浅议如何设计具有探索性的科学课堂

摘 要：真正有探索性的科学课堂，是具有导向性和启发性的，每一个科学实验或者探究活动都是一个充满生命力的有机整体，是随着课堂实验、课后活动的开展、深入，不断产生新的问题、新的研究目标的过程。我们可以从以下五个方面来设计具有探索性的科学课堂：把握教材内涵，进行探索性的课堂教学预设；关注实验过程，把握具有思考探索性的方向；注重课外延伸，延续科学思考与实验的探索性；从自然到科学，从对自然的思考中设计探索课；开展项目学习，跨学科设计探索性科学课堂。

关键词：科学教学；探索性；科学课堂

中图分类号：G623.6   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）05-0043-04

小学科学是一门培养学生的探究能力，引导学生将课堂上所学的知识和所获得思维方式与研究技能应用到生活实践中，进而实现自主思考与探索的学科，而科学课堂是学生获得科学知识、习得实践技能、发展探究思维的主要途径。传统的科学教学一般以教师自己对这节课的预设为主线，按设计好的上课目标和实验步骤开展教学。这样的科学教学没有探索性、没有活力，它束缚了学生的思维和思考能力，使原本极具知识性、趣味性、探索性的科学内容得不到充分体现。而真正的科学课堂，是具有导向性和启发性的，能随着课堂实验、课后活动的开展、深入，不断产生新的问题、新的研究目标，它不是一成不变的，更不是可以每一步都预设到的，因此，如何设计具有探索性的科学课堂，让科学课堂充满生长性，是摆在不少科学老师面前的一个亟待解决的问题。

一、 把握教材内涵，进行探索性的课堂教学预设

几乎所有的科学教材都是由一系列具有丰富科学内涵的知识体系和实验探究活动组成的。科学课本知识的设计都是系统的，因此，教师要把握好课本设计的探究活动，充分领会、发掘教材的设计内涵与设计意图，让科学课堂教学有的放矢。在具体的教学实践中，教师在一节课的准备环节可以预设几种可能出现的不确定因素，设计多种引导方式，从而使课堂上的教学活动丰富多彩。简单地说，不同的预设犹如枝头开出的花朵，朵朵不同，朵朵精彩，而单一的预设是禁锢流水的沟渠，会使学生思维固化，严重影响学生的探索欲望。

设计充满探索性的预设，可以表现在让学生来预设实验步骤，也可以表现在让科学实验更加具有开放性方面。因此，在课堂教学准备环节，教师要充分展开预设，以应对学生实验中出现的“不确定因素”，所以探索性的实验预设是不可忽略的环节。例如，针对“导体和绝缘体”一课，实验可以有两种设想：一种是通过引导学生认识导体和绝缘体的定义，了解有哪些分类，然后连接实验器材，验证哪些物体是导体和绝缘体。第二种是在实验未开始前，引导学生进行猜想：哪些物品接入电路可以让小灯泡亮起来？并让学生记录猜想，讨论、汇总、提出问题，进而再进行实验研究。在第一种预设下，只注重了教材和教师本身的设计，这种方式是相对传统的实验教学，有的一线教师其实一直是这样进行实验的，先告诉学生结论，然后指导学生进行验证即可，这实际是在“走流程”，缺乏对学生探究与思考的整合，不利于学生探索性的提高。第二种预设探究主线明确，并呈现逐步深化的趋势，有很强的实验探索性，这是一个鲜活的、具有探索性的课堂教学预设，能达到课堂内容深化的目的。

二、 关注实验过程，把握具有思考探索性的方向

（一）实验导入要具有探索性

在实验教学过程中，课堂既是教师验证预设优劣的途径，也是捕捉突发性探索性的途径。实验教学的导入就像歌曲的前奏，起着铺垫和调动学生们情绪的作用，好的引入可以唤起学生强烈的探索兴趣。例如对“改变浮和沉”一课，实验导入可以这样设计：教师出示两个橡皮泥球，一个是实心球，一个是空心球，外表要尽量一致。先引导学生思考把两个橡皮泥球放入水中会有什么现象，学生会回答“沉”或者“浮”。这时候教师把两个橡皮泥球放入水中，结果一个橡皮泥球浮起，一个橡皮泥球下沉，出奇的现象使学生十分好奇，学生探索欲望自然就增强了。这样的设计比简单地告知学生中空设计可使物体浮起要有趣得多。

（二）师生质疑要具有探索性

科学学习离不开探究，离不开提问与质疑，引导学生提出问题、发现问题，是学生有探索性学习、有效学习的表现。因此，在科学实验教学中，教师要充分利用质疑，设计出充满探索性与启发性的问题，以拓宽学生的思路。教师的提问要注重学生的认知基础和启发性，2022年版新課标对探究学习提供了很好的指导，这就意味着教师的提问在注重学生认知基础的同时还要注意启发性。此外，教师还要讲究“提问的艺术”，有探索性的提问是指在精炼的基础上升华问题，即鼓励和引导学生养成寻根究底、主动质疑的习惯。

