小組探究活動(dòng)的“四明確”

◇黃貝貝（江蘇：蘇州市吳中區(qū)碧波實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

2022年新版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確“堅(jiān)持創(chuàng)新導(dǎo)向”，強(qiáng)化科學(xué)課程的綜合性和實(shí)踐性，著眼于發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。科學(xué)思維是學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等。

探究實(shí)踐對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。而小組探究活動(dòng)能讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦，積極經(jīng)歷科學(xué)探究實(shí)踐的過程，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的提升。

一、小組探究活動(dòng)

學(xué)校的課堂教學(xué)一般采用的探究實(shí)踐方式，是以科學(xué)小組的形式，進(jìn)行課程問題的開展與探究。在小組探究的過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自主探究，并以此為基礎(chǔ)，實(shí)施學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)活動(dòng)。在學(xué)生進(jìn)行自主探究活動(dòng)時(shí)，教師要起到引導(dǎo)和支持作用，讓學(xué)生充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。小學(xué)科學(xué)教師的主要任務(wù)應(yīng)當(dāng)由單純的知識(shí)灌輸向鍛煉學(xué)生自主思考能力、觀察能力及創(chuàng)新能力等素質(zhì)方面轉(zhuǎn)移。

二、小組探究活動(dòng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的意義

學(xué)生的探究實(shí)踐主要指兩方面內(nèi)容：一是學(xué)生能夠通過活動(dòng)了解和探索自然，從而獲得科學(xué)知識(shí)、解決科學(xué)問題；二是在技術(shù)與工程實(shí)踐的過程中，學(xué)生能夠形成進(jìn)行科學(xué)探究的能力、技術(shù)與工程的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)的能力。探究實(shí)踐能力是學(xué)生適應(yīng)終身學(xué)習(xí)和發(fā)展必需的品質(zhì)和關(guān)鍵能力。

創(chuàng)新思維作為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，主要體現(xiàn)在學(xué)生能夠從不同的角度分析、思考問題，并能在此基礎(chǔ)上提出新穎且具有價(jià)值的觀點(diǎn)和具體解決問題的方法。

而創(chuàng)新思維是在學(xué)生的一般思維的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，可以通過培養(yǎng)和訓(xùn)練不斷提高。小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑，教師要將創(chuàng)新思維的培養(yǎng)滲透到課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)，特別是在小組探究活動(dòng)中，讓學(xué)生在自主實(shí)踐中切實(shí)鍛煉自身的思維能力。

三、小組探究活動(dòng)的“四明確”

（一）明確探究目的與步驟

在小組探究活動(dòng)中，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，學(xué)生都要明確實(shí)驗(yàn)探究目的與相應(yīng)的步驟。教師可以先讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮土鞒蹋缓蟾鶕?jù)學(xué)生的回答，總結(jié)科學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟并提醒學(xué)生不能關(guān)注到的注意事項(xiàng)。

以教科版三年級(jí)上冊(cè)“水”單元中第6 課《加快溶解》為例。教師提出問題“你有什么辦法讓食鹽可以加快溶解呢？”學(xué)生通過小組討論，很容易依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)得出，溫度提高或者攪拌能夠加快食鹽的溶解。有些學(xué)生甚至還能通過“咬碎的糖果在嘴巴中融化的速度更快”得出通過“研磨成粉”也能加快溶解。明確實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的目的后，學(xué)生可以分組對(duì)幾種影響溶解快慢的變量進(jìn)行探究。之后教師再通過“如何在實(shí)驗(yàn)中保證公平性？”“實(shí)驗(yàn)中為什么要設(shè)計(jì)兩個(gè)杯子？”“什么條件改變？”“什么條件不改變？”等問題，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的具體步驟。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標(biāo)不僅重視學(xué)生科學(xué)概念知識(shí)的獲得，更注重科學(xué)探究能力與態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)。學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)探究目的和步驟的過程中，包含了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

以教科版五年級(jí)下冊(cè)“熱在水中的傳遞”單元中第5 課《熱在水中的傳遞》為例。這一課的探究目標(biāo)要求學(xué)生能夠制訂比較完整的探究計(jì)劃，初步具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。在具體的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃制訂中，學(xué)生用來觀察熱在水中的傳遞的方法是多樣的。有個(gè)學(xué)生就想到自己玩變色貼紙，溫度越高，圖案就越清晰。他想將貼紙剪碎放在水中觀察。他的方法說出來之后，很多學(xué)生質(zhì)疑貼紙?jiān)谒械母×栴}。雖然他的方法存在局限性，但經(jīng)過交流討論，形成科學(xué)完整的實(shí)驗(yàn)步驟的過程，是學(xué)生頭腦風(fēng)暴的過程。學(xué)生的創(chuàng)新思維在制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中，能夠得到充分發(fā)展。

