關注探究過程，提升小學生科學實踐能力

【摘 " 要】探究既是一種實踐活動同時也是一種智力活動。科學課程把探究與實踐作為學生學習科學的主導方式，強調從學生熟悉的日常生活出發，通過探究與實踐活動學習科學。教師要引導學生“深度觀察，發現探究意義；深究問題，加深概念理解；深研信息，作出合理推測；深入實驗，獲得思維發展”。

【關鍵詞】小學科學；探究活動；科學概念；科學素養

《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）對科學的定義、功能和價值作出了明確的定義：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。可見，義務教育階段的科學課程是一門體現科學本質的基礎課程，具有綜合性、實踐性。其中，探究是一種必不可少的學習方式。課堂上，教師要為學生提供探究自然事物的環境，激發學生的學習興趣和探究欲望，讓學生經歷發現意義的過程。然而，當前的探究活動存在“只求結果，忽視過程性；雖有過程，缺乏主動性”的情況，不利于學生建構自己的認知結構，更不利于學生核心素養的培養。事實上，探究的內驅力來自學生的好奇心、疑惑。因此，教師要注重激發學生的探究內驅力，促使學生產生認識現象、解決問題的熱情。這樣有利于學生經歷科學學習過程，在科學探究活動中提升觀察、提問、假設、預測、信息分析等能力，逐步形成科學概念，提升科學素養。

一、深度觀察，發現探究意義

觀察是一種有意識、有計劃且具有持久性的學習活動，是人類理解世界的一種基本方法，也是科學探究的第一步。在觀察過程中，學生發現有趣的現象和規律，產生探究的好奇心和欲望。小學階段，學生需要達到的深度觀察目標如下。

1.能用感官進行定性觀察，如：觀察各種動植物的特征以及一般物體的形狀；觀察常見的自然現象及其變化。

2.會使用簡單的儀器，能進行初步的定量觀察。

3.能初步掌握常用的觀察技能，進行系統、持續的觀察，由此提升科學探究興趣和觀察能力。

4.能利用文字、符號、圖表等形式完成簡單、客觀的觀察記錄，并進行客觀描述，初步形成科學概念和問題解決能力。

【案例1】

以教科版《科學》（2003年版）一年級下冊《觀察一張白紙》一課為例，紙是常見的物品，日常生活中，學生很少會對一張紙產生興趣。但是，如果教師在課堂中引導學生仔細觀察，學生就會發現一張普通的紙也有研究的意義和價值。本課中，學生的學習活動記錄如表1所示。

學生從觀察一張白紙開始，到詳細描述一張白紙的特點，再比較兩張紙的主要區別，進而尋求紙的共同特征：紙由纖維組成。而后，學生產生新問題：紙里的纖維是從哪兒來的？紙是怎么造出來的？等等。他們發現，經過仔細觀察，從一張普通的紙上也可以發現獨特的意義。

【案例分析】

首先，學生觀察的內容逐漸豐富。開始，學生針對一張白紙只能說出2至3個特點，而教學要求是能夠說出10個以上的特點。有了明確的觀察目標后，學生從各個角度進行觀察，每人都能說出10個以上的特點。

其次，學生的觀察描述水平逐步提高。開始，學生的觀察描述是零散的、無序的。如有學生描述道：白紙的對邊相等，有四個直角，形狀是長方形。事實上，“形狀長方形”這一特點已經包含了前面兩個特點，屬于重復描述。對此，教師引導學生學會提煉總結，嘗試從多個角度進行觀察描述。也有學生憑借以往的印象或經驗來描述所觀察的事物，如“紙能吸水”“用凸透鏡能使紙燒起來”等等，這些特點不是學生觀察到的，而是存在于學生已有經驗中的，屬于非觀察描述的特點。對此，教師引導學生從觀察事物本身出發，提升觀察過程的針對性和描述的客觀性。

最后，學生的思維在觀察和描述中得到了發展。教師根據學生的觀察和描述，及時作出反饋評價，引導學生發現普通事物的價值，提高觀察的敏銳性，加深思考的深度。比如，有學生嘗試將紙撕開，但是未能觀察到被撕處的特點。對此，教師引導學生將注意力集中到此處，發現被撕的紙的邊緣有一些細毛。學生隨即產生了以下問題：這些細毛是從哪兒來的？紙是怎么造出來的？這一特點的觀察已接近對紙的概念的研究，學生十分興奮。觀察過程伴隨著思維和語言的活動，有利于學生綜合能力的提高。

教師要引導學生充分利用眼、耳、鼻、皮膚等器官，結合相關儀器，對事物進行耐心和細致的觀察。需要注意的是，教師要讓學生明確觀察目的，為他們提供足夠的時間和空間，還要允許他們提出感興趣的問題，使觀察活動不斷深入、持續。

二、深究問題，加深概念理解

疑問是開啟智慧大門的鑰匙。《K-12科學教育框架》提出：科學實踐的第一個類型是“提出問題和明確需要解決的難題”。其中，提出問題包括兩個過程。一是學生通過實踐活動，獲得豐富的感性材料，從中提出想研究的問題，此時學生處于“憤排”的狀態，是問題意識形成的重要時機。二是學生提出問題后運用已知信息及已有認知進行探討，嘗試解決問題。教師需要充分了解學生，結合《課程標準》和教材意圖，為學生創設探究的機會。

