小学科学课堂探究活动设计三要素

邢晓

《小学科学课程标准》明确提出：探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。课堂探究活动是小学生学习探究技能，训练科学思维方法，形成科学概念的主阵地。课堂探究活动的设计是否有效将直接影响过程技能和思维方法的发展，进而影响新科学概念的形成。笔者认为一个有效的课堂探究活动设计至少要包含以下三个基本要素：活动的顺向性、活动的思维性、活动的开放性。这里的课堂探究活动设计不仅指某个具体的探究活动设计，还指整节课的探究活动设计，它是一个围绕核心科学概念而开展一系列科学探究活动的过程性设计。下面就以小学科学教科版五年级上册中的《用橡皮筋作动力》一课为例来阐述小学科学课堂探究活动设计的三个基本要素。

一、顺向性探究设计是有效课堂探究活动的保障

课堂探究活动顺向性设计是整个课堂探究活动设计的基本要素，它是由小学生的思维发展特性所决定的，是小学科学教育尊重学生学习发展客观规律的重要体现。顺向性探究活动设计主要体现在探究活动设计的衔接性或铺垫性，即前面的探究活动都是为后面的主要探究活动的顺利进行，让学生在过程技能上做好探究的准备。《用橡皮筋作动力》一课，教材是通过以橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系的主要探究活动，让学生来形成“橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系”这一核心科学概念，并在此基础上进一步了解“弹力”的科学概念。学生在进行该主要探究活动需要具备以下技能：安装小车、让小车向规定方向行驶、正确测量小车的行驶距离、分析观察数据等。为了让学生掌握这些技能，笔者设计以下探究活动：让小车动起来、小车竞赛、测量小车行驶距离、设计和实施橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系验证方案。“让小车动起来”探究活动使学生具备以橡皮筋为动力的小车安装技能，“小车竞赛”是让学生掌握小车行驶方向和正确绕圈的操作技能，“测量小车行驶距离”则使学生掌握科学的测量方法（特别是小车跑偏情况下的行驶距离测量）。上面这些探究活动的设计为最后的主要探究活动进行了过程技能上的层层铺垫，正是这种探究活动设计的顺向性确保了“设计和实施橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系验证方案”活动的有效开展，从而帮助学生理解并形成“橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系”的科学概念。最后再以此为基础，通过设计弹力体验探究活动让学生进一步理解弹力的科学概念。

二、思维性探究设计是有效课堂探究活动的内涵

在我们小学科学课堂教学中常会见到这种现象：学生探究活动热热闹闹，但学生的思维活动却停滞不前。笔者认为培养学生科学思维和激发学生探究欲望是小学科学教育的重中之重。探究活动设计的思维性就是为了发展学生的思维，让学生在每一个探究活动中不仅有操作技能的发展，更要有思维活动的发展，我们要从热热闹闹的动手探究活动中看到学生热热闹闹的思维活动。上面探究活动设计中的每一个探究活动都能通过学生的观察发现、教师的引导激发等手段，体现学生思维活动的积极参与和发展。如“让小车动起来”探究活动中，学生观察思考如何使用橡皮筋作为动力来安装小车；“小车竞赛”活动中，学生会思考如何让小车向规定方向行驶和如何让小车跑得更远；“测量小车行驶距离”活动中，学生在发生跑偏的情况下积极主动地思考该如何测量小车跑的距离；“设计和实施橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系验证方案”活动中，学生会利用在上面探究活动形成的探究过程和操作技能来思考如何利用变量和不变量来设计和实施验证方案，这使得学生进一步理解和应用了对比实验，从而促进学生科学思维的发展。

三、开放性探究设计是有效课堂探究活动的升华

探究活动的开放性是对学生科学思维的进一步发展，它既是探究活动形式的开放，同时更是探究思维发展的开放。探究活动的开放性设计是对学生个性思维能力发展的重要体现。多元智能理论认为，个体的各个智能分布和发展有很大的差异性，个体都具有自己的强项智能和弱项智能。《小学科学课程标准》中规定的探究活动的七个环节都体现了学生不同智能的发展，如“提出问题”主要是自然探索智能的体现；“猜想和假设”“制订计划”“观察实验制作”“搜集整理信息”主要是逻辑智能的体现；“思考与结论”“表达与交流”主要是语言智能的体现，同时整个探究环节都体现了人际智能和内省智能。开放性探究活动就是通过激发学生的智能强项，发展学生的科学思维。在“小车竞赛”活动设计中，笔者不规定小车的车头和车尾，这是一个活动形式上的开放性探究，而绝大部分教师为了方便教学都会规定小车的车头和车尾，这就限制了学生的思维发展，这种限制性教学行为在我们的小学科学课堂中随处可见。又如在“设计和实施橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系验证方案”活动设计中，笔者也不会像其他老师那样为了方便数据对比，千方百计地引导甚至直接规定学生用绕1、3、5圈来进行实验和获取数据。笔者首先会利用计算机技术使数据图形化，图形化数据能更好地让学生发现规律和产生新的探究问题；然后再让学生自由探究想绕的圈数，这样产生的数据就会更加丰富，不仅能使学生很快验证自己的假设，而且能促进不同的学生个体产生更多具有开放性和挑战性的探究问题，如绕的圈数与小车行驶距离是否有倍数关系等。这种思维发展上的开放性探究能更好地促进不同学生个体强项智能的发展。

尽管本文只以《用橡皮筋作动力》这一具有以活动操作探究为典型的课例来阐述小学科学课堂探究活动设计的三个基本要素，但笔者认为在以思维活动探究为典型的课例中，设计课堂探究活动同样要具备这三个基本要素。因为思维性和开放性本身就是服务于学生的思维发展，至于顺向性只需把操作技能的衔接调整为思维技能的衔接即可。

【作者单位：常熟市辛庄中心小学 江苏】