探究課型設計探索

◇韓 震（山東：泰安市岱岳區道朗鎮中心小學）

小學科學探究的方法很多，除了實驗探究之外，還包括觀察、調查、查閱資料等。然而，在實際教學中，許多教師都將科學探究等同于實驗操作，狹隘地將科學課視為實驗課，窄化科學探究的內涵、泛化實驗操作功能的課堂大行其道。

2022 年版《義務教育科學課程標準》指出，科學是人類在研究自然現象、發現自然規律的基礎上形成的知識系統，以及獲得這些知識系統的認識過程和在此過程中所利用的方法。根據研究對象不同，可將科學分為物理學、化學、生物學、天文學、地球科學等分支。這些分支具有研究方法的差異，也共享一些通用的科學方法，呈現出相互滲透、交叉融合的態勢。課程目標要求學生掌握基本的科學方法，具有初步的探究實踐能力。

為了讓除實驗探究之外的其他探究也能引起廣大教師的重視，筆者根據科學探究的基本方法并結合2022 年版新課標的要求，將科學課分成四種探究課型。

一、觀察探究課

觀察法，是指用自己的感官（眼睛、耳朵等）和輔助工具（放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等），在自然條件或人為控制條件下，去直接接觸、感知被研究對象，從而獲得資料的一種方法。大致流程為：確定觀察目的—選擇觀察對象—制定觀察計劃—進行實際觀察并做好觀察記錄—觀察材料的整理分析—形成觀察結論。為了突出觀察法的重要性，筆者特意把實驗儀器的操作與觀察也放到這一課型中。小學科學課中用到的很多儀器排除操作的成分外，所用的方法都是這種最基本的方法——觀察法。比如，刻度尺、秒表、溫度計、量筒、天平、放大鏡、顯微鏡、雨量器等都是利用了觀察法，獲取對數據的讀取或信息的收集。再比如，五年級上冊《像與不像》一課中的“找一找自己與家人體貌特征的異同和觀察動物后代與親代之間的異同”活動環節。此外，教材中的“春夏星空”“秋冬星空”等單元，也都突出了觀察法的作用。這種最古老的方法在科學探究中起著舉足輕重的作用，教師可以在自己的教學實踐中仔細地體會。

教學設計賞析：以青島版科學教科書（五·四學制）（五年級上冊）第2 課《像與不像》中的“找一找自己與家人體貌特征的異同”活動環節為例。

下面我們就進行這節課的第一個小活動。（教師出示課件）

結合自己家的“全家福”，同桌為一組，進行交流與討論（同桌之間可以相互幫助找一找）；

把你們找到的異同點寫在交流記錄表上。

教師：什么是“異同點”？

學生：不同和相同之處。

學生開始活動。

在我們剛才的活動中，通過“全家福”觀察到我們身上的很多特征，這些特征都屬于我們的形態特征。

設計意圖：學生通過觀察與自己“全家福”照片中家人間存在的異同，了解其特征屬于形態特征。

二、實驗探究課

實驗法是科學探究的基本方法之一。根據科學研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專門的儀器設備，人為地變革、控制或模擬研究對象，使某一些事物（或過程）發生或再現，從而去認識自然現象、自然性質、自然規律。它分為探究性實驗和驗證性實驗。探究性實驗，指實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動。驗證性實驗，是指對研究對象有一定了解，并形成了一定認識或提出了某種假說，為驗證這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗。小學科學課中多數實驗都是驗證性實驗，但要引導學生像科學家一樣去探究，其實對教師提出了更高的要求。只有把這些驗證性實驗通過自己的教學設計轉變為學生的探究性實驗，引導學生經歷真實的探究過程，得出實驗結論，才能真正推動學生核心素養的提升。實驗探究包括提出問題、做出假設、制定計劃、實施計劃、收集證據、處理信息、得出結論、表達交流和反思評價等要素。比如，五年級上冊《空氣成分》一課，通過觀察蠟燭燃燒，用玻璃罩扣上后蠟燭熄滅這個現象，引導學生提出問題：空氣中除了能支持燃燒的成分外，還有沒有別的成分？如果我們假設只有這一種成分會出現什么現象？你打算怎么設計實驗進行探究？實驗器材有水槽、礦泉水瓶、蠟燭、火柴、大鐵片、紅墨水。通過實驗操作，學生觀察到水并沒有完全充滿礦泉水瓶，進而推理論證出：如果空氣中只有一種成分并在燃燒的過程中不產生其他氣體的話，會出現水充滿礦泉水瓶的現象，但實驗中發現水并沒有完全充滿礦泉水瓶，那就說明空氣中不僅僅有支持燃燒的一種成分存在。在探索中，學生知道了空氣中至少有兩種成分存在。再通過查閱資料，了解科學家探索空氣成分的歷程，學生就更加清晰地理解了空氣的成分。再比如，《材料的漂浮能力》一課中的“不同漂浮材料的漂浮能力一樣嗎？”探究環節，學生可以假設漂浮能力一樣，也可以假設漂浮能力不一樣，通過設計實驗，利用控制變量法，讓木板和泡沫板的大小、形狀完全一樣，用藥匙往上面倒等量沙子（用鉤碼或砝碼代替也可）。通過實驗操作，結果是支持假設還是駁斥假設，進而得出結論。在實驗探究的過程中仍離不開觀察探究的參與。

