基于思維發展的科學探究活動設計與實施

鮑春林

小學低年級學生好奇心強、探究欲望濃，但有意注意維持時間短、自我約束能力差。低年級的科學教學與中高年級相比，有其自身的特性。2022年版義務教育科學課程標準指出，學生科學學科核心素養主要集中在科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四個方面。義務教育科學課程作為一門體現科學本質的基礎性綜合課程，如何在小學低年級的科學探究活動中落實學生科學思維的發展？筆者結合教學實踐，認為可以從以下四個方面設計與實施科學探究活動。

一、巧設探究，漸入佳境

低年級學生因其身心發展特點，有意注意時間不長，容易分心、走神，故低年級的科學探究活動需要教師持續吸引學生的有意注意，維持高漲的學習熱情，從而落實思維發展，讓科學探究漸入佳境。

（一）語言兒童化

低年級學生語言理解能力差，對專業名詞和科學術語的理解存在一定的困難。平時課堂教學時，教師應多親近學生，運用兒童化的語言、口語化的詞匯，讓教學語言通俗易懂。同時教師的教學語言應情緒飽滿，語速偏慢，以適應低年級學生，使學生都能接收到教師的信息。輔以聲情并茂、夸張的肢體與動作表情，讓學生能快速理解和掌握，師生互動流暢、無障礙。如在執教一年級《這是誰的葉》時，在出示不同品種的樹葉之后，教材上的聚焦問題是“你知道它們是哪些植物的葉嗎？”教師以“你知道它們是誰的寶寶嗎？”提問，將提問語言兒童化。通過一個簡單詞匯的替換，學生能迅速明白今天的任務，讓后續的尋找任務變成類似小蝌蚪找媽媽的游戲任務，學生樂于挑戰，有效調動學生的科學思維，踴躍參與，積極思考。

（二）問題簡短化

低年級學生處于具象思維階段，復雜、連續的提問，學生會分不清主次，聽不明白，導致后續的探究活動開展比較緩慢。當教學對象是低年級學生時，教師可用簡短的句式、單個的問題來引導學生思維發展。以《地球家園中有什么》一課為例，教師可以這樣提問：

（教師出示一組地球環境照片）

師：地球上有什么？

六個字的問題，簡單、明確，學生容易理解，能快速回答問題。學生踴躍參與，在激烈的頭腦風暴后，教師繼續提問。

師：地球外有什么？

通過只替換一個字，依舊簡單、明確。學生只有在理解問題的內容之后，才能憑借生活經驗和觀察事實來分享自己的想法。學生樂于交流，教師才能發現學生的認知情況，進行有針對性的引導，促進思維的發展。

（三）目標導向化

高年級的科學課堂有時實驗材料數量較多、體積較大，為了節省課堂時間、突破教學重難點，教師會提前將部分材料分發至各小組。然而低年級學生只要一看到教師的實驗材料，都會表現得躍躍欲試，即使實驗材料是很日常的物品。導致分不清本節課的探究任務，探究活動偏離方向，在既定的時間內完不成任務。故低年級科學課堂實驗器材一般都不提前發放，可以讓學生知道今天有材料，但不知道具體是什么。通過延緩實驗器材發放的方式，既能維持學生的好奇心，又能有效規范課堂教學秩序。教師基于學情，留意細節，讓教學目標導向化，環環相扣，讓科學探究有序開展。

二、趣味活動，激情跌宕

低年級學生喜歡玩，樂于動手，上課情緒高漲，教師要設計適合低年級學生的科學探究活動，維持和規范探究行為，豐富探究形式，讓學生能在玩中學、做中學。

（一）內容生活化

雖然低年級學生的知識儲備看似少，但經過平時的日常生活體驗，也積累了大量的經驗。教學時從低年級學生熟悉的事物作為切入點導入，學生有親切感、情境感，能快速進入學習正題。例如在執教《不同材料的餐具》時，教師設計這樣一個生活化情境：

今天小豬佩奇遇到了一個問題：吃早飯時，佩奇的餐具不小心掉地上，碎了，佩奇很傷心。這是佩奇很喜歡的一套餐具啊。現在碎了，只能讓媽媽幫忙重新再買一套了。來到超市，佩奇發現貨架上放著各種各樣、不同材質的餐具，佩奇有點看花眼了，不知道要買哪種材料的餐具才能避免類似之前的意外再發生。親愛的小朋友們，你們能幫助佩奇作出選擇嗎？

