基于思维发展的科学探究活动设计与实施

鲍春林

小学低年级学生好奇心强、探究欲望浓，但有意注意维持时间短、自我约束能力差。低年级的科学教学与中高年级相比，有其自身的特性。2022年版义务教育科学课程标准指出，学生科学学科核心素养主要集中在科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个方面。义务教育科学课程作为一门体现科学本质的基础性综合课程，如何在小学低年级的科学探究活动中落实学生科学思维的发展？笔者结合教学实践，认为可以从以下四个方面设计与实施科学探究活动。

一、巧设探究，渐入佳境

低年级学生因其身心发展特点，有意注意时间不长，容易分心、走神，故低年级的科学探究活动需要教师持续吸引学生的有意注意，维持高涨的学习热情，从而落实思维发展，让科学探究渐入佳境。

（一）语言儿童化

低年级学生语言理解能力差，对专业名词和科学术语的理解存在一定的困难。平时课堂教学时，教师应多亲近学生，运用儿童化的语言、口语化的词汇，让教学语言通俗易懂。同时教师的教学语言应情绪饱满，语速偏慢，以适应低年级学生，使学生都能接收到教师的信息。辅以声情并茂、夸张的肢体与动作表情，让学生能快速理解和掌握，师生互动流畅、无障碍。如在执教一年级《这是谁的叶》时，在出示不同品种的树叶之后，教材上的聚焦问题是“你知道它们是哪些植物的叶吗？”教师以“你知道它们是谁的宝宝吗？”提问，将提问语言儿童化。通过一个简单词汇的替换，学生能迅速明白今天的任务，让后续的寻找任务变成类似小蝌蚪找妈妈的游戏任务，学生乐于挑战，有效调动学生的科学思维，踊跃参与，积极思考。

（二）问题简短化

低年级学生处于具象思维阶段，复杂、连续的提问，学生会分不清主次，听不明白，导致后续的探究活动开展比较缓慢。当教学对象是低年级学生时，教师可用简短的句式、单个的问题来引导学生思维发展。以《地球家园中有什么》一课为例，教师可以这样提问：

（教师出示一组地球环境照片）

师：地球上有什么？

六个字的问题，简单、明确，学生容易理解，能快速回答问题。学生踊跃参与，在激烈的头脑风暴后，教师继续提问。

师：地球外有什么？

通过只替换一个字，依旧简单、明确。学生只有在理解问题的内容之后，才能凭借生活经验和观察事实来分享自己的想法。学生乐于交流，教师才能发现学生的认知情况，进行有针对性的引导，促进思维的发展。

（三）目标导向化

高年级的科学课堂有时实验材料数量较多、体积较大，为了节省课堂时间、突破教学重难点，教师会提前将部分材料分发至各小组。然而低年级学生只要一看到教师的实验材料，都会表现得跃跃欲试，即使实验材料是很日常的物品。导致分不清本节课的探究任务，探究活动偏离方向，在既定的时间内完不成任务。故低年级科学课堂实验器材一般都不提前发放，可以让学生知道今天有材料，但不知道具体是什么。通过延缓实验器材发放的方式，既能维持学生的好奇心，又能有效规范课堂教学秩序。教师基于学情，留意细节，让教学目标导向化，环环相扣，让科学探究有序开展。

二、趣味活动，激情跌宕

低年级学生喜欢玩，乐于动手，上课情绪高涨，教师要设计适合低年级学生的科学探究活动，维持和规范探究行为，丰富探究形式，让学生能在玩中学、做中学。

（一）内容生活化

虽然低年级学生的知识储备看似少，但经过平时的日常生活体验，也积累了大量的经验。教学时从低年级学生熟悉的事物作为切入点导入，学生有亲切感、情境感，能快速进入学习正题。例如在执教《不同材料的餐具》时，教师设计这样一个生活化情境：

今天小猪佩奇遇到了一个问题：吃早饭时，佩奇的餐具不小心掉地上，碎了，佩奇很伤心。这是佩奇很喜欢的一套餐具啊。现在碎了，只能让妈妈帮忙重新再买一套了。来到超市，佩奇发现货架上放着各种各样、不同材质的餐具，佩奇有点看花眼了，不知道要买哪种材料的餐具才能避免类似之前的意外再发生。亲爱的小朋友们，你们能帮助佩奇作出选择吗？