最終形成的探究實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，也幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)創(chuàng)新思維要有實(shí)踐性和可行性。而在設(shè)定小組探究目標(biāo)時(shí)，也要考慮學(xué)生的實(shí)際發(fā)展水平，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)要遵循人的身心發(fā)展規(guī)律。本節(jié)課的探究目標(biāo)依據(jù)五年級(jí)學(xué)生思維發(fā)展特點(diǎn)，只要求探究計(jì)劃比較完整，學(xué)生考慮不到的地方，教師可以進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)。

（二）明確小組成員的任務(wù)與職責(zé)

小組探究活動(dòng)一定要分工明確。只有確定了每個(gè)小組成員的任務(wù)，才能通過合作完成實(shí)驗(yàn)探究。在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要讓每一個(gè)學(xué)生通過小組合作的方式參與到實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)小組制訂的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和提供的實(shí)驗(yàn)器材，明確每個(gè)人在實(shí)驗(yàn)過程中的任務(wù)和職責(zé)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與團(tuán)結(jié)合作精神。

以教科版三年級(jí)上冊(cè)“空氣”單元中第3 課《壓縮空氣》為例。在本節(jié)課上，學(xué)生可以采用4人為一個(gè)小組的方式進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中每個(gè)組要用到兩個(gè)規(guī)格相同的注射器，比較空氣和水在“壓縮”和“擴(kuò)張”兩方面的不同特征。在小組長領(lǐng)取材料后，學(xué)生可以自己分工合作完成實(shí)驗(yàn)：一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)抽取10 毫升的空氣和水，并幫助其他學(xué)生堵住注射器管口；一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)“壓縮”和“擴(kuò)張”空氣；一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)“壓縮”和“擴(kuò)張”水；一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。最后小組依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象交流討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但是，每一個(gè)組的學(xué)生任務(wù)并不能固定，學(xué)生的任務(wù)需要經(jīng)常輪換，這樣才能讓每個(gè)學(xué)生在小組探究活動(dòng)中充分參與，平衡發(fā)展自身探究能力。

小組探究活動(dòng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，學(xué)生按步驟和具體分工進(jìn)行活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，學(xué)生的操作、合作分配以及記錄表達(dá)方式都能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

以教科版四年級(jí)下冊(cè)“植物的生長變化”單元中第2 課《種植鳳仙花》為例。這一課通過種植鳳仙花實(shí)踐活動(dòng)，為之后觀察綠色開花植物的生長做準(zhǔn)備。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，學(xué)生為了自己的植物長勢更好，選擇的種植環(huán)境、種植方式都可以依據(jù)自身?xiàng)l件調(diào)整。而記錄觀察情況的表格，除了課本上要求通過文字或畫圖的方式來表達(dá)，很多學(xué)生在記錄時(shí)也進(jìn)行了一定的“創(chuàng)新”。有些學(xué)生通過制作表格、手抄報(bào)、電子照片、制作視頻等多種方式呈現(xiàn)，多樣的記錄方法體現(xiàn)了他們思維方式的不同。小組實(shí)驗(yàn)過程是學(xué)生自主動(dòng)手探究的過程，學(xué)生更能在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，發(fā)展自身的創(chuàng)新思維。

（三）明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述與解釋

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束進(jìn)行交流匯報(bào)時(shí)，教師要提醒學(xué)生：說明實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象背后的實(shí)驗(yàn)原理，或者如何解釋這個(gè)現(xiàn)象。

以教科版五年級(jí)上冊(cè)“地球表面的變化”單元中第4 課《火山噴發(fā)的成因及作用》為例。在本節(jié)課的“火山噴發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)”結(jié)束后，學(xué)生在交流匯報(bào)時(shí)，只能針對(duì)實(shí)驗(yàn)的一些現(xiàn)象進(jìn)行說明，如“火山平整的‘巖層’有輕微的振動(dòng)”“‘巖漿’冒著氣泡從‘火山口’溢出”等。這些只是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，學(xué)生交流這些現(xiàn)象之后，還要對(duì)“火山噴發(fā)”的原因進(jìn)行思考和解釋，得出火山噴發(fā)的原因是巖漿在高溫高壓的作用下，沖破地殼薄弱部分噴涌而出形成的。

