淺議如何設計具有探索性的科學課堂

摘 要：真正有探索性的科學課堂，是具有導向性和啟發性的，每一個科學實驗或者探究活動都是一個充滿生命力的有機整體，是隨著課堂實驗、課后活動的開展、深入，不斷產生新的問題、新的研究目標的過程。我們可以從以下五個方面來設計具有探索性的科學課堂：把握教材內涵，進行探索性的課堂教學預設；關注實驗過程，把握具有思考探索性的方向；注重課外延伸，延續科學思考與實驗的探索性；從自然到科學，從對自然的思考中設計探索課；開展項目學習，跨學科設計探索性科學課堂。

關鍵詞：科學教學；探索性；科學課堂

中圖分類號：G623.6?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2024）05-0043-04

小學科學是一門培養學生的探究能力，引導學生將課堂上所學的知識和所獲得思維方式與研究技能應用到生活實踐中，進而實現自主思考與探索的學科，而科學課堂是學生獲得科學知識、習得實踐技能、發展探究思維的主要途徑。傳統的科學教學一般以教師自己對這節課的預設為主線，按設計好的上課目標和實驗步驟開展教學。這樣的科學教學沒有探索性、沒有活力，它束縛了學生的思維和思考能力，使原本極具知識性、趣味性、探索性的科學內容得不到充分體現。而真正的科學課堂，是具有導向性和啟發性的，能隨著課堂實驗、課后活動的開展、深入，不斷產生新的問題、新的研究目標，它不是一成不變的，更不是可以每一步都預設到的，因此，如何設計具有探索性的科學課堂，讓科學課堂充滿生長性，是擺在不少科學老師面前的一個亟待解決的問題。

一、 把握教材內涵，進行探索性的課堂教學預設

幾乎所有的科學教材都是由一系列具有豐富科學內涵的知識體系和實驗探究活動組成的。科學課本知識的設計都是系統的，因此，教師要把握好課本設計的探究活動，充分領會、發掘教材的設計內涵與設計意圖，讓科學課堂教學有的放矢。在具體的教學實踐中，教師在一節課的準備環節可以預設幾種可能出現的不確定因素，設計多種引導方式，從而使課堂上的教學活動豐富多彩。簡單地說，不同的預設猶如枝頭開出的花朵，朵朵不同，朵朵精彩，而單一的預設是禁錮流水的溝渠，會使學生思維固化，嚴重影響學生的探索欲望。

設計充滿探索性的預設，可以表現在讓學生來預設實驗步驟，也可以表現在讓科學實驗更加具有開放性方面。因此，在課堂教學準備環節，教師要充分展開預設，以應對學生實驗中出現的“不確定因素”，所以探索性的實驗預設是不可忽略的環節。例如，針對“導體和絕緣體”一課，實驗可以有兩種設想：一種是通過引導學生認識導體和絕緣體的定義，了解有哪些分類，然后連接實驗器材，驗證哪些物體是導體和絕緣體。第二種是在實驗未開始前，引導學生進行猜想：哪些物品接入電路可以讓小燈泡亮起來？并讓學生記錄猜想，討論、匯總、提出問題，進而再進行實驗研究。在第一種預設下，只注重了教材和教師本身的設計，這種方式是相對傳統的實驗教學，有的一線教師其實一直是這樣進行實驗的，先告訴學生結論，然后指導學生進行驗證即可，這實際是在“走流程”，缺乏對學生探究與思考的整合，不利于學生探索性的提高。第二種預設探究主線明確，并呈現逐步深化的趨勢，有很強的實驗探索性，這是一個鮮活的、具有探索性的課堂教學預設，能達到課堂內容深化的目的。

二、 關注實驗過程，把握具有思考探索性的方向

（一）實驗導入要具有探索性

在實驗教學過程中，課堂既是教師驗證預設優劣的途徑，也是捕捉突發性探索性的途徑。實驗教學的導入就像歌曲的前奏，起著鋪墊和調動學生們情緒的作用，好的引入可以喚起學生強烈的探索興趣。例如對“改變浮和沉”一課，實驗導入可以這樣設計：教師出示兩個橡皮泥球，一個是實心球，一個是空心球，外表要盡量一致。先引導學生思考把兩個橡皮泥球放入水中會有什么現象，學生會回答“沉”或者“浮”。這時候教師把兩個橡皮泥球放入水中，結果一個橡皮泥球浮起，一個橡皮泥球下沉，出奇的現象使學生十分好奇，學生探索欲望自然就增強了。這樣的設計比簡單地告知學生中空設計可使物體浮起要有趣得多。

（二）師生質疑要具有探索性

科學學習離不開探究，離不開提問與質疑，引導學生提出問題、發現問題，是學生有探索性學習、有效學習的表現。因此，在科學實驗教學中，教師要充分利用質疑，設計出充滿探索性與啟發性的問題，以拓寬學生的思路。教師的提問要注重學生的認知基礎和啟發性，2022年版新課標對探究學習提供了很好的指導，這就意味著教師的提問在注重學生認知基礎的同時還要注意啟發性。此外，教師還要講究“提問的藝術”，有探索性的提問是指在精煉的基礎上升華問題，即鼓勵和引導學生養成尋根究底、主動質疑的習慣。

