規范　完整　關聯

王小琦

探索活動是小學科學課堂教學中的重要活動，直接關系到學生科學核心素養的發展。圍繞探索活動的開展，教師會給予學生充足的活動時間，學生情緒高漲，小組合作熱熱鬧鬧，但在學生的交流匯報和師生的對話中，會明顯感到學生的判斷、推理、概括、遷移、建構等參與度不夠，很多活動的開展僅停留在程序化表面。如何從操作、觀察、思維加工三個方面入手，將探索活動植根于學生科學素養的養成上來打造科學實踐課堂？筆者圍繞課堂教學中常見的幾種現象進行了探索與實踐。

一、課堂探索活動中的常見現象

（一）操作隨意化

案例描述：某教師在執教“比較聲音的高低”一課（教育科學出版社小學科學4年級教材）中，要求學生將直尺的一端伸出桌面4厘米、8厘米、12厘米、16厘米，同時用手掌將直尺的另一端按在桌面上，并使手掌與桌面的邊對齊，然后撥動直尺伸出桌面的另一端，使其發出聲音，學生要將這4種情境下的聲音按照高低次序記錄下來。沒等教師說完，有的學生就爭著做起了實驗，有的學生只顧撥動尺子，不顧尺子的另一端是否按穩，使這一端反復拍打桌面發出聲音，干擾了教師要求聽的聲音，更有的學生沒有對四種情境下的聲音高低進行比較，按照想象進行判斷和記錄。

（二）觀察片段化

案例描述：某教師在執教“我們來做熱氣球”（教育科學出版社小學科學5年級上冊）一課時，引領學生明確了實驗操作要點，指出要從加熱前、加熱中、松手后三個時段觀察袋子的溫度、形狀及運動趨勢，并將這些變化記錄下來。

實驗中，學生從教師要求的三個時段進行觀察和記錄，15個小組中有13個小組確定了3個觀察點，在3個觀察點之外的時間，學生交流著實驗目標之外的話題或是爭奪下次操作的機會。

（三）科學思維被替代

案例描述：某教師在執教“空氣能占據空間嗎”（教育科學出版社小學科學3年級上冊）一課時，先引導學生在水槽的水面上撒一些泡沫塑料（目的是依據泡沫的位置上觀察水位的變化），再引導學生通過“壓杯入水”來觀察現象并做出解釋。

師：你觀察到了什么？

生：泡沫塊浮在水面上。

師：杯子底部的紙團濕了沒有？

生：沒有濕。

師：為什么沒有濕？

生：因為，嗯，因為沒濕。

生：因為紙太靠上了。

師：沒有濕就說明水沒接觸到紙，沒接觸到紙就說明水沒有進入玻璃杯，這是因為空氣占據了玻璃杯的空間。

二、探索活動優化策略

（一）規范實驗操作，獲取科學的事實信息

科學事實信息的收集是進行信息分析的重要前提。觀察實驗中，只有正確的操作方法和合理的操作流程才能獲得科學的事實信息。在小學1-6年級中，教師可以結合學生的年齡特點和探究活動內容有計劃地設計、實施探究活動，使學生逐步養成規范意識，形成良好的習慣。

1.學習正確操作方法，獲取科學事實信息。

科學實驗都有規范的操作方法和順序，只有正確的操作方法和順序才能獲取有效的科學信息。基于小學階段學生對觀察實驗經歷過程的現狀分析，要“正確操作”，需要教師自身熟知實驗過程和學生的認知特點，找出學生在本實驗中容易出現問題的地方，選擇合適的提醒方式，如視頻提示、示范演示提示、評判辨析提示等。在實驗過程中，可以采用教師指正或小組內相互指正來規范。實驗結束后，應有針對操作規范的小組互相評價和教師及時評價，對學生的規范操作做出認可。特別是在一些技能型實驗中，如“酒精燈的使用”“測量物體的重量”“測量運動物體受到的摩擦力”“用量筒測量水的體積”“用溫度計測量水的溫度”等需要教師特別注意。

還有一些實驗由于操作方式不合理而引發其他現象，如“比較聲音的高低”實驗中，學生往往忽視實驗操作的規范性，導致聽到的不是尺子振動發出的聲音，而是尺子拍打桌面的聲音，這樣的信息無法進行聲音高低的比較。實驗活動前，教師要做出規范操作說明；實驗過程中，鼓勵學生相互監督指正，加強規范操作；實驗結束后，教師對學生的規范操作做出認可并指明操作規范的重要性。正是這樣規范的實驗操作，學生才能獲取科學的實驗信息，在感受規范操作的過程中逐步養成嚴謹細致的態度。

