小學科學課堂探究活動設計三要素

邢曉

《小學科學課程標準》明確提出：探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。課堂探究活動是小學生學習探究技能，訓練科學思維方法，形成科學概念的主陣地。課堂探究活動的設計是否有效將直接影響過程技能和思維方法的發展，進而影響新科學概念的形成。筆者認為一個有效的課堂探究活動設計至少要包含以下三個基本要素：活動的順向性、活動的思維性、活動的開放性。這里的課堂探究活動設計不僅指某個具體的探究活動設計，還指整節課的探究活動設計，它是一個圍繞核心科學概念而開展一系列科學探究活動的過程性設計。下面就以小學科學教科版五年級上冊中的《用橡皮筋作動力》一課為例來闡述小學科學課堂探究活動設計的三個基本要素。

一、順向性探究設計是有效課堂探究活動的保障

課堂探究活動順向性設計是整個課堂探究活動設計的基本要素，它是由小學生的思維發展特性所決定的，是小學科學教育尊重學生學習發展客觀規律的重要體現。順向性探究活動設計主要體現在探究活動設計的銜接性或鋪墊性，即前面的探究活動都是為后面的主要探究活動的順利進行，讓學生在過程技能上做好探究的準備。《用橡皮筋作動力》一課，教材是通過以橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系的主要探究活動，讓學生來形成“橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系”這一核心科學概念，并在此基礎上進一步了解“彈力”的科學概念。學生在進行該主要探究活動需要具備以下技能：安裝小車、讓小車向規定方向行駛、正確測量小車的行駛距離、分析觀察數據等。為了讓學生掌握這些技能，筆者設計以下探究活動：讓小車動起來、小車競賽、測量小車行駛距離、設計和實施橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系驗證方案。“讓小車動起來”探究活動使學生具備以橡皮筋為動力的小車安裝技能，“小車競賽”是讓學生掌握小車行駛方向和正確繞圈的操作技能，“測量小車行駛距離”則使學生掌握科學的測量方法（特別是小車跑偏情況下的行駛距離測量）。上面這些探究活動的設計為最后的主要探究活動進行了過程技能上的層層鋪墊，正是這種探究活動設計的順向性確保了“設計和實施橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系驗證方案”活動的有效開展，從而幫助學生理解并形成“橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系”的科學概念。最后再以此為基礎，通過設計彈力體驗探究活動讓學生進一步理解彈力的科學概念。

二、思維性探究設計是有效課堂探究活動的內涵

在我們小學科學課堂教學中常會見到這種現象：學生探究活動熱熱鬧鬧，但學生的思維活動卻停滯不前。筆者認為培養學生科學思維和激發學生探究欲望是小學科學教育的重中之重。探究活動設計的思維性就是為了發展學生的思維，讓學生在每一個探究活動中不僅有操作技能的發展，更要有思維活動的發展，我們要從熱熱鬧鬧的動手探究活動中看到學生熱熱鬧鬧的思維活動。上面探究活動設計中的每一個探究活動都能通過學生的觀察發現、教師的引導激發等手段，體現學生思維活動的積極參與和發展。如“讓小車動起來”探究活動中，學生觀察思考如何使用橡皮筋作為動力來安裝小車；“小車競賽”活動中，學生會思考如何讓小車向規定方向行駛和如何讓小車跑得更遠；“測量小車行駛距離”活動中，學生在發生跑偏的情況下積極主動地思考該如何測量小車跑的距離；“設計和實施橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系驗證方案”活動中，學生會利用在上面探究活動形成的探究過程和操作技能來思考如何利用變量和不變量來設計和實施驗證方案，這使得學生進一步理解和應用了對比實驗，從而促進學生科學思維的發展。

三、開放性探究設計是有效課堂探究活動的升華

探究活動的開放性是對學生科學思維的進一步發展，它既是探究活動形式的開放，同時更是探究思維發展的開放。探究活動的開放性設計是對學生個性思維能力發展的重要體現。多元智能理論認為，個體的各個智能分布和發展有很大的差異性，個體都具有自己的強項智能和弱項智能。《小學科學課程標準》中規定的探究活動的七個環節都體現了學生不同智能的發展，如“提出問題”主要是自然探索智能的體現；“猜想和假設”“制訂計劃”“觀察實驗制作”“搜集整理信息”主要是邏輯智能的體現；“思考與結論”“表達與交流”主要是語言智能的體現，同時整個探究環節都體現了人際智能和內省智能。開放性探究活動就是通過激發學生的智能強項，發展學生的科學思維。在“小車競賽”活動設計中，筆者不規定小車的車頭和車尾，這是一個活動形式上的開放性探究，而絕大部分教師為了方便教學都會規定小車的車頭和車尾，這就限制了學生的思維發展，這種限制性教學行為在我們的小學科學課堂中隨處可見。又如在“設計和實施橡皮筋繞的圈數與小車行駛距離關系驗證方案”活動設計中，筆者也不會像其他老師那樣為了方便數據對比，千方百計地引導甚至直接規定學生用繞1、3、5圈來進行實驗和獲取數據。筆者首先會利用計算機技術使數據圖形化，圖形化數據能更好地讓學生發現規律和產生新的探究問題；然后再讓學生自由探究想繞的圈數，這樣產生的數據就會更加豐富，不僅能使學生很快驗證自己的假設，而且能促進不同的學生個體產生更多具有開放性和挑戰性的探究問題，如繞的圈數與小車行駛距離是否有倍數關系等。這種思維發展上的開放性探究能更好地促進不同學生個體強項智能的發展。

盡管本文只以《用橡皮筋作動力》這一具有以活動操作探究為典型的課例來闡述小學科學課堂探究活動設計的三個基本要素，但筆者認為在以思維活動探究為典型的課例中，設計課堂探究活動同樣要具備這三個基本要素。因為思維性和開放性本身就是服務于學生的思維發展，至于順向性只需把操作技能的銜接調整為思維技能的銜接即可。

【作者單位：常熟市辛莊中心小學 江蘇】