小學生命科學探究活動的設計

蘇文輝 熊維聰

《科學（3-6年級）課程標準》指出：“小學《科學》課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。”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。

一、圍繞科學概念進行設計

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，見表1。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“生命周期”這個概念去解釋觀察到的一些現象。

二、注重前概念，發現適合學生探究的問題

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”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），四人小組一株進行觀察，并引導學生給金彈珠“畫全身像”和給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，調整探究活動的內容。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，通過展示猜想，發現學生對于“小蝌蚪怎樣變成青蛙”的爭議在于：有的學生認為蝌蚪是先長前腿再長后腿，有的學生認為蝌蚪是先長后腿再長前腿，于是把探究的重點轉移到先長后腿還是先長前腿。通過分析先長后腿的蝌蚪的運動和先長前腿的蝌蚪的運動，學生發現如果蝌蚪先長前腿，前腿和尾巴一起運動是不方便的，最后通過看標本進行驗證。同樣也是在這一課，通過前概念調查，發現很多學生以前沒聽說過標本，也不知道標本有什么用，同時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，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。所以在上課時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，指出標本是真實的，同時還引導學生觀察標本要注意順序。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

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，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”。比如在上三年級之前，對生命領域的內容就做了如表2的規劃。孩子們怎樣成為“小老師”呢？比如選擇“種植番茄”活動的“小老師”就在規定的時間去觀察和照顧番茄植株，定期做觀察記錄，給番茄植株拍照片。全班同學一起學習番茄植株時，先由“小老師”展示觀察記錄表和番茄生長過程中拍的照片，然后全班同學再一起去種植園觀察番茄植株進行探究活動。可能是好奇，“小老師”在做介紹時，其他的孩子都聽得很認真，有身臨其境的感覺，仿佛也經歷了一次番茄的種植。又如在“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。

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。學生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。

四、探究活動程序的設計

探究活動的一般程序包括：提出問題、猜想與假設、制定計劃、驗證、總結。以粵教科技版小學科學三年級下冊第9課《鯽魚與青蛙》活動2為例，探究活動程序設計如下：

1. 提出問題：小蝌蚪是怎樣變成青蛙的？小蝌蚪是有尾巴的，卻沒有腿；青蛙有四條腿，卻沒有尾巴。小蝌蚪先長哪幾條腿呢？尾巴什么時候消失呢？

2. 猜想與假設：各組同學進行猜想，并對猜想的情況做好記錄。比如，有的同學猜想小蝌蚪先長前腿，有的同學猜想小蝌蚪先長后腿。

3. 制定計劃：激趣，到底哪些同學猜得正確呢？想不想親自想辦法驗證一下呢？引導各組學生討論制定計劃。有的說上網查，有的說親自飼養有照片記錄。

4. 驗證：各組同學通過看標本進行驗證。（由于前概念調查發現很多學生不知道標本，在看標本之前進行了相關介紹。）

5. 交流討論，得出結論：有尾巴的小蝌蚪，長出后腿，長出前腿，尾巴消失，變成青蛙。

此外，在探究過程中，老師要創造適合探究的寬松、自由的氛圍，還要關注整個過程，重點要關注學生的科學記錄和討論交流。