教师要善于设计驱动性问题，实现从以前一直不变的“套餐”到可以自由搭配的“火锅”的转变。问题本身要促进学生深度思考，从具体问题转向更为本质的问题。例如，在布置“光合作用”一课的预习时，有些教师会留这样的问题：光合作用的原理是什么？这个问题就是没有驱动性的问题，学生找找课本就能轻松说出答案，可是，教师换一种方式提问：一棵大树是怎样长大的？这个问题就是一个驱动性问题，大树长大离不开光合作用，学生要找与光合作用的相关知识，但是，大树长大还有其他影响因素，学生会自然去思考、探究。因而，通过设计驱动性的提问，留给学生探索的空间就大多了。

（三）实验过程要具有探索性

实验中结果有时候并不是唯一的，学生在实验过程中，往往可能产生新的想法，提出新的问题，教师要充分保护学生的好奇心，积极鼓励他们进行探究，不能因为学生的想法或者做法与自己的实验预设相悖就简单粗暴地打断学生。既然要让科学实验课紧随新课程步伐，充满探索性，就应更新观念，让学生产生好奇心，迸发出思维的火花。还应允许实验失败，科学实验过程中，药品取用量的多少、水温的高低、水量的多少、加热时间长短等因素都可能导致实验结果的偏差，对于小学生而言，由于自身实验素质和技能的偏差，在量取、称重、读数环节很容易出现误差，因此，在实验教学中要宽容学生实验中的错误，为学生提供改正错误的机会。

有的教师在实验课上害怕学生出错，特别是当进行一些优质课或者示范课时，唯恐学生跑出自己的预设轨道，因此步步小心、极力引导，结果学生们在老师的引导下顺利地做完了实验，心里却没有一点收获。因此，教师在进行科学实验设计时，要尽可能预想到种种实验结果，创设具有探索性的实验教学设计。

三、 注重课外延伸，延续科学思考与实验的探索性

学无止境，一节科学实验课是否具有探索性还应该看学生还想不想在课外再继续探究。一堂课的实验教学内容毕竟有限，一节课教学的结束并不意味着学生探究学习的结束。一节具有探索性的科学实验课本身就应该有很强的延伸性，这种探索性体现在不需要老师要求，学生自然还想去探究课堂中遗留下来的“未知数”。如果教师再利用一点激励性的语言适当地引导、鼓励，效果会更好。例如，在学习“月相的变化”一课时，课堂上老师已经带领孩子们研究了月相的变化规律，如果课堂上的探究充满启发性，那么就会有更多的孩子愿意在课后实地观测一下月相的变化，相反，如果课堂探究无法引起学生的兴趣，没有生命力，那么课后学生的探究欲望就会大打折扣。

又如，在教学“垃圾的分类收集与处理”一课时，教师和学生在课堂上已经认识了垃圾不分类的危害，并且知道垃圾分类后可以再生处理，那么这个时候教师就可以通过一些激励性的话语或者设置某些比赛，比如，废旧物品再生利用或者厨余垃圾堆肥等活动，来激发学生继续在课下探索的欲望，从而将课堂与课下连接起来，提升科学思考与实验的探索性。

四、 从自然到科学，从对自然的思考中设计探索课

《义务教学科学课程标准（2022年版）》提到义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。科学课程有助于学生保持对自然现象的好奇心，使孩子从亲近自然走向亲近科学。孩子们对自然拥有与生俱来的好奇心，一株小草，一只昆虫，哪怕仅仅是一阵风，都能吸引他们的注意力，他们愿意捕捉自然里的“风吹草动”，留意天上的“云卷云舒”。这种好奇心，值得教师去呵护，从而将他们的这种探索欲望引领到科学探究中去，让孩子从亲近自然走向亲近科学。我们可以从以下三个方面入手，通过设计探索性的课堂活动，培养学生的探索欲望。

（一）课堂导入环节体现自然价值

良好的课堂导入，可以极大地激发学生的好奇心和求知欲。我们在课堂的导入环节，如果将自然现象或者自然事物能引入其中，那么对学生的自然启迪是非常有帮助的。例如，在教学“声音的产生”一课时，教师可以将自然界的一些虫鸣鸟叫、风声、动物的吼声等声音作为导入内容，引导学生分辨声音的来源，这样不仅能极大激发学生的兴趣，还能将自然事物与课堂知识紧密衔接，学生对自然界生物的探究欲望也会更加强烈。与之相同的课例还有很多，教师可以在设计课前导入的时候加以选择、甄别，将自然延伸到课堂。