在學(xué)生表達(dá)交流的過程中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述與解釋也能體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

以教科版三年級(jí)上冊(cè)“水”單元中第3 課《水結(jié)冰了》為例。在小組完成探究實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行說明和解釋。幾乎所有的學(xué)生都能觀察到實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)水溫度下降到0℃時(shí)，水開始結(jié)冰，從液體狀態(tài)變成了固體狀態(tài)。而且，學(xué)生認(rèn)識(shí)到水結(jié)冰后占據(jù)了更大的空間。只有少部分的學(xué)生能夠觀察并直接清楚地表達(dá)“水結(jié)冰時(shí)，冰水混合物的溫度很長一段時(shí)間都保持在0℃”和“實(shí)驗(yàn)用的燒杯外壁有小水珠，甚至有些出現(xiàn)了白白的東西”。這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，都是學(xué)生自己觀察發(fā)現(xiàn)的，有了這些“新發(fā)現(xiàn)”，如何知道這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因？在課后，學(xué)生可以通過閱讀資料了解到，溫度的變化與熱量有關(guān)，燒杯外的小水珠是空氣中的水蒸氣變成的。

在這個(gè)過程中，學(xué)生觀察到的不同現(xiàn)象、得出的不同結(jié)果、推測的不同結(jié)論，都充分體現(xiàn)著學(xué)生思維方式的不同。而這些“異于常人”的觀察能力、邏輯推測能力，也是學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展的重要組成部分。同時(shí)，學(xué)生為了解釋自己觀察到的不同現(xiàn)象，自己查找資料、尋找科學(xué)解釋，更是將創(chuàng)新思維落地于實(shí)踐、學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)的重要能力。

（四）明確實(shí)驗(yàn)總結(jié)反思與拓展

學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論后，教師要圍繞探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和反思。學(xué)生的小組探究活動(dòng)并不都是能完美進(jìn)行的，在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，會(huì)出現(xiàn)不同的問題，有些甚至影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。所以，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反思與總結(jié)是非常有必要的。

以教科版四年級(jí)下冊(cè)“巖石與土壤”單元中第7 課《比較不同的土壤》為例。課堂上，在進(jìn)行比較沙質(zhì)土、壤土、黏質(zhì)土三種土壤的滲水性時(shí)，有些小組會(huì)出現(xiàn)與其他小組不同的結(jié)果。這時(shí)候就可以針對(duì)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，探究其中的原因。通過反思活動(dòng)，學(xué)生很快就會(huì)知道結(jié)論的偏差，可能是因?yàn)樵诩尤氲攘康乃畷r(shí)，沒有依照緩慢、均勻的動(dòng)作要求完成等。教師可以讓學(xué)生在課后再一次嘗試，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

除了反思實(shí)驗(yàn)過程，也可以讓學(xué)生思考“如何使實(shí)驗(yàn)更簡單？”“如何使用成本低或者常見材料來實(shí)驗(yàn)？”等問題，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，發(fā)展自己的創(chuàng)新思維能力。

以教科版四年級(jí)下冊(cè)“巖石與土壤”單元中第7 課《比較不同的土壤》為例。在小組合作完成探究實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論后，學(xué)生可以繼續(xù)反思討論“還有什么辦法可以比較三種土壤的黏性呢？”有一個(gè)學(xué)生很快想到方法：準(zhǔn)備三個(gè)大小一樣的木棒，把它們插入三種等量的土壤中，加入等量且適量的水后，用手去拉木棒。通過感受比較，哪一根小木棒更難拉出來，就表明這種土壤的黏性更大。

當(dāng)然，學(xué)生的創(chuàng)新思維教育不應(yīng)止步于課堂上的小組探究活動(dòng)中。教師還可以積極地推進(jìn)學(xué)生課后科學(xué)興趣小組活動(dòng)，建設(shè)具有自身特色的科學(xué)課程。小學(xué)生處于認(rèn)識(shí)感知世界的階段，教師應(yīng)當(dāng)運(yùn)用多種手段來輔助他們建立感知模型，發(fā)展創(chuàng)新思維能力。

在新課程綱要的引領(lǐng)下，教師要對(duì)自身教學(xué)理念不斷革新，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，開展多元教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。