探究式學習在教學中的實踐

◇朱 春（江蘇：徐州市賈汪區汴塘鎮高莊小學）

新課標將“科學觀念”“科學思維”“探究實踐”“態度責任”等列入義務教育階段科學課程核心素養，提倡以“探究和實踐為主體的多元化學習方式”，讓學生主動參與，引導學生總結、反思、應用和遷移，促進自主學習和合作學習能力生成。探究式學習是一種以學生為主體的教學模式，是在教學過程中通過構建具體科學問題情境，引導學生展開自主探究，借助觀察、操作、思考、交流等學習手段引導學生合作交流，在師生互動中對最終探究結果進行加工、整理與歸納，從而探尋其中規律，獲得科學結論的教學方式。探究式學習有助于保護學生科學好奇心，激發學生科學興趣，在主動參與、親身實踐中形成正確科學觀念，發展科學思維，在團隊合作中養成嚴謹態度與強烈責任心，從而全面提升科學核心素養。以下詳細闡述探究式學習在小學科學課程教學中的實踐與應用。

一、明確探究目的，建構學習模式

在探究式學習中探究只是手段，并非結果。探究式學習并非任由學生胡亂探究，其行為應為教學目標服務，其過程應予以規范和引導。我們知道，科學課程的教學編排實際上是圍繞科學“概念”的認知與運用展開的，學生通過對陌生科學“概念”進行探究，進而觸發大腦對“概念”的接受與理解，最后將科學“概念”予以吸收內化，從而引起應用與遷移，這是科學課程教學的基本規律，也是探究式學習應遵循的重要法則。因此，明確探究學習目的，構建有效教學模式，是探究式學習的首要步驟，也是關鍵性前提。綜合小學階段學生認知規律，結合課堂實踐，教師可依據以下圖示，建立探究式學習教學模式。

小學科學課程探究式學習教學模式

（一）教學目標

探究式學習圍繞科學“概念”展開教學設計。其中，通過概念感知、概念認同等教學目標來指導學生的探究活動，促使活動有效實施；通過概念內化、概念應用等教學目標來引導學生的反思歸納，從而提升對科學概念的認知應用水平。科學概念探究與生成過程滲透學生的實踐與思考，是一種“做與學”相互促進的過程。

（二）學習活動

探究式學習活動主要分為兩個階段：探究行為階段與探究生成階段。在探究行為階段，學生在教師預設的問題情境下，圍繞探究材料展開自主探究，對科學概念進行初步感知，從而形成對概念的理解與認同。在此過程中，觀察法、實驗法、調研法被廣泛應用，學生通過親身觀察、上手操作等方式，獲得解決科學問題所需數據、策略、方法等，形成對科學課程初級學習體驗。探索生成階段是對科學概念進行內化與應用階段，是學生對科學概念從主觀感性認知向客觀規律內化的轉化過程。這個階段需借助小組研討、相互交流、發現詮釋等教學方式，將學生從實驗探究中所搜集到的大量數據信息，通過有效篩選整理，進行歸納與提煉。其中，還涉及團隊學習、生生互動、師生互動等學習行為，是促使科學概念內化、運用與遷移的重要學習階段。

（三）教師作用

探究式學習離不開教師的有效引導。在探究行為階段，教師既要創設特定探究情境，為學生自主探究提供準確方向，又要精心選擇包含科學概念的結構性材料，引導學生對科學問題展開有效探究。在探究式學習中，學生所面對的科學概念大都是陌生的，與他們大腦原有概念并不一樣，是一種全新的體驗。教師要努力激發學生主動參與，鼓勵學生思維創造，引導學生通過不同手段來驗證自我假設，讓學生在整個探究過程擁有更多發現，為科學規律的揭示、科學概念的內化應用奠定基礎。探究生成階段是對探究行為階段中所形成的信息數據進行比對與加工的過程，中間混雜著學生主觀認知與科學證據之間的矛盾，糅合學生個人片面理解與科學事實原理之間的矛盾沖突。教師要注意引導學生通過集體分享、學習交流、課堂展示等學習行為，促進學生之間互相借鑒、相互評判、互相吸收，引導學生對科學概念認知由個體主觀經驗向抽象理論化總結過渡，引導學生將課堂的探究成果轉變為一種可供交流的科學發現。通過相互比較，自我修正，擴展學生原先科學概念體系，將新發現與已有科學概念進行緊密關聯，并可運用該新發現去解釋周圍世界及類似問題情境，促使概念內化、遷移與生成。

二、依據不同課型，有效組織實施

小學科學課程是多科融合學科，根據研究對象不同可分為物理學、化學、生物學、工程學、地球科學等分支。小學課程中不同學科分支具有不同學習屬性，學生在對其概念學習探究中，所采取的途徑方式亦有明顯不同。根據小學科學課程特點，結合探究類型方式，可將小學科學課程分為觀察型、實驗型、閱讀型等。教學實踐中應針對不同課型采取相應策略，以幫助學生在自主探究中有效搜集科學證據，促成探究式學習成果高效實現。

（一）觀察類課型——以探究促進科學發現

科學觀察是小學課程較為常見課型，借助學生感覺器官，以實驗器材協助，針對某類自然現象或某一科學問題展開有目的、有計劃的考察、記錄或分析活動，從而解決其背后所隱含的科學問題，或驗證某個科學假設等。科學觀察是對研究主體進行發現、探尋、記錄等學習活動的統稱，是小學科學課程最為基礎的探究性學習主題。“沒有觀察就沒有發言權”，對觀察類課型教學而言最為適用。在觀察類課型中，通過探究式學習引導學生圍繞“探究行為”與“探究生成”兩階段展開科學觀察，有助于提升學生觀察能力，培養科學求真態度，促進科學思維方法發展，推動科學素養全面提升。