通过这样一个生活中常见的事例引入，学生有体验感，借助学生熟悉的卡通人物，以帮助解决问题的形式学习，学生会觉得很亲切，乐于助人，充分激发了自身的学习热情。

（二）探究游戏化

低年级学生其实都有一双善于发现、观察的眼睛，平时常见的学具和生活用品都可能被开发出来，变成玩具，玩乐的兴致特别高。在平时的科学课程中教师可以采用游戏化的方式引入竞争机制，调动低年级学生学习兴趣。如《磁极与方向》中，教师出示两辆小车，让学生先自己玩一玩，从而发现有趣的现象：两辆小车靠近时，有时会被快速地吸引，有时则是被推开了，这是什么原因呢？以游戏化的探究方式，学生会更加放松，更加投入，利于发现问题，引发思考。

（三）形式多样化

低年级学生善变、易变，长期的单一化教学会使低年级学生产生倦怠。在教学中不同的教学环节，教师可以选择不同的形式，从而持续吸引学生的注意，让学生的学习情绪能长时间高涨。在二年级《观察月相》中，完整的月相观察会占用学生很长的时间，教师只有提前布置长周期观察任务，才能用一课时的时间完成本课的教学。课前导入环节，教师通过引用科普绘本故事（《月亮姑娘做衣裳》）的形式设置问题：“月亮姑娘为什么身材量不准呢？”来统一认知：月亮会变模样。由此引出月相概念。接着通过照片和视频的形式，再次引导学生仔细观察月相变化，建立新知。最后，采用低年级学生都很擅长的绘图方式来预测一周后的月相情况，将知识进行拓展延伸。

三、优化合作，锦上添花

科学课程因其课程性质更加注重学生的探究与实践。低年级学生探究兴趣浓厚，然而因自身生理特点，其动手实践能力有待提高。小学低年级是培养学生团队合作能力的关键期，探究活动中采用小组合作的学习方式，对团队合作能力和自主探究能力有促进作用。

（一）组内人数减一减

常规科学课堂是以四人为一组进行探究活动，组内成员各司其职、分工明确。低年级科学探究活动内容和形式都相对高年级简单、易操作。如果仍以四人为一组，经常会出现分工矛盾。因组内每位同学都想玩一玩，导致等待时间过长，探究效率不高。建议采用两人“小小组”的形式，就近选择同伴。通过组内人数减一减，“小小组”学生更愿意合作，推动探究。如一年级《比较与测量》单元、二年级《磁铁》单元的探究，都非常适合两位学生“小小组”完成。

（二）实验材料加一加

学生在探究活动中常常害怕探究材料不够，自己没有玩得尽兴。因此，在低年级科学探究活动中，教师除了提供教材上出示的材料之外，还应该提供有助于形成学习概念的更多其他结构化的材料。通过提供充足、丰富的实验材料，让学生安心玩。

在二年级《磁铁》单元教学时，二年级学生对磁铁的探究兴趣很浓厚，特别想动手实践。为了突破教学重难点，在研究《磁铁能吸引什么》时，可以让学生利用自己身边现有的各种材料进行探究活动，教室里各种学具，甚至穿戴的衣服，都是学生的探究材料。除了学习用品类材料学生自备之外，常见的生活材料，教师尽量多提供：玻璃弹珠、螺丝钉、大头针、回形针、沙子、石头、一次性杯子、易拉罐、各种面值的硬币、金银手工艺品等。利用种类繁多、材质各异的实验材料，在亲身探究中，学生尝试归纳出磁铁能吸引含铁一类物质的性质，进行真探究。

