王小琦

探索活動是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的重要活動，直接關(guān)系到學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。圍繞探索活動的開展，教師會給予學(xué)生充足的活動時間，學(xué)生情緒高漲，小組合作熱熱鬧鬧，但在學(xué)生的交流匯報和師生的對話中，會明顯感到學(xué)生的判斷、推理、概括、遷移、建構(gòu)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(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成上來打造科學(xué)實踐課堂？筆者圍繞課堂教學(xué)中常見的幾種現(xiàn)象進行了探索與實踐。

一、課堂探索活動中的常見現(xiàn)象

（一）操作隨意化

案例描述：某教師在執(zhí)教“比較聲音的高低”一課（教育科學(xué)出版社小學(xué)科學(xué)4年級教材）中，要求學(xué)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(fā)出聲音，學(xué)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(xué)生就爭著做起了實驗，有的學(xué)生只顧撥動尺子，不顧尺子的另一端是否按穩(wěn)，使這一端反復(fù)拍打桌面發(fā)出聲音，干擾了教師要求聽的聲音，更有的學(xué)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(zhí)教“我們來做熱氣球”（教育科學(xué)出版社小學(xué)科學(xué)5年級上冊）一課時，引領(lǐng)學(xué)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(xué)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(xué)生交流著實驗?zāi)繕酥獾脑掝}或是爭奪下次操作的機會。

（三）科學(xué)思維被替代

案例描述：某教師在執(zhí)教“空氣能占據(jù)空間嗎”（教育科學(xué)出版社小學(xué)科學(xué)3年級上冊）一課時，先引導(dǎo)學(xué)生在水槽的水面上撒一些泡沫塑料（目的是依據(jù)泡沫的位置上觀察水位的變化），再引導(dǎo)學(xué)生通過“壓杯入水”來觀察現(xiàn)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?zhí)可狭恕?/p>

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(jù)了玻璃杯的空間。

二、探索活動優(yōu)化策略

（一）規(guī)范實驗操作，獲取科學(xué)的事實信息

科學(xué)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(xué)的事實信息。在小學(xué)1-6年級中，教師可以結(jié)合學(xué)生的年齡特點和探究活動內(nèi)容有計劃地設(shè)計、實施探究活動，使學(xué)生逐步養(yǎng)成規(guī)范意識，形成良好的習(xí)慣。

1.學(xué)習(xí)正確操作方法，獲取科學(xué)事實信息。

科學(xué)實驗都有規(guī)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(xué)信息?；谛W(xué)階段學(xué)生對觀察實驗經(jīng)歷過程的現(xiàn)狀分析，要“正確操作”，需要教師自身熟知實驗過程和學(xué)生的認知特點，找出學(xué)生在本實驗中容易出現(xiàn)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(nèi)相互指正來規(guī)范。實驗結(jié)束后，應(yīng)有針對操作規(guī)范的小組互相評價和教師及時評價，對學(xué)生的規(guī)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(fā)其他現(xiàn)象，如“比較聲音的高低”實驗中，學(xué)生往往忽視實驗操作的規(guī)范性，導(dǎo)致聽到的不是尺子振動發(fā)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(guī)范操作說明；實驗過程中，鼓勵學(xué)生相互監(jiān)督指正，加強規(guī)范操作；實驗結(jié)束后，教師對學(xué)生的規(guī)范操作做出認可并指明操作規(guī)范的重要性。正是這樣規(guī)范的實驗操作，學(xué)生才能獲取科學(xué)的實驗信息，在感受規(guī)范操作的過程中逐步養(yǎng)成嚴謹細致的態(tài)度。

2.依據(jù)規(guī)范操作流程，獲取科學(xué)的事實信息。

科學(xué)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(xué)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(fā)出聲音，再根據(jù)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(jié)構(gòu)。

（二）注重探究的完整性，經(jīng)歷專注、持續(xù)的全過程觀察

科學(xué)是以科學(xué)探究活動為載體的學(xué)習(xí)活動，而學(xué)生的觀察是捕捉信息、積累認識，為推理和判斷奠定基礎(chǔ)的過程。只有經(jīng)歷專注而持續(xù)的觀察，才能獲取完整的信息，發(fā)現(xiàn)規(guī)律、找出原因、解決問題。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的實驗有不同的類型，特別是一些探索因果關(guān)系的實驗，更需要學(xué)生經(jīng)歷專注觀察實驗的全過程。

1.設(shè)計科學(xué)的觀察要求，鼓勵學(xué)生養(yǎng)成專注而完整的觀察習(xí)慣 。

每一項科學(xué)觀察都有一定的目的和相應(yīng)的要求。好的觀察要求應(yīng)該是清晰、簡潔、易懂的，同時應(yīng)該鼓勵學(xué)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(jié)束。這些指向行為的要求實際是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)的要求，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

小學(xué)1-6年級學(xué)生因為年齡不同，專注力也不同。教學(xué)中需要根據(jù)學(xué)生的年齡特點合理設(shè)計實驗過程，根據(jù)實驗內(nèi)容和學(xué)生特點做出合理要求。教師要從觀察實驗本身的內(nèi)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(yīng)的科學(xué)建議。

