小學生命科學探究活動的設計

蘇文輝+熊維聰

探究活動既是科學學習的重要載體和主要方式，又是科學學習的目的和本質。探究活動如何設計，直接影響學生科學素養的形成。活動設計是指依據一定的理論，對活動的各種要素，如活動的目標、內容、方式、時間、材料、學生組織、教師策略指導等方面做出合理的安排。由于生命的多樣性和復雜性等原因，關于生命世界的探究活動設計可以說是挑戰與機遇并存。比如，生命世界這部分內容的學習中有很多種植和養殖活動，需要的時間較長，精力較多，很多老師都感到吃力，但這種長時間對動植物的養護、觀察、記錄，有利于培養學生持之以恒的毅力，培養一種負責任的勇氣、動手能力、分析問題解決問題的能力。該如何迎接挑戰，把握機遇，對生命科學的內容進行有效的探究設計呢？

一、圍繞科學概念進行設計

對于繽紛繁雜的生命世界，我們需要將它們進行類比、分類、歸納，推理，找尋其規律和聯系，組織成為系統的知識。生命世界的復雜性和多樣性要求我們圍繞科學概念進行探究活動設計，而且這樣做符合人類認知發展的特點，近幾十年來關于兒童概念發展的研究表明兒童具有形成概念和學習概念的能力。概念是兒童構建更復雜能力的基石，學生可以運用掌握的主要概念，擴大到探究其他問題上，觸類旁通地解決學習和生活中遇到的問題。圍繞科學概念組織教學，可以提高學生的學習效率，培養他們的動手能力和創新能力，促進他們終身學習能力的發展。以科學概念為中心和基礎，圍繞它進行探究活動的設計是非常必要的。

怎樣的探究活動設計才算是圍繞科學概念進行的呢？以粵教科技版小學科學五年級下冊《蠶的一生》為例，探究活動設計圍繞科學概念“蠶的生命周期”展開，在組織學生養蠶的過程中，引導學生觀察蠶經歷卵、幼蟲、蛹、蛾四個形態完全不同的發育階段，并對四個階段的外形特征、行動、食物、時間進行觀察和記錄。在此基礎上，引導學生總結蠶的一生：出生→生長發育→繁殖→死亡。學生以后看到其他的生命體時，也可以用這個概念去解釋觀察到的一些現象。

我校語文老師為了提高學生的作文水平，也組織學生養蠶。但在養蠶的過程中，老師主要引導學生仔細地觀察，以便寫作文時能更詳盡地描述，所以問題比較分散，比如蠶什么時候吐絲？吐出什么顏色的絲？（進行技術處理后，現在的蠶可以吐不同顏色的絲）蠶脫了幾次皮？每次相隔多少時間？用什么材料的架子結繭的？學生寫作文時也常會引用唐代詩人李商隱的千古名句“春蠶到死絲方盡”，其實從生物的生命周期來看，當春蠶把絲吐盡之時，它并沒有死去，只是走完了生命周期中的幼蟲階段，即將進入下一個階段成為蠶蛹。科學課應該和語文課有很大的不同，應該要有科學課的味道，而圍繞科學概念進行探究活動設計才可以營造出科學課的味道。

二、注重前概念，發現適合學生探究的問題

學生在真正學習科學概念之前，并不是一張白紙，而是已經有了一些概念的樸素的、不完整的甚至是錯誤的理解，這種理解稱為前概念。維果茨基的兒童思維發展階段理論認為，兒童形成概念必須經歷四個發展階段：第一階段——混合思維，在此階段兒童把不相關的事物都胡亂聯系起來，甚至把風馬牛不相及的事當成因果聯系；第二階段——復合思維，這是小學兒童所特有的思維階段，此階段的兒童喜愛根據物體的顏色、大小、形狀、功能等普通性質來把物體進行分類；第三階段——前概念思維，此階段的兒童開始學習抽象的專用名詞，但對這些名詞往往夾雜著具體事物做參照物，表述不夠準確或不完整；第四階段——概念思維，一般要到青春期才能很好發展，具有把兩個抽象概念聯系起來成為一個概念的水平。從這個過程可以發現，概念的發展總是從前概念開始的。奧蘇貝爾認為，學習的心理機制是同化，即學習者新舊知識之間相互作用產生聯系，原有認知結構中的知識吸收并固定新知識的過程，所以科學課上要想幫助學生建立概念，就要和學生原有的真實想法相互作用建立聯系，找到概念的生長點。