（三）组织形式变一变

低年级学生具有极强的新鲜感，长期担任组内一种角色，容易产生倦怠情绪，进而影响整组的学习效率。在学期初，教师指定好分工：小组长、实验员、材料员、记录员。小组组队一段时间之后，组内成员岗位由小组长协调，共同协商轮换，充分维持学生的团队合作意识。在《通过感官来发现》一课中，教师让学生汇报观察发现，出现了整个小组一起上台，展示观察结果的情况，小组成员轮流补充自己的发现。教师适当地放手，给学生更多的自主权，学生之间会摩擦出更多新鲜的思维火花。组间采用相互竞争的方式，对课堂表现优秀的小组进行奖励评分，课后优胜小组成员都能领到一小份与本课教学相关的实验材料，延续学生探究兴致。

四、及时评价，续力发展

2022年版新课标更加注重过程性评价的作用，更加关注学生在探究活动中的真实表现和思维活动。通过运用及时评价，能维持低年级学生的有意注意，续力其思维发展。

（一）抓住时机，精准评价

低年级学生因为其认知特点，有时对教师的问题不能精准地回答，常常会答非所问。教师需要有敏锐的洞察力，捕捉学生回答中的关键点，抓住时机，给予精准评价，调动学生的学习情绪。

在教学二年级《不同的季节》一课时，教师以回顾一年级语文上册《四季》内容导入，让学生对四季的特点有一个初始印象，增加熟悉感。在探究活动二“举例说说、各个季节，动物、植物和人们衣着变化”时，举手发言的学生明显少于前一个探究活动，显露出低年级学生归纳和对比思维的欠缺。此时，教师将不同季节动物、植物和人们衣着表现集中在一张表格中，加入气温这一栏，以填表形式降低思考难度。

师：同学们，从表中，你能发现随着气温的变化，动物、植物和人们衣着变化有什么特点吗？

生：热的时候，我们穿短袖；冷的时候，我们穿长袖。

师：回答的真好。老师发现你很善于观察和发现。是的，随着气温变化，我们的衣着也会发生相应的变化。那气温变化时，动物和植物有什么变化吗？

教师通过表格汇总的方式，将特征直接呈现，抓住学生回答中的关键词“热”和“冷”，引导学生发现气温变化导致衣着变化。通过及时肯定学生的回答，精准评价，从而突破教学难点。

（二）延长等待，给予思考

低年级学生的反应以及语言表达有时会有些缓慢、模糊，甚至有错误。此时，教师不要急于纠正和评价，而应根据学生个人特点，延长时间，适时等待。用语言和肢体动作等鼓励学生继续思考、回答，给予学生一定的自信心，充分的思考时间。教师对自己的学生要有信心，学会适当留白，培养学生自信感，大胆发言，勇于试错的精神。

（三）持续关注，促进发展

与高年级学生相比，低年级学生需要教师投入更多的持续关注。有效的持续关注能引领学生思维发展，便于后续探究活动的进行。在研究“磁极间的相互作用”时，学生对关于两块条形磁铁有几种组合方式不太明白。通过学生互相交流，结合板书记录，一致确定有四种组合方式。

师：每一组方式，我们需要至少做几次？

生：3次。我们要减少实验误差。

师：你记得真清楚。

师：通过刚才的探究，我们发现条形磁铁同名磁极会相互排斥，异名磁极会相互吸引。那如果形状改变，两块蹄形磁铁或环形磁铁是不是也有类似的作用呢？

生：我们要通过实验，才能知道。

师：是的，你真严谨。我们的发现需要实验数据来支撑，才能说服其他人。

师：以上我们研究的都是形状相同的两块磁铁。如果磁铁形状不同，是否还有同极相斥，异极相吸的作用呢？

生：我们需要通过实验来验证。

师：科学家也是这样做的。你真会思考！

经过教师持续性的评价与反馈，学生的探究思维更严谨、更全面，从而推动学生科学思维的持续发展。

综上所述，在小学低年级科学探究活动中，教师用儿童化的语言、简短化的问题和导向化的目标，巧设探究，让探究渐入佳境。通过生活化、游戏化、多样化的科学探究活动，充分激发学生科学探究兴趣。优化合作，组内人数减一减；实验材料加一加，增加探究时机；组织形式变一变，适时放手。课堂上利用及时评价的方式，续力学生科学思维发展。