【案例2】

以教科版《科學》（2020年版）四年級下冊《種子里孕育著新生命》一課為例，學生在課前已經經歷了觀察蠶豆種子的實踐活動，學會了邊觀察邊記錄的學習方法。表2呈現了學生在觀察過程中提出問題并深入探討的過程。

學生在課外時間做好了觀察蠶豆種子發芽的過程，有了很多新發現：種子結構與植物結構之間存在聯系；種子具有生命活力，雖然自己栽培的種子大多數都發芽了，但時間有先后，且部分種子未發芽。對此，教師引導學生推測原因，并在后期的實踐中進行檢驗。學生發現種子發芽情況與水分的多少、溫度的高低有關，也與種子本身的質量有關。

【案例分析】

上述探究實踐活動中，學生觀察了種子發芽的過程，提出了許多有意義的問題，在科學學習與生活之間建立了關聯。這種關聯又促使探究活動持續深入，使學生加深對科學概念的理解。教師引導學生在探究過程中提出問題，幫助學生從不會提問到會提問，再到善于提問，且提問的角度越來越多，進一步培養學生的問題意識。學生不僅了解了種子發芽的過程，產生了學習植物的興趣，還形成了問題意識、科學態度。

三、深研信息，作出合理推測

探究活動中，幫助學生理解科學知識的一個重要策略是讓學生學會識別和運用多種資源。隨著信息技術的不斷發展和普及，培養學生收集和處理信息的能力十分重要。教師要對學生收集信息的方法和途徑加以指導，要求學生收集有用的信息，并學會應用。以科學課中的“解暗箱”課型為例，學生要獲得很多“內部”信息，并將這些信息作為依據進行合理的推測。

【案例3】

以教科版《科學》（2020年版）五年級上冊《地震的成因及作用》一課為例，本課主要研究的是“構造地震”。此前，學生已經了解了地殼運動對巖層的影響，但對于地震產生的具體原因還比較模糊，對地震與對地形地貌的影響也不是很清楚。本課學習中，學生需要收集與火山、地震相關的文字、圖片、視頻等資料，了解地震對地表產生的影響，解釋巖層彎曲的現象，建立關于“地震的成因及作用”的概念，深入理解地殼運動。教師為學生提供了一段呈現火山噴發和地震場面的視頻，讓學生據此獲取更多信息。學生收集記錄的信息如表3所示。

【案例分析】

信息收集、加工是科學學習的重要環節。上述教學中，學生利用多種方法收集信息，用更多依據推測地球內部的結構，提出相關問題，并從多角度加以解決。雖然學生都沒有親身經歷過火山與地震，但這種自然現象時常發生，學生也能經常看到此類報道，對此比較熟悉。教師為學生提供了視頻和文字資料，為學生創設了真實的情境，有利于激發學生的學習興趣，幫助學生建構相關科學概念，加強綜合理解。在此過程中，學生的觀察能力、分析推理能力得到了培養，思維也獲得了發展。在未來的學習中，學生還能有效遷移運用課堂中所學的科學知識。

四、深入實驗，獲得思維發展

科學思維是人腦對科學事物（包括科學現象、科學過程等）的本質屬性、內在規律及事物間相互關系的概括反映。在科學課堂中，培養科學思維是重要的教學目標。教師要帶領學生經歷提出問題、作出假設、設計實驗、展示交流等環節。其中，作出假設是對結果進行預測，有利于培養學生的想象力和發散性思維。直觀的實驗現象和實驗結果能夠驗證假設是否正確，便于學生形成共識。

【案例4】

以教科版《科學》（2020年版）四年級下冊《里面是怎么連接的》一課為例，本課屬于“解暗箱”的課型。暗箱蓋上有四個接線頭，內部布滿電路，學生無法直接觀察接線盒內的電線是如何布置的，需要用電路檢測器進行檢測，而后描述不同電路的連接特點。學生的探究實踐情況如表4所示。

【案例分析】

在檢測活動開始前，教師要求學生先檢查電路檢測器是否正常。這是一個小細節，大多數學生都容易忽視，教師的提醒能讓學生更加嚴謹。在檢測電路連接情況時，大多數學生在一開始處于無序的狀態。通過分析與交流，學生認識到檢測要按一定的順序進行。這樣的分析與交流過程中滲透著排列、組合等問題解決思路。之后，學生不斷尋找證據支持自己的推測，其思維從具體形象向抽象深入推進。經過充分的探究和研討，學生逐漸形成尊重事實、善于質疑和嚴謹求實的科學態度。

探究實踐是一種基于問題的學習方式。學生經歷提出問題、收集證據、形成解釋、表達交流等環節，獲得綜合能力和科學素養的發展。作為引導者，教師必須尊重學生的主體地位，關注以下問題：活動能否吸引學生參與？是否適合學生的學習能力？學生是否做好了參與活動的準備？學生的哪些能力將會得到提升？而后在探究過程中為學生提供各種幫助。這樣才能發揮探究實踐的價值，促進學生科學核心素養的發展

參考文獻：

［1］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.

［2］羅星凱，李萍昌，吳嫻，等.探究：小學科學教學的思想、觀點與策略［M］.北京：人民教育出版社，2003.

［3］蘭本達，布萊克伍德，布蘭德溫.小學科學教育的“探究—研討”教學法［M］.陳德彰，張泰金，譯.北京：人民教育出版社，2008.

（浙江省教育廳教研室）