1. 通過前概念，確定探究主題。比如在教學粵教科技版小學科學三年級下冊第一單元植物單元時，通過帶領學生觀察校園里的植物，暴露前概念，即學生已有的對植物的理解，發現學生對植物的理解是片面的、瑣碎的，興趣主要集中在雞蛋花的清香、榕樹的氣生根等，沒有對植物整體形成認識，于是確定探究主題為：“認識一株完整的植物”。為了幫助學生對植物形成整體的認識，我去花市上購買了一批金彈珠（該植物同時具有根、莖、葉、花、果實、種子，果實由綠色變為紅色，而且特別容易生長，即使把它從泥土中拔出來一段時間，再種回去也會生長得比較好）并從泥土中拔出來，四人小組一株進行觀察，并引導學生給金彈珠“畫全身像”和身體的各個部分取名字。這樣學生的注意力就集中到了一株植物上，而且要“畫全身像”就得觀察植物的所有部分，這樣就會有完整的觀察。通過“畫全身像”和取名字，在學生交流匯報時，再一次暴露前概念，比如很多學生把“莖”稱為“樹干”，把“果實”稱為“果子”，分不清“果實”和“種子”，認為綠色的彈珠是果實，紅色的彈珠是種子，其實綠色的彈珠和紅色的彈珠都同時包含果實和種子。于是再一次確定細化的探究內容：“認識莖、果實、種子”，通過解剖綠色和紅色的彈珠讓種子“原形畢露”，進而幫助學生對植株整體形成科學的概念。

2. 根據前概念，調整探究內容。比如在學習粵教科技版小學科學三年級下冊第9課《鯽魚與青蛙》時，通過前概念調查，發現很多學生以前是沒聽說過標本的，不知道標本有什么用，也不知道該怎樣看標本，學生的問題集中在標本是真的還是假的上。當得知標本中的動物其實已經死亡時，學生都認為制作標本的人太殘忍。所以課上看標本前特意介紹：科學家是為了研究小蝌蚪、為人類服務才制作標本的，也指出標本是真實的，同時引導學生：觀察標本也是有順序的。這應該是學生在接受正規教育過程中第一次見到標本，這次對標本的正確認識可以幫助他們在以后的學習中正確使用標本。

三、準備有結構的材料

科學探究活動很大程度上是學生與材料之間的互動，活動的效果很大程度上取決于材料的選取，沒有材料就沒有動手做的對象，就沒有思維的基礎；沒有充足的材料，活動將無法全面并深入開展；而沒有結構性的材料，科學活動就無法典型、深刻與精致。科學教育中材料的“結構”是指材料在被使用時能揭示自然事物間的某種關系。所謂結構性材料，指的就是教師經過精心設計的典型教學材料的組合。由于生命的復雜性、多樣性、變化性，植物的種植和動物的飼養通常需要較長時間，還未必能夠正常生長，而且能夠作為標本的資料只能展示生命過程中的某一階段，不能全面展示，這就需要教師充分利用和開發各種資源進行材料的準備。

1. 客座小老師。對課程標準和教學目標認真鉆研，有整體把握后，挑選出一些活動供孩子們選擇，讓孩子們根據自己的興趣、能力、時間安排等情況進行選擇，成為某個活動的“小老師”。比如在“認識花”的活動中，提前商量好的多位“小老師”帶來了不同種類的鮮花，先由 “小老師”們輪流在實物投影處展示和介紹自己的那支鮮花，然后“小老師”們分別到不同的小組中讓同學們聞一聞、摸一摸，近距離觀察花朵，并回答同學們現場提出的問題，不知道答案的就記錄下來全班一起討論。孩子們通過對多種花的觀察，總結出花的特點，對花有了較科學、全面的認識。

2. 家庭實驗室。由于飼養和種植通常需要較長的時間，僅靠課堂上的時間是不夠的，所以課內的活動要向課外延伸，而家庭是個不錯的選擇。學生在家里飼養和種植的過程中，老師要注意引導他們及時地收集能解決問題的證據，包括做觀察記錄、拍照片、錄像等。比如學生領養小蝌蚪后，隔一段時間給蝌蚪拍照、錄像，做觀察記錄等。

3. 其它資源。標本、多媒體動畫也是很有用的資源。值得一提的還有科學館、動物園、植物園等社會資源，這些資源除了老師組織學生去參觀外，還可以通過和家長溝通，得到家長的支持開展相關親子活動。比如三年級下學期開學時就和家長溝通這學期的主要內容是動物，于是一些本來打算帶孩子去游樂場的家長選擇了帶孩子去動物園和海洋館，對真實動物的觀察為課堂上的探究活動設計提供了堅實的基礎。

（作者單位：廣東中山市石岐中心小學）

責任編輯 鄒韻文