以教科版三年級上冊《水結冰了》一課“發現”階段教學設計為例。教材要求學生觀察試管中的清水變為冰的過程，師生討論實驗中觀察方法，如何觀察自然狀態清水，如何觀察與測量碎冰加鹽混合物狀態及溫度，如何觀察裝滿1/4 清水后的試管形態，如何觀察試管清水逐漸結冰形態，等。學生在自然狀態下觀察水結冰時會有很多發現，也會遭遇一定問題，因為水是無色無味的，結冰過程是緩慢的，很難觀察清楚。教師可啟發學生，通過添加色劑方法，使清水變色，與透明的試管區別開來，有助于學生直接觀察。再如，碎冰與鹽的混合物對于感覺而言是冷的，但這種“冷”是一種主觀的體驗，需要客觀衡量。教師可引導學生借助溫度計等工具對此進行測量，科學記錄學生感官體驗。試管中的水在0℃會結冰膨脹，體積變大，但具體體積變大多少，需要借助儀器測量，教師可引導學生使用有刻度的試管，在清水放置前、后分別做標記，通過科學記錄，體現水變冰體積變化，推進觀察逐步深入。類似的教學設計，符合小學階段學生觀察特征與認知規律，通過豐富多元的觀察活動，有助于學生深入觀察，有助于發現搜集更多有用信息，促發學生初步形成對“水”和“冰”概念的感知。

（二）實驗類課型：以探究發展科學思維

與觀察類課型不同，實驗類課型不僅需要觀察、記錄、搜集證據，獲得感性材料，更要在此基礎上進行科學假設，為科學理論或科學規律發現奠定基礎。實驗類課型因為加入了人的參與，促使自然材料得以變化，朝著人的預想方向進行發展和推進。這中間，少不了實驗器材使用，促使從中獲得的感性材料更為豐富與精準，也幫助人們排除非必要的因素干擾，更快反映科學現象本質。科學實驗在小學課程中的占比越來越重，以探究式學習進行科學實驗有助于深入研究，促進學生科學思維發展。

以教科版二年級上冊《神奇的紙》一課探究式學習教學設計為例。教師要求學生拿出兩張白紙，將一張反復折疊成瓦楞狀，一張保持水平原樣。引導學生用手心分別按壓“瓦楞紙”與原白紙，感覺兩者的不同。討論：這兩種形狀紙張，哪一個承重更大？這兩種形狀紙張，哪一個隔熱性更好？找出上述情況的根本原因。

學生分組實驗：通過“搭橋實驗”來檢驗兩種形狀紙張的承重能力；通過“端熱水杯實驗”來驗證兩種形狀紙張的隔熱情況；圍繞借助生活中常見“瓦楞紙”展開實驗結果討論。在實驗類課型中，教師要給學生實驗保留充足時間，為學生自主探究提供充分空間。教師不再是講授者而是支持者，在學生探究過程中，教師可通過“活動任務單”“實驗問題卡”等教學工具，通過向學生提供有結構概念載體，推進實驗活動有序進行。當學生在探究中遇到問題時，教師可在一邊指引，但這種指引不是主導性的，而是啟發式的，應以“點撥”“追問”為主，其核心在于發展學生能力，培養學生科學思維能力。

（三）閱讀類課型，以探究拓展科學認知

除了親手操作，借助現有的科學知識，借鑒前人的優秀經驗，以閱讀方式對某類科學現象或科學規律進行深入研究，促使學生在大腦中形成對某一科學概念認知認同，從而形成對科學概念的深入理解，也是小學科學課程常見內容。以探究式學習進行閱讀類課型教學實踐有助于拓寬學生視野，發展科學素養。

以教科版五年級上冊《地球的表面》一課“積累”階段教學設計為例。學生觀察地球表面圖，閱讀教師提供相關資料，事先搜集與地球表知識相關書籍資料，觀看地表科普視頻。學生將搜集的地表資料記錄在“地形地貌記錄表”上。科學類閱讀形式總體上可分為兩類：紙質文本與虛擬文本。文本的內容以領域科學家介紹、重大科學發現、重要科學技術及前沿科技應用等構成，是對科學課程的有益補充，也是探究式學習的有用資源。伴隨科學課程教學發展，一些優質科普讀物，諸如《環球科學》《少年地理雜志》《我們愛科學》等也逐漸走進科學課堂，成為科學閱讀教學重要參考內容，豐富了學生視野。除此之外，類似央視科技頻道、Discover 等視頻內容，也為學生閱讀提供了更多資源。除了閱讀內容，遵循科學閱讀方法也是促進閱讀類課型探究式學習有效進行的重要途徑。常見的閱讀方法包括：比較式閱讀、延展式閱讀、求證式閱讀、摘要式閱讀等，是在小學科學教學中學生應積極嘗試的閱讀方法。在閱讀類課型探究學習中，教師應引導學生邊閱讀邊記錄，通過讀書筆記、文章摘要、重點批注等方式，對閱讀內容進行有效記錄，形成良好閱讀習慣。上述案例中，學生根據閱讀資料，摘要其中重點內容，通過圖文交匯、內容多彩的“地形地貌記錄表”，展示出他們對地表知識的深入認知。

三、結語

新課標提出：義務教育階段科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎性課程，具有實踐性。探究式學習以學生為中心，通過親身實踐、主動探究，將原本陌生的科學概念以感知、認同、內化、遷移等途徑與原有知識系統有效銜接，促使科學課程深度學習發生。