基于直觀體驗的小學科學“真探究”策略

林曉峰

【摘? ?要】科學探究是人們探索和了解自然、獲得科學知識的重要方法。然而在實際教學中，教師往往因過分注重數據、思維、理性思考而忽略學生的認知規律，在學生感性認識還不足時就急于讓他們開展探究，使得探究難以深入。小學科學學習是一個由“感”到“識”的過程，教師應設法讓學生獲得充分的“直觀體驗”，通過“基礎性直觀體驗，提出能理解的問題；全過程直觀體驗，搜集深層次的證據；開放性直觀體驗，激發有廣度的思維；延續性直觀體驗，推動基于結論的探究”，讓直觀體驗貫穿科學探究的全過程，并在此基礎上開展符合兒童需要的“真探究”。

【關鍵詞】小學科學；直觀體驗；科學探究；進階式思維

直觀體驗指的是通過對客觀事物的直接接觸而獲得感性認識，讓客觀事物在大腦中形成最直接、最生動的反映。腦科學研究表明：人在兒童時期最早發育的是和語言、感官有關的區域，而負責邏輯思維的前額皮層則成熟得較晚。因此，利用直觀體驗，充分調動學生的多種感官，是開展科學“真探究”的前提。

一、基礎性直觀體驗，提出能理解的問題

科學探究往往從問題的提出開始。只有那些能引發學生思考，且學生內心深處渴望解決的科學問題，才能引導學生開展科學探究。換言之，科學問題一定是基于學生的不同理解水平提出的。那些基礎性的直觀體驗，如推、拉、按等學生生活中熟悉的體驗活動，便是引導他們理解問題的有效途徑。

（一）充分體驗，建構核心概念

科學概念的建構，由于受到客觀條件的限制，往往會涉及一些看不見、摸不著，或者不易觀察、不易測量的內容。學生只有通過對大量感性認識的整理與分析，將其轉化為理性的證據，才能歸納、概括出事物的本質屬性和內部聯系，實現概念的建構。比如，學生在初次接觸“力”“能量”等比較抽象、不易解釋的科學概念時，無法理解力是物體間的相互作用，能量是物體做功能力的大小。傳統教學試圖通過車的發展史讓學生認識不同的力，通過快速運動的物體的圖片讓學生認識能量。這表面上是在聯系生活實際喚醒舊知，實際上用的仍是一些遠離學生生活的現象，其本質仍是以抽象的現象解釋抽象的概念。事實上，教師只需帶領學生開展推一推、拉一拉、敲一敲、彈一彈等直觀體驗活動，即可充實學生對“力”和“能量”的感性認識。在感性認識基礎上提出的探究問題顯然更有價值。

（二）關鍵體驗，擊破探究難點

有時，探究的難點源于個人主觀感受的不充分。比如學生在研究杠桿時，“省力”一詞是難點。為了加深學生的理解，教師設計了一個“省力”體驗活動（如圖1）：先在塑料瓶上放一根筷子，一頭掛有重物，另一頭讓學生用手指按住；然后移動筷子，讓學生感受手指上力的變化，以簡單按壓的方式建立起“省力”和“不省力”的直觀體驗；最后再帶領學生對省力條件進行分析和研究。

基礎性直觀體驗活動本身難度不大，多是學生日常生活中熟悉的活動，但這些活動卻能使學生充分感知事物，從而擊破探究難點。這些活動更強調主體根據自己的經驗、理解賦予事物意義，而這種理解往往決定了科學探究的第一個環節——提出問題的有效性。

二、全過程直觀體驗，搜集深層次的證據

學生的探究活動是對科學家研究工作的一種仿真。二者在本質上都屬于科學探究的范疇。但因知識經驗、認知水平的不同，這種探究活動又表現出不同的特點：（1）學生的探究活動從現實出發，以獲得的相關知識經驗為基礎進行歸納和推理，形成對事物或現象特征的認知；（2）學生的科學探究有著自我中心化的傾向；（3）學生的科學探究帶有很強的主觀性。

搜集證據在科學探究中的主要作用有兩個：一是為探究活動指明方向，決定科學探究的內容和方法，使探究過程有的放矢；二是為后續的信息處理、結論得出提供事實依據。因此，證據本身的真實性是科學探究的關鍵。科學事實證據是“人們通過感官獲得，以感覺、知覺、直覺、表象形式描述出來的外在經驗知識”。充分的全過程體驗有助于學生在課堂上有效獲取科學事實證據。

以教科版《科學》四年級上冊第二單元中的《食物在口腔里的變化》一課為例，僅通過食物品嘗和角色扮演來讓學生理解食物在口腔里的變化，只能幫助他們形成一個基于表面現象的推測，而對于食物在口腔里究竟是如何一步一步轉變，各個結構分別起到什么作用，學生的認知是不充分的。此時，教師應給予學生充足的時間，讓他們分別咀嚼5下、10下、20下……直至食物即將被吞下。同時讓他們邊咀嚼，邊觀察食物的具體變化，感受每一次咀嚼具體是哪些結構在起作用。學生在多感官參與的基礎上，逐步發現食物在口腔里的具體變化，以及這種變化在整個消化過程中所發揮的作用。

