探究课型设计探索

◇韩 震（山东：泰安市岱岳区道朗镇中心小学）

小学科学探究的方法很多，除了实验探究之外，还包括观察、调查、查阅资料等。然而，在实际教学中，许多教师都将科学探究等同于实验操作，狭隘地将科学课视为实验课，窄化科学探究的内涵、泛化实验操作功能的课堂大行其道。

2022 年版《义务教育科学课程标准》指出，科学是人类在研究自然现象、发现自然规律的基础上形成的知识系统，以及获得这些知识系统的认识过程和在此过程中所利用的方法。根据研究对象不同，可将科学分为物理学、化学、生物学、天文学、地球科学等分支。这些分支具有研究方法的差异，也共享一些通用的科学方法，呈现出相互渗透、交叉融合的态势。课程目标要求学生掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力。

为了让除实验探究之外的其他探究也能引起广大教师的重视，笔者根据科学探究的基本方法并结合2022 年版新课标的要求，将科学课分成四种探究课型。

一、观察探究课

观察法，是指用自己的感官（眼睛、耳朵等）和辅助工具（放大镜、显微镜、望远镜等），在自然条件或人为控制条件下，去直接接触、感知被研究对象，从而获得资料的一种方法。大致流程为：确定观察目的—选择观察对象—制定观察计划—进行实际观察并做好观察记录—观察材料的整理分析—形成观察结论。为了突出观察法的重要性，笔者特意把实验仪器的操作与观察也放到这一课型中。小学科学课中用到的很多仪器排除操作的成分外，所用的方法都是这种最基本的方法——观察法。比如，刻度尺、秒表、温度计、量筒、天平、放大镜、显微镜、雨量器等都是利用了观察法，获取对数据的读取或信息的收集。再比如，五年级上册《像与不像》一课中的“找一找自己与家人体貌特征的异同和观察动物后代与亲代之间的异同”活动环节。此外，教材中的“春夏星空”“秋冬星空”等单元，也都突出了观察法的作用。这种最古老的方法在科学探究中起着举足轻重的作用，教师可以在自己的教学实践中仔细地体会。

教学设计赏析：以青岛版科学教科书（五·四学制）（五年级上册）第2 课《像与不像》中的“找一找自己与家人体貌特征的异同”活动环节为例。

下面我们就进行这节课的第一个小活动。（教师出示课件）

结合自己家的“全家福”，同桌为一组，进行交流与讨论（同桌之间可以相互帮助找一找）；

把你们找到的异同点写在交流记录表上。

教师：什么是“异同点”？

学生：不同和相同之处。

学生开始活动。

在我们刚才的活动中，通过“全家福”观察到我们身上的很多特征，这些特征都属于我们的形态特征。

设计意图：学生通过观察与自己“全家福”照片中家人间存在的异同，了解其特征属于形态特征。

二、实验探究课

实验法是科学探究的基本方法之一。根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。它分为探究性实验和验证性实验。探究性实验，指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。验证性实验，是指对研究对象有一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。小学科学课中多数实验都是验证性实验，但要引导学生像科学家一样去探究，其实对教师提出了更高的要求。只有把这些验证性实验通过自己的教学设计转变为学生的探究性实验，引导学生经历真实的探究过程，得出实验结论，才能真正推动学生核心素养的提升。实验探究包括提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、收集证据、处理信息、得出结论、表达交流和反思评价等要素。比如，五年级上册《空气成分》一课，通过观察蜡烛燃烧，用玻璃罩扣上后蜡烛熄灭这个现象，引导学生提出问题：空气中除了能支持燃烧的成分外，还有没有别的成分？如果我们假设只有这一种成分会出现什么现象？你打算怎么设计实验进行探究？实验器材有水槽、矿泉水瓶、蜡烛、火柴、大铁片、红墨水。通过实验操作，学生观察到水并没有完全充满矿泉水瓶，进而推理论证出：如果空气中只有一种成分并在燃烧的过程中不产生其他气体的话，会出现水充满矿泉水瓶的现象，但实验中发现水并没有完全充满矿泉水瓶，那就说明空气中不仅仅有支持燃烧的一种成分存在。在探索中，学生知道了空气中至少有两种成分存在。再通过查阅资料，了解科学家探索空气成分的历程，学生就更加清晰地理解了空气的成分。再比如，《材料的漂浮能力》一课中的“不同漂浮材料的漂浮能力一样吗？”探究环节，学生可以假设漂浮能力一样，也可以假设漂浮能力不一样，通过设计实验，利用控制变量法，让木板和泡沫板的大小、形状完全一样，用药匙往上面倒等量沙子（用钩码或砝码代替也可）。通过实验操作，结果是支持假设还是驳斥假设，进而得出结论。在实验探究的过程中仍离不开观察探究的参与。

教学设计赏析：以青岛版科学教科书（五·四学制）（五年级上册）第15 课《材料的漂浮能力》中的“比较不同漂浮材料的漂浮能力”活动环节为例。

提问：不同漂浮材料的漂浮能力相同吗？（学生猜想。）

讨论设计实验方案：比较木板和泡沫板的漂浮能力。

汇报交流实验方案。（注意木板、泡沫板的大小、形状要完全一样，重点强调这是对比实验。为了保证实验的科学严谨，教师应该交代采用的沙子一定是等量的，哪个板先沉入水中，哪个板漂浮能力就弱。）