2.依據規范操作流程，獲取科學的事實信息。

科學實驗常常需要幾個步驟來完成，這就形成了操作順序或程序，只有遵守程序，才能獲取更準確的信息，作出科學評判。如在“比較聲音的強弱”一課中，先用較小的力、小的力、大的力和較大的力敲擊物體發出聲音，再根據聽到的聲音進行比較，而不是制造出一種聲音，在沒有與其他聲音比較的情況下判斷聲音的強弱。再如，在“微小生物”的觀察中，只有按照顯微鏡的操作要求才能觀察到微小生物的器官結構。

（二）注重探究的完整性，經歷專注、持續的全過程觀察

科學是以科學探究活動為載體的學習活動，而學生的觀察是捕捉信息、積累認識，為推理和判斷奠定基礎的過程。只有經歷專注而持續的觀察，才能獲取完整的信息，發現規律、找出原因、解決問題。小學科學教學中的實驗有不同的類型，特別是一些探索因果關系的實驗，更需要學生經歷專注觀察實驗的全過程。

1.設計科學的觀察要求，鼓勵學生養成專注而完整的觀察習慣 。

每一項科學觀察都有一定的目的和相應的要求。好的觀察要求應該是清晰、簡潔、易懂的，同時應該鼓勵學生做到專注而完整地觀察。專注就是指專心注意、全神貫注；完整就是指從實驗開始直至實驗結束。這些指向行為的要求實際是培養學生科學品質的要求，有利于學生科學素養的提升。

小學1-6年級學生因為年齡不同，專注力也不同。教學中需要根據學生的年齡特點合理設計實驗過程，根據實驗內容和學生特點做出合理要求。教師要從觀察實驗本身的內容、開展的具體情況和多個角度分析觀察的有效方法等方面，提出相對應的科學建議。

多數觀察實驗活動是學生感興趣的，作為教師不僅要通過觀察實驗活動激發學生的探究欲，更應該將對實驗現象的興趣逐步轉移到獲取全面信息、做出科學合理解釋等理性活動中，進而形成科學的方法和觀點。如《我們來做熱氣球》《白糖被加熱的變化》《小蘇打與白醋的混合》等課的探索活動，教師可在觀察前提出“看到了什么？有什么疑問？”，讓學生經過一次完整觀察后嘗試對產生的疑問做出猜想，帶著猜想再進行1-2次完整的實驗觀察。這樣連續的過程很容易使學生在專注而持續的研究中，形成更加深刻而上位的認知。

2.設計有結構的觀察記錄單，助力學生全過程觀察。

觀察記錄單是表達學生課堂探究和觀察成果的重要過程性材料，也是學生思維發展的基礎保證。教師通過觀察記錄單能夠了解學生的探究進程和觀察記錄點，更能有效地促進學生思維發展。

首先，設計學生最近發展的記錄單。維果茨基在《意識是行為主義心理學的問題》中提出了學生的“最近發展區”理論，指明只有針對最近發展區的教學，才能促進學生的發展。科學記錄單應著眼于學生的最近發展區，通過認知進階的層級調動學生的積極性，發揮其潛能，鼓勵學生觀察實驗的全過程。

其次，遵循學生認知規律，鼓勵靈活多樣記錄方式，助力觀察全過程。文字記錄有時會花費更多時間，不能更直觀形象地展示，而科學記錄單不僅采用文字記錄，還可以結合更多形式進行記錄，如畫圖、數據等。比如在“空氣的熱脹冷縮”一課中，學生在“你觀察到了什么”一欄中，形象地畫出氣球的膨脹情況，比單純的文字描述更能反映實驗現象。又如，在“探索尺子的音高變化”一課中，用柱狀圖的形式記錄尺子探出桌面不同長度時音高的不同變化，能更好地找出規律——尺子伸出桌面越長音高越低。