教師要善于設計驅動性問題，實現從以前一直不變的“套餐”到可以自由搭配的“火鍋”的轉變。問題本身要促進學生深度思考，從具體問題轉向更為本質的問題。例如，在布置“光合作用”一課的預習時，有些教師會留這樣的問題：光合作用的原理是什么？這個問題就是沒有驅動性的問題，學生找找課本就能輕松說出答案，可是，教師換一種方式提問：一棵大樹是怎樣長大的？這個問題就是一個驅動性問題，大樹長大離不開光合作用，學生要找與光合作用的相關知識，但是，大樹長大還有其他影響因素，學生會自然去思考、探究。因而，通過設計驅動性的提問，留給學生探索的空間就大多了。

（三）實驗過程要具有探索性

實驗中結果有時候并不是唯一的，學生在實驗過程中，往往可能產生新的想法，提出新的問題，教師要充分保護學生的好奇心，積極鼓勵他們進行探究，不能因為學生的想法或者做法與自己的實驗預設相悖就簡單粗暴地打斷學生。既然要讓科學實驗課緊隨新課程步伐，充滿探索性，就應更新觀念，讓學生產生好奇心，迸發出思維的火花。還應允許實驗失敗，科學實驗過程中，藥品取用量的多少、水溫的高低、水量的多少、加熱時間長短等因素都可能導致實驗結果的偏差，對于小學生而言，由于自身實驗素質和技能的偏差，在量取、稱重、讀數環節很容易出現誤差，因此，在實驗教學中要寬容學生實驗中的錯誤，為學生提供改正錯誤的機會。

有的教師在實驗課上害怕學生出錯，特別是當進行一些優質課或者示范課時，唯恐學生跑出自己的預設軌道，因此步步小心、極力引導，結果學生們在老師的引導下順利地做完了實驗，心里卻沒有一點收獲。因此，教師在進行科學實驗設計時，要盡可能預想到種種實驗結果，創設具有探索性的實驗教學設計。

三、 注重課外延伸，延續科學思考與實驗的探索性

學無止境，一節科學實驗課是否具有探索性還應該看學生還想不想在課外再繼續探究。一堂課的實驗教學內容畢竟有限，一節課教學的結束并不意味著學生探究學習的結束。一節具有探索性的科學實驗課本身就應該有很強的延伸性，這種探索性體現在不需要老師要求，學生自然還想去探究課堂中遺留下來的“未知數”。如果教師再利用一點激勵性的語言適當地引導、鼓勵，效果會更好。例如，在學習“月相的變化”一課時，課堂上老師已經帶領孩子們研究了月相的變化規律，如果課堂上的探究充滿啟發性，那么就會有更多的孩子愿意在課后實地觀測一下月相的變化，相反，如果課堂探究無法引起學生的興趣，沒有生命力，那么課后學生的探究欲望就會大打折扣。

又如，在教學“垃圾的分類收集與處理”一課時，教師和學生在課堂上已經認識了垃圾不分類的危害，并且知道垃圾分類后可以再生處理，那么這個時候教師就可以通過一些激勵性的話語或者設置某些比賽，比如，廢舊物品再生利用或者廚余垃圾堆肥等活動，來激發學生繼續在課下探索的欲望，從而將課堂與課下連接起來，提升科學思考與實驗的探索性。

四、 從自然到科學，從對自然的思考中設計探索課

《義務教學科學課程標準（2022年版）》提到義務教育科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎課程，具有實踐性。科學課程有助于學生保持對自然現象的好奇心，使孩子從親近自然走向親近科學。孩子們對自然擁有與生俱來的好奇心，一株小草，一只昆蟲，哪怕僅僅是一陣風，都能吸引他們的注意力，他們愿意捕捉自然里的“風吹草動”，留意天上的“云卷云舒”。這種好奇心，值得教師去呵護，從而將他們的這種探索欲望引領到科學探究中去，讓孩子從親近自然走向親近科學。我們可以從以下三個方面入手，通過設計探索性的課堂活動，培養學生的探索欲望。

（一）課堂導入環節體現自然價值

良好的課堂導入，可以極大地激發學生的好奇心和求知欲。我們在課堂的導入環節，如果將自然現象或者自然事物能引入其中，那么對學生的自然啟迪是非常有幫助的。例如，在教學“聲音的產生”一課時，教師可以將自然界的一些蟲鳴鳥叫、風聲、動物的吼聲等聲音作為導入內容，引導學生分辨聲音的來源，這樣不僅能極大激發學生的興趣，還能將自然事物與課堂知識緊密銜接，學生對自然界生物的探究欲望也會更加強烈。與之相同的課例還有很多，教師可以在設計課前導入的時候加以選擇、甄別，將自然延伸到課堂。