學生探究活動的全過程都在直觀體驗中進行，所獲得的科學事實就是他們的親身體驗與感受。這樣的體驗和感受真實且強烈，在這個過程中搜集的證據也更有深度、更有層次。在此基礎上進行的思考才是真正有價值，且符合學生內心需求和科學探究要求的。因此，學生在學習過程中要盡可能親身經歷全過程，并通過深層次的體驗獲取認知上的滿足以及內心的感悟。

三、開放性直觀體驗，激發有廣度的思維

隨著《義務教育科學課程標準（2022年版）》的頒布，科學思維被提到空前的高度。心理學研究表明，小學生的思維主要屬于初步邏輯思維，還帶有具體形象性，并逐步向抽象邏輯思維過渡。因此，如何引導學生發生思維的轉變就顯得尤為重要。

所謂開放性直觀體驗，是指在一個較容易的任務驅動下，通過積累直觀體驗而點燃更多思維火花的體驗性活動。思維會隨著體驗發生改變，學習是一個源于體驗，并隨著學習者體驗的不斷改變，修正所獲得觀念的持續過程。開放性直觀體驗活動可以點燃學生的思維火花。

以教科版《科學》二年級下冊第一單元中的《磁鐵能吸引什么》一課為例。教師設計了一個學習任務，讓各小組在教室里尋找盡可能多的鐵制品，把它們貼在設有強磁的黑板上。尋找鐵制品本身沒有多大難度，對學生的發展意義也比較有限。但就是這么一個開放性活動，給了學生充分感知磁性的機會，讓他們在自由嘗試和體驗中點燃了不同維度的思維火花。

生1：水筆的頭是鐵制品，筆身不是鐵制的，不能被吸引。

師：這給我們什么啟示？

生1：描述物體的材料時，我們需要精準到具體的部分。

生2：我用鑰匙試了一下，發現鑰匙不能被吸引。

師：這說明什么？

生2：有時候，光靠感覺去判斷物體的材料是不準確的，還需要用實驗驗證。

生3：我覺得凳腳也是鐵制的，但不能被吸到黑板上。

生4：我剛剛用手掂過凳子，發現凳子很重，黑板上的磁鐵磁性不夠。

生5：這說明磁性是有強弱的。

……

體驗學習是一種強調學習過程的非結果本位學習方式。庫伯認為，傳統理性主義教育方法只關注行為的結果，與之相比，體驗學習更加關注學習的過程。開放性直觀體驗雖然沒有明確的結果指向，但對活動過程提出了更高的要求，對開發學生潛能、拓寬學生的思維廣度具有重要意義。學生根據自身能力體驗，積累不同的認知，在研討中碰撞出不同的思維火花。教師則通過開放性科學探究，引導學生從自己積累的感性認識中發現新知識，提高學生解決新問題的積極性，拓寬學生思維的廣度。

四、延續性直觀體驗，推動基于結論的探究

課堂結束≠探究結束。人類認識自然世界、發現自然規律的腳步從未停止，課堂中的科學探究亦是如此。科學探究沒有終點，本質上這是由一個探究推動下一個探究的不斷延續的過程。前一個科學探究產生的直觀體驗，能夠激發下一個科學探究的欲望。

學生對自身充分體驗過的項目往往帶有強烈的主動性和認知感受。正是這種主動性和認知感受給學生帶來了強大的探究動力，使學生逐步深入思考自己開展的探究項目中的問題，在思維提升、能力發展、情感培養方面也變得更加主動積極。

以教科版《科學》三年級上冊第二單元中的《一袋空氣的質量是多少》一課為例。教師引導學生利用改良后的可樂瓶收集空氣，經準確測量得知，一袋空氣的質量相當于25顆綠豆、15根回形針、175粒米粒的質量。這一探究結論事實上推動了下一個探究活動的開始。此時，教師只要再讓學生把質量相同的空氣、綠豆、回形針、米粒放在一起掂一掂、比一比，學生借助直觀的感受、體驗就會發現：相同質量的物質，空氣掂起來明顯感覺更輕；空氣的體積明顯要比其他三者大很多。這樣，學生的思考就將從“空氣質量”的探究逐步延伸到對“空氣密度”的探究。當然，“密度”的探究不是本課的學習范圍，可以留到課后或是下一堂課。到時，學生再帶著這個延續性直觀體驗去思考“為什么上一節課我們會覺得空氣沒有質量”，課堂學習不斷向科學本質推進。

延續性直觀體驗既是對前一個科學探究結論的有效總結，也是提出下一個科學探究問題的感性基礎。前一個探究的結論即下一個探究的起點。

“走向探究的科學課”是科學教師追求的目標和前進的方向。直觀體驗是學生把握自然規律、獲取科學信息的一種動態化的感性認知活動。它可以發生在探究前的問題提出階段、探究過程的證據搜集階段、研討時的思維碰撞階段和得出結論后的探究延伸階段。總之，直觀體驗可以貫穿科學探究的全過程，是開展科學“真探究”的基礎。

參考文獻：

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［4］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

（浙江省寧波市鄞州區惠風書院? ?315100）