶（有蓋）、氣球、線，加熱冷卻的水缸，小組討論，圍繞水或空氣中的一個，自主選擇材料，設計實驗方案（希望出現不同的方案），交流匯報，完善方案。

3、實驗驗證，觀察水、空氣加熱、冷卻后有體積變化的性質。

設計二（20分鐘）

1、提出問題：銅球的加熱冷卻后的體積有變化，液體、氣體冷熱后會有體積變化嗎？生進行猜想。

2、提供部分實驗器材、操作方法及注意事項（每組一個不同實驗）

液體：（1）觀察酒精溫度計加熱、冷卻后的現象；（2）水銀溫度計加熱、冷卻后的現象；（3）小瓶裝滿水（有瓶蓋），插入毛細管，加熱、冷卻，觀察毛細管內水柱的高度。

氣體：（1）氣球內吹三口氣，加熱、冷卻，觀察氣球大小變化；（2）塑料瓶上套氣球，加熱、冷卻，觀察氣球變化；（3）稍稍壓扁塑料瓶，裝蓋子，加熱、冷卻，觀察瓶子的變化。（注：加熱、冷卻用熱水和冷水），每個小實驗同時進行，要求學生對現象進行分析。

3、匯報交流：實驗中各自的現象，分析現象。

一、兩種設計思路，預設目標能實現嗎，目標定位合理嗎？

設計一把探究目標定位在科學探究的過程上（設計、實驗、觀察、分析等），力求體現科學探究的全過程，促使學生探究能力的發展。很顯然，設計一采用了探究式學習，讓學生根據材料及已有經驗主動構建探究過程，去探索事物的規律。但事實上，學生對體積變化方面的經驗很少，很難激活，大多數學生只能從開發材料入手，對材料的構建中獲得經驗，而且還得思考各種材料的作用，排除出對探究沒用的材料，這對學生來說就是一種挑戰，增加了探究的難度。就算選對了材料，也會涉及到很多操作方面的細節，需要通過交流、論證來完善方案，這將耗費很長的時間，30分鐘很難完成整個過程。因此，這種設計不能滿足探究式學習的條件：充足的時間做保證；相應的知識、方法技能作為基礎。預設的目標難以實現。

設計二把探究目標定位在觀察和分析上，通過動手實踐，觀察、分析，體驗液體、氣體受熱、冷卻后體積變化。這種設計用操作提示讓學生明白實驗的方法，大大降低了實驗操作的難度，力求體現學生的觀察與分析，交流各自的實驗現象，這符合學生的認知規律，20分鐘內完成這一目標難度不大，但是總覺得對學生來說也容易了一點。

反觀兩種設計，有一共同之處，將液體、氣體加熱和冷卻的實驗并列進行的，沒有前后之分。但的教材上的編排是先探究水的熱脹冷縮，再探究空氣的熱脹冷縮，為什么這樣安排呢？我也作了一個思考，水的體積變化比較小，必須要借助一些檢測細微變化的器材（細玻璃管），為什么要用細玻璃管，學生還缺乏相應的經驗，操作技能方面還有欠缺，故教材采用了指導性探究，隨后出示了氣體加熱冷卻后的體積變化，只有兩種材料，塑料瓶、氣球，由于材料簡單，氣體的體積變化幅度大，加上學生有了做水的熱脹冷縮的實驗的經驗，這時放手讓學生自主實驗，學生完全有能力進行探究式學習，設計不同的辦法進行探究。所以我認為還可以對設計二的探究目標還可以提高一點，讓預設的目標不但要實現，而且要讓目標更貼近學生的發展，從而使探究目標更有效。

二、兩種設計思路，學生能愿意學嗎？能學好嗎？

教學目標只是一個指導方向，接下來就是安排學生怎么學的問題，學生愿意這樣學嗎，能學好嗎？基于以上目標分析，設計一，學生學習的難度大，要探究好并不容易，萬一學生設計不出來，對教師的指導能力也是一個考驗，一旦教師的指導出問題，學生的學習會變得很吃力，對其心理的變化也較大，隨之探究的興趣、主動性會大大的下降，對后面的實驗探究來說，不僅時間縮短，學生也會喪失探究的激情，影響了整個探究的效率。設計二，在認識固體的體積變化后，學生非常渴望對液體、氣體的體積變化進行研究，這時提供材料和方法，可讓他們去主動地學、主動地去做，觀察和分析實驗的現象，交流中，學生的做法不同，現象也很奇特、有趣，學生會不由自主地投入到匯報交流中，不僅能探究好，而且也很有趣，還會有一種成功感。所以設計二更能符合學生的學習、發展，使探究活動更有效。

試教出現的情況和以上分析基本一致，看來，要構建一個有效的科學探究活動，必須從設計入手，我們必須要認真鉆研教材，深刻領悟教材的意圖，對內容的科學性和教學的價值等方面進行充分的論證，充分考慮學生的知識和能力，制訂切合學生發展的教學目標，充分設計學生學，讓學生愿意學，學得好，學得有樂趣。

【作者單位：常州市新北區圩塘中心小學 江蘇】