（二）課堂實施環節體現自然屬性

課堂是一節課知識與技能傳授的主陣地，是學生增長知識與技能的關鍵，課堂上教師是主導，學生是主體，那么在設計活動的時候，就要體現學生的主體地位。學生對自然的好奇，恰好可以在課堂實施環節上加以充分利用，體現課堂的自然屬性。例如，在教學“養蠶”一課時，學生在日常生活中對絲綢并不陌生，他們陌生的是絲綢的產生過程，那么教師在設計課的時候，就可以抓住學生不熟悉蠶的生長但是又對蠶的生長很感興趣這個點來開展教學，引導學生親身體驗，在養蠶的過程中，深化對養蠶這個活動的認識。在課堂環節設計上，教師可以用視頻、動畫等有聲資料結合教師對蠶的一生的啟發性描述，來激發學生對養蠶這個活動的興趣，引導他們走進自然，走進科學。

（三）課后拓展環節體現自然興趣

一堂科學課并沒有隨著下課鈴聲的響起而真正結束，我們的課堂需要將學生對自然的探究興趣激發出來，然后將這種興趣延伸到課后，延伸到自然中去。因而，教師在設計課后拓展內容的時候，要充分尊重學生的探索欲望，運用學生對自然的親近和好奇來設計活動。以教學“月相的變化”為例，需要學生在課后對月相展開持續觀察，但是，如果教師的活動設計沒有興趣，那么學生的探索欲望會大打折扣。教師可以在課程結束的時候，設計富有啟發性的探索活動，引導學生展開中長期的月相觀測活動。經歷親身探索的活動，會給學生留下深刻的印象。對廣大教師來說，正確、適時對學生進行啟發、引導，是學生由自然走向科學的關鍵。自然是個大課堂，也是一本“無字的科學書”，讓學生由自然走向科學，任重而道遠，值得我們每個人探究。

五、 開展項目學習，跨學科設計探索性科學課堂

新課標強化了課程育人的導向設計，對科學學科內容進行了整體設計，提出了一至九年級的課程要求。這就要求教師對科學課程進行的整體規劃和設計，尤其對一線教師提出了更高的課堂設計要求。科學教師的眼光不能只放在自己所任教的年級上，需要注重前后聯系，關注學段銜接，從整體和大局的視角出發看待問題，以整體設計提高課堂探索性，進而打造高效的科學課堂。

新課標以核心素養為綱領，由核心素養、學段目標、學習內容、學業要求和學業質量組成了一個嚴密的質量體系，各要素緊密聯系，缺一不可。尤其是明確了四個跨學科概念：物質與能量、系統與模型、結構與功能、穩定與變化。這就要求教師在設計探索性教學內容的時候，要有意識體現項目式學習，體現跨學科設計。

跨學科設計是一項重要的策略。通過結合不同學科的知識和技能，我們可以為學生營造一個更為全面和深入的學習環境，從而促進他們更好地理解和掌握科學知識。

首先，我們需要選擇一個具有跨學科性質的主題。例如，環境保護或氣候變化等主題，這些主題不僅涉及科學領域，還與地理、歷史、數學等多個學科緊密相關。通過選擇這樣的主題，我們可以有效地整合不同學科的資源，為學生提供一個更為廣闊的學習視野。其次，明確學習目標是至關重要的。我們需要清楚地界定學生在完成跨學科學習后應達到的能力和素質要求。例如，培養學生的批判性思維能力、解決問題能力以及團隊協作能力等。

在設計學習活動時，我們需要注重活動的趣味性和互動性。通過組織小組討論、角色扮演和模擬實驗等活動，可以激發學生的學習興趣，促使他們主動參與到學習中來。

為了更好地開展跨學科設計教學，教師的角色也需要發生相應的轉變。教師需要從單純的知識傳授者轉變為引導者和輔助者。他們需要關注學生的個體差異和需求，幫助學生自主學習和發展。同時，教師還需要不斷更新自己的知識和技能，參加相關的培訓和進修課程，以提高自己的教學水平和跨學科設計能力。

六、 結論

小學科學課程是學生非常喜歡的一門課程，科學實驗和活動對孩子們有著謎一般的吸引力，如果教師能利用好科學實驗這個工具，設計有探索性的科學課堂，那么，對孩子們的探究能力和科學素養的培養是非常有幫助的。學生們對自然世界和生活有著強烈的好奇心和求知欲，他們樂于探索，并且樂于將自己的探索轉化為動手操作。教師只有挖掘出具有探索性的因素，才能有效地激發學生的探究興趣，使學生在積極參與學習的過程中不斷迸發出創新思維的火花，從而用所學知識與技能指導自己的生活。

參考文獻：

［1］姚曉燕.如何提高科學課堂探究的有效性［J］.小學科學：教師，2013（6）：111.

［2］蔣亞麗.科學課堂教學設計的實踐和探索［J］.成功：教育，2018（12）：100.

［3］凌啟煜.STEM理念指導下小學科學課堂設計的實踐探究［J］.知識文庫，2020（18）：54-55.

基金項目：文章系山東省教育規劃課題《基于創新素養培養的小學科學教學組織形式研究》階段性研究成果（課題立項號：2022CYB009）。

作者簡介：鄭德秀（1983～），女，漢族，山東日照人，日照市金海岸小學，研究方向：小學科學教學。