教學設計賞析：以青島版科學教科書（五·四學制）（五年級上冊）第15 課《材料的漂浮能力》中的“比較不同漂浮材料的漂浮能力”活動環節為例。

提問：不同漂浮材料的漂浮能力相同嗎？（學生猜想。）

討論設計實驗方案：比較木板和泡沫板的漂浮能力。

匯報交流實驗方案。（注意木板、泡沫板的大小、形狀要完全一樣，重點強調這是對比實驗。為了保證實驗的科學嚴謹，教師應該交代采用的沙子一定是等量的，哪個板先沉入水中，哪個板漂浮能力就弱。）

（學生實驗，教師巡視指導，并指導學生填寫實驗記錄單。）

匯報交流發現。師生小結：大小、形狀完全相同的泡沫板比木板漂浮能力強，不同漂浮材料的漂浮能力是不同的。

設計意圖：在實驗中得出結論，學會用實驗證明自己的猜想。

三、調查探究課

調查法，是指通過考察以了解客觀情況，通過問卷、訪談、實地調查收集文字、影像、數據等有關資料，并對這些資料進行分析的研究方法。調查法的一般步驟有六個：明確調查目的—制定調查計劃—準備調查材料和工具—實施調查—整理調查材料—撰寫調查報告。比如，五年級上冊讓《空氣更清新》一課中的“調查我們周圍空氣污染狀況”活動環節，筆者特意安排學生進行收集灰塵的調查實踐活動。每人準備一個邊長10 厘米的正方形硬紙板，在上面貼滿雙面膠，放置在室外24 小時，然后進行觀察。在課堂上小組合作統計分析并評估我們周圍的空氣狀況。再比如，《垃圾的分類收集與處理》一課中的“垃圾處理我能行”活動環節，讓學生調查家庭垃圾處理情況，同時實踐探索能不能讓垃圾變廢為寶。在調查與實踐的基礎上，引導學生寫出調查報告，在課上進行分享交流。這種有準備的調查探究課，既有料又有趣。

教學設計賞析：以青島版科學教科書（五·四學制）（五年級上冊）第6 課《讓空氣更清新》中的“調查我們周圍空氣污染的情況”活動環節為例。

開展調查——

師生談話:大家都希望自己生活在清新的空氣中，但是我們周圍的空氣究竟怎樣呢?我們可以用什么方法知道空氣中有沒有污染物或受污染的情況呢？

學生交流。

師生評價學生的各種方法，最后確定采用實地考察法。

學生分組討論考察的項目、考察方式和方法，做好分工。教師參與，進行指導。

教師用課件展示具體要求。

教室的窗臺或者班牌、黑板的上面。

選擇學校花壇中或者教室門口的植物，借助放大鏡觀察植物葉片上的細小灰塵，并做好記錄。

選擇學校門口的馬路，在馬路旁固定一個觀察點，記錄經過的車輛數，考察車流量，統計時間為10分鐘。

考察時，小組內要明確分工，相互協作。

考察的過程中要注意安全。

分析梳理調查結果——

教師提問:你們通過考察，肯定有很多發現。誰愿意把你們的考察結果跟大家分享？

學生匯報交流。匯報形式可以多種多樣，如報告單、視頻、圖片、數據等。

匯報后，師生對考察報告進行評價。

教師引導學生分析:在考察的過程中，你們發現了什么？

學生回答。（引導學生多角度來回答。）

師生小結:由于人們不科學的生產、生活活動，給周圍環境帶來了很多負面影響，造成大氣污染。

設計意圖：課前學生搜集空氣污染的相關資料，讓學生養成課前預習和準備的習慣。

四、文獻探究課

文獻法，是指根據一定的研究目的或課題，通過收集和分析資料來獲得有用信息，從而全面、正確地了解掌握所要研究問題的一種方法。它被廣泛用于各種學科研究。包括文獻搜集、摘錄信息、文獻分析三個環節。文獻探究課在小學科學課中涉及很多章節。比如，五年級上冊《滅絕的生物》一課任務卡:收集有關滅絕生物的圖片和文字資料；《細菌和病毒》一課任務卡：搜集有關細菌和病毒的圖片資料；《光合作用》一課任務卡：搜集有關光合作用的資料；等。課前，教師要充分利用教材中任務卡這一重要的學習要素，引導學生收集相關的資料，并分類整理這些資料，做成卡片，拿到課上交流分析，形成探究共識。

教學設計賞析：以青島版科學教科書（五·四學制）（五年級上冊）第3 課《滅絕的生物》中的兩個活動環節為例。

活動一：還有哪些證據可以證明恐龍的存在？

通過化石，我們可以證明地球上曾經存在恐龍，還有哪些證據可以證明恐龍的存在呢？你有沒有搜集有關資料？

學生介紹分享搜集的資料。

活動二：滅絕的生物與當今某些生物有哪些相似之處？

了解滅絕的生物：這節課我們了解了滅絕的動物恐龍，你還知道哪些已經滅絕的生物？。

學生介紹分析搜集的資料，教師補充出示資料。

雖然有些生物已經滅絕了，但是這些滅絕的生物與當今有些生物具有相似之處，你知道哪些呢？

學生介紹。

教師總結。

設計意圖：利用課前收集的資料，引導學生描述和比較滅絕生物和當今某些生物的相似之處。

筆者以上談到的四種科學探究課型在科學課上并不是獨立存在的，而是呈現出相互滲透、交叉融合的態勢。希望教師能有一個清楚的認識，并在自己的教學實踐中靈活運用它們。心中有課標，腳下有方向。愿小學科學探究在新課標的指引下創造出新的教育增長點，生發出育人的新動能，讓核心素養的育人主旨得以全面落實。