多數(shù)觀察實驗活動是學(xué)生感興趣的，作為教師不僅要通過觀察實驗活動激發(fā)學(xué)生的探究欲，更應(yīng)該將對實驗現(xiàn)象的興趣逐步轉(zhuǎn)移到獲取全面信息、做出科學(xué)合理解釋等理性活動中，進而形成科學(xué)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(xué)生經(jīng)過一次完整觀察后嘗試對產(chǎn)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(xù)的過程很容易使學(xué)生在專注而持續(xù)的研究中，形成更加深刻而上位的認知。

2.設(shè)計有結(jié)構(gòu)的觀察記錄單，助力學(xué)生全過程觀察。

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

首先，設(shè)計學(xué)生最近發(fā)展的記錄單。維果茨基在《意識是行為主義心理學(xué)的問題》中提出了學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”理論，指明只有針對最近發(fā)展區(qū)的教學(xué)，才能促進學(xué)生的發(fā)展?？茖W(xué)記錄單應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，通過認知進階的層級調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮其潛能，鼓勵學(xué)生觀察實驗的全過程。

其次，遵循學(xué)生認知規(guī)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(xué)記錄單不僅采用文字記錄，還可以結(jié)合更多形式進行記錄，如畫圖、數(shù)據(jù)等。比如在“空氣的熱脹冷縮”一課中，學(xué)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(xiàn)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(guī)律——尺子伸出桌面越長音高越低。

3.通過完整而反復(fù)觀察，發(fā)現(xiàn)有價值的節(jié)點。

當學(xué)生對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生了疑問或者有初步解釋后，會想繼續(xù)觀察實驗現(xiàn)象，為自己的猜想和解釋進一步找尋證據(jù)，因此教師要引領(lǐng)學(xué)生帶著疑惑反復(fù)觀察，在觀察中發(fā)現(xiàn)變化節(jié)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(xué)生第一次看到加熱白糖冒氣泡，感到實驗成功了，但反復(fù)幾次會發(fā)現(xiàn)，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(xù)加熱一定時間，無色液體逐漸變黃、變棕、變黑；出現(xiàn)黑色時，能聞到一股燒焦的氣味；再持續(xù)加熱，黑色物質(zhì)便燃燒起來。正是有了這些節(jié)點，學(xué)生很容易對白糖加熱過程中產(chǎn)生的物理變化和化學(xué)變化做出有理有據(jù)的解釋。

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

（三）注重信息的關(guān)聯(lián)，綜合分析獲取的信息，以聯(lián)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(guān)聯(lián)。

在同一個實驗活動中，學(xué)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(guān)聯(lián)、相互解釋、相互搭建，才能形成對事物的本質(zhì)更清晰地認識或者更上位的概念。而關(guān)聯(lián)的過程是學(xué)生高階思維參與的過程，教師要給予學(xué)生一定的時間和空間進行信息關(guān)聯(lián)，學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)出版社小學(xué)科學(xué)6年級下冊）一課中，當學(xué)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(fù)。學(xué)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(guān)聯(lián)，進行推理分析，做出對此現(xiàn)象的解釋——這是有新氣體產(chǎn)生的化學(xué)變化，在這個過程中有吸熱現(xiàn)象，同時這兩種物質(zhì)混合后的反應(yīng)變化呈現(xiàn)出先快后慢的特點。這種通過信息與信息的關(guān)聯(lián)，學(xué)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(guān)聯(lián)。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)通常以“大單元”的組織架構(gòu)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(xué)活動中實施。因此教師也應(yīng)將一個主題下的各個探究活動中獲得的信息進行橫向關(guān)聯(lián)，根據(jù)小學(xué)生知識與能力發(fā)展的認知規(guī)律，尋找活動與活動之間的前后連接，將核心科學(xué)概念建構(gòu)為一個整體進行教學(xué)設(shè)計，使每個單元的學(xué)習(xí)形成序列化。

教學(xué)中， 教師應(yīng)該對整個單元的概念體系進行組織建構(gòu)，明確概念的層級，尋找同一領(lǐng)域下各活動的內(nèi)在聯(lián)系，通過對不同活動的科學(xué)概念的層級分化，引領(lǐng)學(xué)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(gòu)科學(xué)概念，提升建構(gòu)認知。

3.在研討中進行信息關(guān)聯(lián)。

科學(xué)教學(xué)中通常以小組為單位組織學(xué)生觀察、實驗。目的不僅是使學(xué)生相互配合共同完成操作層面的活動，更重要的是為學(xué)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(nèi)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(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以達成更多資源的“關(guān)聯(lián)”。

如在五年級上冊“風(fēng)的作用”一課中，為了讓更多的學(xué)生參與研討，筆者先讓每個學(xué)生進行獨立思考，各自將有關(guān)風(fēng)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(xué)生充分思考，有問題的或者有補充的學(xué)生都可以闡述自己的觀點。

三、結(jié)語

總之，有深度探索活動的科學(xué)課堂是一個充滿智慧與生命力的課堂，需要教師精心設(shè)計、細心指引。只有師生共同努力，持之以恒地讓學(xué)生經(jīng)歷規(guī)范的操作、完整的觀察、有關(guān)聯(lián)的建構(gòu)，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)才會得到合理發(fā)展。