通過這樣一個生活中常見的事例引入，學生有體驗感，借助學生熟悉的卡通人物，以幫助解決問題的形式學習，學生會覺得很親切，樂于助人，充分激發了自身的學習熱情。

（二）探究游戲化

低年級學生其實都有一雙善于發現、觀察的眼睛，平時常見的學具和生活用品都可能被開發出來，變成玩具，玩樂的興致特別高。在平時的科學課程中教師可以采用游戲化的方式引入競爭機制，調動低年級學生學習興趣。如《磁極與方向》中，教師出示兩輛小車，讓學生先自己玩一玩，從而發現有趣的現象：兩輛小車靠近時，有時會被快速地吸引，有時則是被推開了，這是什么原因呢？以游戲化的探究方式，學生會更加放松，更加投入，利于發現問題，引發思考。

（三）形式多樣化

低年級學生善變、易變，長期的單一化教學會使低年級學生產生倦怠。在教學中不同的教學環節，教師可以選擇不同的形式，從而持續吸引學生的注意，讓學生的學習情緒能長時間高漲。在二年級《觀察月相》中，完整的月相觀察會占用學生很長的時間，教師只有提前布置長周期觀察任務，才能用一課時的時間完成本課的教學。課前導入環節，教師通過引用科普繪本故事（《月亮姑娘做衣裳》）的形式設置問題：“月亮姑娘為什么身材量不準呢？”來統一認知：月亮會變模樣。由此引出月相概念。接著通過照片和視頻的形式，再次引導學生仔細觀察月相變化，建立新知。最后，采用低年級學生都很擅長的繪圖方式來預測一周后的月相情況，將知識進行拓展延伸。

三、優化合作，錦上添花

科學課程因其課程性質更加注重學生的探究與實踐。低年級學生探究興趣濃厚，然而因自身生理特點，其動手實踐能力有待提高。小學低年級是培養學生團隊合作能力的關鍵期，探究活動中采用小組合作的學習方式，對團隊合作能力和自主探究能力有促進作用。

（一）組內人數減一減

常規科學課堂是以四人為一組進行探究活動，組內成員各司其職、分工明確。低年級科學探究活動內容和形式都相對高年級簡單、易操作。如果仍以四人為一組，經常會出現分工矛盾。因組內每位同學都想玩一玩，導致等待時間過長，探究效率不高。建議采用兩人“小小組”的形式，就近選擇同伴。通過組內人數減一減，“小小組”學生更愿意合作，推動探究。如一年級《比較與測量》單元、二年級《磁鐵》單元的探究，都非常適合兩位學生“小小組”完成。

（二）實驗材料加一加

學生在探究活動中常常害怕探究材料不夠，自己沒有玩得盡興。因此，在低年級科學探究活動中，教師除了提供教材上出示的材料之外，還應該提供有助于形成學習概念的更多其他結構化的材料。通過提供充足、豐富的實驗材料，讓學生安心玩。

在二年級《磁鐵》單元教學時，二年級學生對磁鐵的探究興趣很濃厚，特別想動手實踐。為了突破教學重難點，在研究《磁鐵能吸引什么》時，可以讓學生利用自己身邊現有的各種材料進行探究活動，教室里各種學具，甚至穿戴的衣服，都是學生的探究材料。除了學習用品類材料學生自備之外，常見的生活材料，教師盡量多提供：玻璃彈珠、螺絲釘、大頭針、回形針、沙子、石頭、一次性杯子、易拉罐、各種面值的硬幣、金銀手工藝品等。利用種類繁多、材質各異的實驗材料，在親身探究中，學生嘗試歸納出磁鐵能吸引含鐵一類物質的性質，進行真探究。