（学生实验，教师巡视指导，并指导学生填写实验记录单。）

汇报交流发现。师生小结：大小、形状完全相同的泡沫板比木板漂浮能力强，不同漂浮材料的漂浮能力是不同的。

设计意图：在实验中得出结论，学会用实验证明自己的猜想。

三、调查探究课

调查法，是指通过考察以了解客观情况，通过问卷、访谈、实地调查收集文字、影像、数据等有关资料，并对这些资料进行分析的研究方法。调查法的一般步骤有六个：明确调查目的—制定调查计划—准备调查材料和工具—实施调查—整理调查材料—撰写调查报告。比如，五年级上册让《空气更清新》一课中的“调查我们周围空气污染状况”活动环节，笔者特意安排学生进行收集灰尘的调查实践活动。每人准备一个边长10 厘米的正方形硬纸板，在上面贴满双面胶，放置在室外24 小时，然后进行观察。在课堂上小组合作统计分析并评估我们周围的空气状况。再比如，《垃圾的分类收集与处理》一课中的“垃圾处理我能行”活动环节，让学生调查家庭垃圾处理情况，同时实践探索能不能让垃圾变废为宝。在调查与实践的基础上，引导学生写出调查报告，在课上进行分享交流。这种有准备的调查探究课，既有料又有趣。

教学设计赏析：以青岛版科学教科书（五·四学制）（五年级上册）第6 课《让空气更清新》中的“调查我们周围空气污染的情况”活动环节为例。

开展调查——

师生谈话:大家都希望自己生活在清新的空气中，但是我们周围的空气究竟怎样呢?我们可以用什么方法知道空气中有没有污染物或受污染的情况呢？

学生交流。

师生评价学生的各种方法，最后确定采用实地考察法。

学生分组讨论考察的项目、考察方式和方法，做好分工。教师参与，进行指导。

教师用课件展示具体要求。

教室的窗台或者班牌、黑板的上面。

选择学校花坛中或者教室门口的植物，借助放大镜观察植物叶片上的细小灰尘，并做好记录。

选择学校门口的马路，在马路旁固定一个观察点，记录经过的车辆数，考察车流量，统计时间为10分钟。

考察时，小组内要明确分工，相互协作。

考察的过程中要注意安全。

分析梳理调查结果——

教师提问:你们通过考察，肯定有很多发现。谁愿意把你们的考察结果跟大家分享？

学生汇报交流。汇报形式可以多种多样，如报告单、视频、图片、数据等。

汇报后，师生对考察报告进行评价。

教师引导学生分析:在考察的过程中，你们发现了什么？

学生回答。（引导学生多角度来回答。）

师生小结:由于人们不科学的生产、生活活动，给周围环境带来了很多负面影响，造成大气污染。

设计意图：课前学生搜集空气污染的相关资料，让学生养成课前预习和准备的习惯。

四、文献探究课

文献法，是指根据一定的研究目的或课题，通过收集和分析资料来获得有用信息，从而全面、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。它被广泛用于各种学科研究。包括文献搜集、摘录信息、文献分析三个环节。文献探究课在小学科学课中涉及很多章节。比如，五年级上册《灭绝的生物》一课任务卡:收集有关灭绝生物的图片和文字资料；《细菌和病毒》一课任务卡：搜集有关细菌和病毒的图片资料；《光合作用》一课任务卡：搜集有关光合作用的资料；等。课前，教师要充分利用教材中任务卡这一重要的学习要素，引导学生收集相关的资料，并分类整理这些资料，做成卡片，拿到课上交流分析，形成探究共识。

教学设计赏析：以青岛版科学教科书（五·四学制）（五年级上册）第3 课《灭绝的生物》中的两个活动环节为例。

活动一：还有哪些证据可以证明恐龙的存在？

通过化石，我们可以证明地球上曾经存在恐龙，还有哪些证据可以证明恐龙的存在呢？你有没有搜集有关资料？

学生介绍分享搜集的资料。

活动二：灭绝的生物与当今某些生物有哪些相似之处？

了解灭绝的生物：这节课我们了解了灭绝的动物恐龙，你还知道哪些已经灭绝的生物？。

学生介绍分析搜集的资料，教师补充出示资料。

虽然有些生物已经灭绝了，但是这些灭绝的生物与当今有些生物具有相似之处，你知道哪些呢？

学生介绍。

教师总结。

设计意图：利用课前收集的资料，引导学生描述和比较灭绝生物和当今某些生物的相似之处。

笔者以上谈到的四种科学探究课型在科学课上并不是独立存在的，而是呈现出相互渗透、交叉融合的态势。希望教师能有一个清楚的认识，并在自己的教学实践中灵活运用它们。心中有课标，脚下有方向。愿小学科学探究在新课标的指引下创造出新的教育增长点，生发出育人的新动能，让核心素养的育人主旨得以全面落实。