3.通過完整而反復觀察，發現有價值的節點。

當學生對實驗現象產生了疑問或者有初步解釋后，會想繼續觀察實驗現象，為自己的猜想和解釋進一步找尋證據，因此教師要引領學生帶著疑惑反復觀察，在觀察中發現變化節點，為接下來的思維加工做好鋪墊。如在“加熱白糖”的實驗中，學生第一次看到加熱白糖冒氣泡，感到實驗成功了，但反復幾次會發現，加熱到一定時間段，顆粒狀的白糖才開始變成無色液體；再持續加熱一定時間，無色液體逐漸變黃、變棕、變黑；出現黑色時，能聞到一股燒焦的氣味；再持續加熱，黑色物質便燃燒起來。正是有了這些節點，學生很容易對白糖加熱過程中產生的物理變化和化學變化做出有理有據的解釋。

做好“多次觀察的活動”最重要的前提是對實驗現象有想法，可以是疑惑，也可以是解釋。有了這樣的前提，學生才會主動避免無效的打擾，更好地進入學習中。

（三）注重信息的關聯，綜合分析獲取的信息，以聯系的觀點處理豐富的信息

1.對同一實驗中獲取的信息進行關聯。

在同一個實驗活動中，學生會從不同的感官中獲取不同的信息，也會從不同的時段獲取不同的信息。這些信息不是簡單地羅列就能形成具有核心的概念，而是這些信息之間相互關聯、相互解釋、相互搭建，才能形成對事物的本質更清晰地認識或者更上位的概念。而關聯的過程是學生高階思維參與的過程，教師要給予學生一定的時間和空間進行信息關聯，學生的學習會越來越主動，越來越獨立。

例如在“小蘇打和白醋的變化”（教育科學出版社小學科學6年級下冊）一課中，當學生將白醋倒入集氣瓶中時，會看到迅速有大量氣泡冒出并直接涌到瓶口，同時會聽到沙沙聲、上涌的氣泡頂撞在集氣瓶口玻璃片的啪啪聲，集氣瓶壁溫度降低；接下來上涌的氣泡越來越少，氣泡破裂的沙沙聲逐漸減小，瓶口的玻璃片不再跳動，集氣瓶壁溫度也逐漸恢復。學生專注觀察，會將看到的、聽到的、用手觸摸的感覺等信息彼此關聯，進行推理分析，做出對此現象的解釋——這是有新氣體產生的化學變化，在這個過程中有吸熱現象，同時這兩種物質混合后的反應變化呈現出先快后慢的特點。這種通過信息與信息的關聯，學生進行了推理、歸納、遷移，使高階思維的參與更加活躍。

2.對同一主題下不同探究活動信息進行關聯。

小學科學教學通常以“大單元”的組織架構形式，將一個核心概念分解為不同的下位概念，在不同的教學活動中實施。因此教師也應將一個主題下的各個探究活動中獲得的信息進行橫向關聯，根據小學生知識與能力發展的認知規律，尋找活動與活動之間的前后連接，將核心科學概念建構為一個整體進行教學設計，使每個單元的學習形成序列化。

教學中， 教師應該對整個單元的概念體系進行組織建構，明確概念的層級，尋找同一領域下各活動的內在聯系，通過對不同活動的科學概念的層級分化，引領學生思維向更深處延伸，豐富單元核心概念的達成，在各課時的下位概念的縱橫交錯中建構科學概念，提升建構認知。

3.在研討中進行信息關聯。

科學教學中通常以小組為單位組織學生觀察、實驗。目的不僅是使學生相互配合共同完成操作層面的活動，更重要的是為學生提供思想碰撞、交流探討，提升其概括、演繹、推理、歸納、分析、判斷、表達、解釋等能力的機會。

當小組內形成了一些共識后，教師還需要組織全班交流研討，在課堂探究中形成相互關聯的立體網狀結構，以達成更多資源的“關聯”。

如在五年級上冊“風的作用”一課中，為了讓更多的學生參與研討，筆者先讓每個學生進行獨立思考，各自將有關風的作用信息整理好再進行小組交流，在小組中補充修改自己的信息，最后進行全班交流，從而促使每個學生充分思考，有問題的或者有補充的學生都可以闡述自己的觀點。

三、結語

總之，有深度探索活動的科學課堂是一個充滿智慧與生命力的課堂，需要教師精心設計、細心指引。只有師生共同努力，持之以恒地讓學生經歷規范的操作、完整的觀察、有關聯的建構，學生的科學素養才會得到合理發展。