（二）课堂实施环节体现自然属性

课堂是一节课知识与技能传授的主阵地，是学生增长知识与技能的关键，课堂上教师是主导，学生是主体，那么在设计活动的时候，就要体现学生的主体地位。学生对自然的好奇，恰好可以在课堂实施环节上加以充分利用，体现课堂的自然属性。例如，在教学“养蚕”一课时，学生在日常生活中对丝绸并不陌生，他们陌生的是丝绸的产生过程，那么教师在设计课的时候，就可以抓住学生不熟悉蚕的生长但是又对蚕的生长很感兴趣这个点来开展教学，引导学生亲身体验，在养蚕的过程中，深化对养蚕这个活动的认识。在课堂环节设计上，教师可以用视频、动画等有声资料结合教师对蚕的一生的启发性描述，来激发学生对养蚕这个活动的兴趣，引导他们走进自然，走进科学。

（三）课后拓展环节体现自然兴趣

一堂科学课并没有随着下课铃声的响起而真正结束，我们的课堂需要将学生对自然的探究兴趣激发出来，然后将这种兴趣延伸到课后，延伸到自然中去。因而，教师在设计课后拓展内容的时候，要充分尊重学生的探索欲望，运用学生对自然的亲近和好奇来设计活动。以教学“月相的变化”为例，需要学生在课后对月相展开持续观察，但是，如果教师的活动设计没有兴趣，那么学生的探索欲望会大打折扣。教师可以在课程结束的时候，设计富有启发性的探索活动，引导学生展开中长期的月相观测活动。经历亲身探索的活动，会给学生留下深刻的印象。对广大教师来说，正确、适时对学生进行启发、引导，是学生由自然走向科学的关键。自然是个大课堂，也是一本“无字的科学书”，让学生由自然走向科学，任重而道远，值得我们每个人探究。

五、 开展项目学习，跨学科设计探索性科学课堂

新课标强化了课程育人的导向设计，对科学学科内容进行了整体设计，提出了一至九年级的课程要求。这就要求教师对科学课程进行的整体规划和设计，尤其对一线教师提出了更高的课堂设计要求。科学教师的眼光不能只放在自己所任教的年级上，需要注重前后联系，关注学段衔接，从整体和大局的视角出发看待问题，以整体设计提高课堂探索性，进而打造高效的科学课堂。

新课标以核心素养为纲领，由核心素养、学段目标、学习内容、学业要求和学业质量组成了一个严密的质量体系，各要素紧密联系，缺一不可。尤其是明确了四个跨学科概念：物质与能量、系统与模型、结构与功能、稳定与变化。这就要求教师在设计探索性教学内容的时候，要有意识体现项目式学习，体现跨学科设计。

跨学科设计是一项重要的策略。通过结合不同学科的知识和技能，我们可以为学生营造一个更为全面和深入的学习环境，从而促进他们更好地理解和掌握科学知识。

首先，我们需要选择一个具有跨学科性质的主题。例如，环境保护或气候变化等主题，这些主题不仅涉及科学领域，还与地理、历史、数学等多个学科紧密相关。通过选择这样的主题，我们可以有效地整合不同学科的资源，为学生提供一个更为广阔的学习视野。其次，明确学习目标是至关重要的。我们需要清楚地界定学生在完成跨学科学习后应达到的能力和素质要求。例如，培养学生的批判性思维能力、解决问题能力以及团队协作能力等。

在设计学习活动时，我们需要注重活动的趣味性和互动性。通过组织小组讨论、角色扮演和模拟实验等活动，可以激发学生的学习兴趣，促使他们主动参与到学习中来。

为了更好地开展跨学科设计教学，教师的角色也需要发生相应的转变。教师需要从单纯的知识传授者转变为引导者和辅助者。他们需要关注学生的个体差异和需求，帮助学生自主学习和发展。同时，教师还需要不断更新自己的知识和技能，参加相关的培训和进修课程，以提高自己的教学水平和跨学科设计能力。

六、 结论

小学科学课程是学生非常喜欢的一门课程，科学实验和活动对孩子们有着谜一般的吸引力，如果教师能利用好科学实验这个工具，设计有探索性的科学课堂，那么，对孩子们的探究能力和科学素养的培养是非常有帮助的。学生们对自然世界和生活有着强烈的好奇心和求知欲，他们乐于探索，并且乐于将自己的探索转化为动手操作。教师只有挖掘出具有探索性的因素，才能有效地激发学生的探究兴趣，使学生在积极参与学习的過程中不断迸发出创新思维的火花，从而用所学知识与技能指导自己的生活。

参考文献：

［1］姚晓燕.如何提高科学课堂探究的有效性［J］.小学科学：教师，2013（6）：111.

［2］蒋亚丽.科学课堂教学设计的实践和探索［J］.成功：教育，2018（12）：100.

［3］凌启煜.STEM理念指导下小学科学课堂设计的实践探究［J］.知识文库，2020（18）：54-55.

基金项目：文章系山东省教育规划课题《基于创新素养培养的小学科学教学组织形式研究》阶段性研究成果（课题立项号：2022CYB009）。

作者简介：郑德秀（1983～），女，汉族，山东日照人，日照市金海岸小学，研究方向：小学科学教学。