小学生命科学探究活动的设计

苏文辉 熊维聪

《科学（3-6年级）课程标准》指出：“小学《科学》课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”探究活动既是科学学习的重要载体和主要方式，又是科学学习的目的和本质。探究活动如何设计，直接影响学生科学素养的形成。

一、围绕科学概念进行设计

怎样的探究活动设计才算是围绕科学概念进行的呢？以粤教科技版小学科学五年级下册《蚕的一生》为例，探究活动设计围绕科学概念“蚕的生命周期”展开，在组织学生养蚕的过程中，引导学生观察蚕经历卵、幼虫、蛹、蛾四个形态完全不同的发育阶段，并对四个阶段的外形特征、行动、食物、时间进行观察和记录，见表1。在此基础上，引导学生总结蚕的一生：出生■生长发育■繁殖■死亡。学生以后看到其他的生命体时，也可以用“生命周期”这个概念去解释观察到的一些现象。

二、注重前概念，发现适合学生探究的问题

1. 通过前概念，确定探究主题。比如在教学粤教科技版小学科学三年级下册第一单元“植物”时，通过带领学生观察校园里的植物，暴露前概念，即学生已有的对植物的理解。发现学生对植物的理解是片面的、琐碎的，兴趣主要集中在鸡蛋花的清香、榕树的气生根等，没有对植物整体形成认识。于是确定探究主题为“认识一株完整的植物”。为了帮助学生对植物形成整体的认识，我去花市上购买了一批金弹珠（该植物同时具有根、茎、叶、花、果实、种子，果实由绿色变为红色，而且特别容易生长，即使把它从泥土中拔出来一段时间，再种回去也会生长得比较好），四人小组一株进行观察，并引导学生给金弹珠“画全身像”和给身体的各个部分取名字。这样，学生的注意力就集中到了一株植物上。而且要“画全身像”就得观察植物的所有部分，这样就会有完整的观察。通过“画全身像”和取名字，在学生交流汇报时，再一次暴露前概念。比如很多学生把“茎”称为“树干”，把“果实”称为“果子”，分不清“果实”和“种子”，认为绿色的弹珠是果实，红色的弹珠是种子，其实绿色的弹珠和红色的弹珠都同时包含果实和种子。于是再一次确定细化的探究内容“认识茎、果实、种子”，通过解剖绿色和红色的弹珠让种子“原形毕露”，进而帮助学生对植株整体形成科学的概念。

2. 根据前概念，调整探究活动的内容。比如在学习粤教科技版小学科学三年级下册第9课《鲫鱼与青蛙》时，通过展示猜想，发现学生对于“小蝌蚪怎样变成青蛙”的争议在于：有的学生认为蝌蚪是先长前腿再长后腿，有的学生认为蝌蚪是先长后腿再长前腿，于是把探究的重点转移到先长后腿还是先长前腿。通过分析先长后腿的蝌蚪的运动和先长前腿的蝌蚪的运动，学生发现如果蝌蚪先长前腿，前腿和尾巴一起运动是不方便的，最后通过看标本进行验证。同样也是在这一课，通过前概念调查，发现很多学生以前没听说过标本，也不知道标本有什么用，同时不知道该怎样看标本。学生的问题集中在标本是真的还是假的，当得知标本中的动物其实已经死亡时学生都认为制作标本的人太残忍。所以在上课时看标本前特意介绍科学家是为了研究小蝌蚪、为人类服务才制作标本，指出标本是真实的，同时还引导学生观察标本要注意顺序。这应该是学生在接受正规教育过程中第一次见到标本，这次对标本的正确认识可以帮助他们在以后的学习中正确使用标本。

三、准备有结构的材料

所谓结构性材料，指的就是教师经过精心设计的典型教学材料的组合。由于生命的复杂性、多样性、变化性，植物的种植和动物的饲养通常需要较长时间，还未必能够正常生长。而且能够作为标本的资料只能展示生命过程中的某一阶段，不能全面展示，这就需要教师充分利用和开发各种资源进行材料的准备。

1. 客座小老师。对课程标准和教学目标认真钻研，有整体把握后，挑选出一些活动，让孩子们根据自己的兴趣、能力、时间安排等情况进行选择，成为某个活动的“小老师”。比如在上三年级之前，对生命领域的内容就做了如表2的规划。孩子们怎样成为“小老师”呢？比如选择“种植番茄”活动的“小老师”就在规定的时间去观察和照顾番茄植株，定期做观察记录，给番茄植株拍照片。全班同学一起学习番茄植株时，先由“小老师”展示观察记录表和番茄生长过程中拍的照片，然后全班同学再一起去种植园观察番茄植株进行探究活动。可能是好奇，“小老师”在做介绍时，其他的孩子都听得很认真，有身临其境的感觉，仿佛也经历了一次番茄的种植。又如在“认识花”的活动中，提前商量好的多位“小老师”带来了不同种类的鲜花，先由 “小老师”们轮流在实物投影处展示和介绍自己的那支鲜花，然后“小老师”们分别到不同的小组中让同学们闻一闻、摸一摸，近距离观察花朵，并回答同学们现场提出的问题，不知道答案的就记录下来全班一起讨论。孩子们通过对多种花的观察，总结出花的特点，对花有了较科学、全面的认识。

2. 家庭实验室。由于饲养和种植通常需要较长的时间，仅靠课堂上的时间是不够的，所以课内的活动要向课外延伸，而家庭是个不错的选择。学生在家里饲养和种植的过程中，老师要注意引导他们及时地收集能解决问题的证据，包括做观察记录、拍照片、录像等。

3. 其它资源。标本、多媒体动画也是很有用的资源。值得一提的还有科学馆、动物园、植物园等社会资源，这些资源除了老师组织学生去参观外，还可以通过和家长沟通，得到家长的支持开展相关亲子活动。比如三年级下学期开学时就和家长沟通这学期的主要内容是动物，于是一些本来打算带孩子去游乐场的家长选择了带孩子去动物园和海洋馆。学生对真实动物的观察为课堂上的探究活动设计提供了坚实的基础。

四、探究活动程序的设计

探究活动的一般程序包括：提出问题、猜想与假设、制定计划、验证、总结。以粤教科技版小学科学三年级下册第9课《鲫鱼与青蛙》活动2为例，探究活动程序设计如下：

1. 提出问题：小蝌蚪是怎样变成青蛙的？小蝌蚪是有尾巴的，却没有腿；青蛙有四条腿，却没有尾巴。小蝌蚪先长哪几条腿呢？尾巴什么时候消失呢？

2. 猜想与假设：各组同学进行猜想，并对猜想的情况做好记录。比如，有的同学猜想小蝌蚪先长前腿，有的同学猜想小蝌蚪先长后腿。

3. 制定计划：激趣，到底哪些同学猜得正确呢？想不想亲自想办法验证一下呢？引导各组学生讨论制定计划。有的说上网查，有的说亲自饲养有照片记录。

4. 验证：各组同学通过看标本进行验证。（由于前概念调查发现很多学生不知道标本，在看标本之前进行了相关介绍。）

5. 交流讨论，得出结论：有尾巴的小蝌蚪，长出后腿，长出前腿，尾巴消失，变成青蛙。

此外，在探究过程中，老师要创造适合探究的宽松、自由的氛围，还要关注整个过程，重点要关注学生的科学记录和讨论交流。