（三）組織形式變一變

低年級學生具有極強的新鮮感，長期擔任組內一種角色，容易產生倦怠情緒，進而影響整組的學習效率。在學期初，教師指定好分工：小組長、實驗員、材料員、記錄員。小組組隊一段時間之后，組內成員崗位由小組長協調，共同協商輪換，充分維持學生的團隊合作意識。在《通過感官來發現》一課中，教師讓學生匯報觀察發現，出現了整個小組一起上臺，展示觀察結果的情況，小組成員輪流補充自己的發現。教師適當地放手，給學生更多的自主權，學生之間會摩擦出更多新鮮的思維火花。組間采用相互競爭的方式，對課堂表現優秀的小組進行獎勵評分，課后優勝小組成員都能領到一小份與本課教學相關的實驗材料，延續學生探究興致。

四、及時評價，續力發展

2022年版新課標更加注重過程性評價的作用，更加關注學生在探究活動中的真實表現和思維活動。通過運用及時評價，能維持低年級學生的有意注意，續力其思維發展。

（一）抓住時機，精準評價

低年級學生因為其認知特點，有時對教師的問題不能精準地回答，常常會答非所問。教師需要有敏銳的洞察力，捕捉學生回答中的關鍵點，抓住時機，給予精準評價，調動學生的學習情緒。

在教學二年級《不同的季節》一課時，教師以回顧一年級語文上冊《四季》內容導入，讓學生對四季的特點有一個初始印象，增加熟悉感。在探究活動二“舉例說說、各個季節，動物、植物和人們衣著變化”時，舉手發言的學生明顯少于前一個探究活動，顯露出低年級學生歸納和對比思維的欠缺。此時，教師將不同季節動物、植物和人們衣著表現集中在一張表格中，加入氣溫這一欄，以填表形式降低思考難度。

師：同學們，從表中，你能發現隨著氣溫的變化，動物、植物和人們衣著變化有什么特點嗎？

生：熱的時候，我們穿短袖；冷的時候，我們穿長袖。

師：回答的真好。老師發現你很善于觀察和發現。是的，隨著氣溫變化，我們的衣著也會發生相應的變化。那氣溫變化時，動物和植物有什么變化嗎？

教師通過表格匯總的方式，將特征直接呈現，抓住學生回答中的關鍵詞“熱”和“冷”，引導學生發現氣溫變化導致衣著變化。通過及時肯定學生的回答，精準評價，從而突破教學難點。

（二）延長等待，給予思考

低年級學生的反應以及語言表達有時會有些緩慢、模糊，甚至有錯誤。此時，教師不要急于糾正和評價，而應根據學生個人特點，延長時間，適時等待。用語言和肢體動作等鼓勵學生繼續思考、回答，給予學生一定的自信心，充分的思考時間。教師對自己的學生要有信心，學會適當留白，培養學生自信感，大膽發言，勇于試錯的精神。

（三）持續關注，促進發展

與高年級學生相比，低年級學生需要教師投入更多的持續關注。有效的持續關注能引領學生思維發展，便于后續探究活動的進行。在研究“磁極間的相互作用”時，學生對關于兩塊條形磁鐵有幾種組合方式不太明白。通過學生互相交流，結合板書記錄，一致確定有四種組合方式。

師：每一組方式，我們需要至少做幾次？

生：3次。我們要減少實驗誤差。

師：你記得真清楚。

師：通過剛才的探究，我們發現條形磁鐵同名磁極會相互排斥，異名磁極會相互吸引。那如果形狀改變，兩塊蹄形磁鐵或環形磁鐵是不是也有類似的作用呢？

生：我們要通過實驗，才能知道。

師：是的，你真嚴謹。我們的發現需要實驗數據來支撐，才能說服其他人。

師：以上我們研究的都是形狀相同的兩塊磁鐵。如果磁鐵形狀不同，是否還有同極相斥，異極相吸的作用呢？

生：我們需要通過實驗來驗證。

師：科學家也是這樣做的。你真會思考！

經過教師持續性的評價與反饋，學生的探究思維更嚴謹、更全面，從而推動學生科學思維的持續發展。

綜上所述，在小學低年級科學探究活動中，教師用兒童化的語言、簡短化的問題和導向化的目標，巧設探究，讓探究漸入佳境。通過生活化、游戲化、多樣化的科學探究活動，充分激發學生科學探究興趣。優化合作，組內人數減一減；實驗材料加一加，增加探究時機；組織形式變一變，適時放手。課堂上利用及時評價的方式，續力學生科學思維發展。