探究課型設(shè)計(jì)探索

◇韓 震（山東：泰安市岱岳區(qū)道朗鎮(zhèn)中心小學(xué)）

小學(xué)科學(xué)探究的方法很多，除了實(shí)驗(yàn)探究之外，還包括觀察、調(diào)查、查閱資料等。然而，在實(shí)際教學(xué)中，許多教師都將科學(xué)探究等同于實(shí)驗(yàn)操作，狹隘地將科學(xué)課視為實(shí)驗(yàn)課，窄化科學(xué)探究的內(nèi)涵、泛化實(shí)驗(yàn)操作功能的課堂大行其道。

2022 年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，科學(xué)是人類在研究自然現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的基礎(chǔ)上形成的知識(shí)系統(tǒng)，以及獲得這些知識(shí)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程和在此過(guò)程中所利用的方法。根據(jù)研究對(duì)象不同，可將科學(xué)分為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)等分支。這些分支具有研究方法的差異，也共享一些通用的科學(xué)方法，呈現(xiàn)出相互滲透、交叉融合的態(tài)勢(shì)。課程目標(biāo)要求學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法，具有初步的探究實(shí)踐能力。

為了讓除實(shí)驗(yàn)探究之外的其他探究也能引起廣大教師的重視，筆者根據(jù)科學(xué)探究的基本方法并結(jié)合2022 年版新課標(biāo)的要求，將科學(xué)課分成四種探究課型。

一、觀察探究課

觀察法，是指用自己的感官（眼睛、耳朵等）和輔助工具（放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等），在自然條件或人為控制條件下，去直接接觸、感知被研究對(duì)象，從而獲得資料的一種方法。大致流程為：確定觀察目的—選擇觀察對(duì)象—制定觀察計(jì)劃—進(jìn)行實(shí)際觀察并做好觀察記錄—觀察材料的整理分析—形成觀察結(jié)論。為了突出觀察法的重要性，筆者特意把實(shí)驗(yàn)儀器的操作與觀察也放到這一課型中。小學(xué)科學(xué)課中用到的很多儀器排除操作的成分外，所用的方法都是這種最基本的方法——觀察法。比如，刻度尺、秒表、溫度計(jì)、量筒、天平、放大鏡、顯微鏡、雨量器等都是利用了觀察法，獲取對(duì)數(shù)據(jù)的讀取或信息的收集。再比如，五年級(jí)上冊(cè)《像與不像》一課中的“找一找自己與家人體貌特征的異同和觀察動(dòng)物后代與親代之間的異同”活動(dòng)環(huán)節(jié)。此外，教材中的“春夏星空”“秋冬星空”等單元，也都突出了觀察法的作用。這種最古老的方法在科學(xué)探究中起著舉足輕重的作用，教師可以在自己的教學(xué)實(shí)踐中仔細(xì)地體會(huì)。

教學(xué)設(shè)計(jì)賞析：以青島版科學(xué)教科書（五·四學(xué)制）（五年級(jí)上冊(cè)）第2 課《像與不像》中的“找一找自己與家人體貌特征的異同”活動(dòng)環(huán)節(jié)為例。

下面我們就進(jìn)行這節(jié)課的第一個(gè)小活動(dòng)。（教師出示課件）

結(jié)合自己家的“全家?！保罏橐唤M，進(jìn)行交流與討論（同桌之間可以相互幫助找一找）；

把你們找到的異同點(diǎn)寫在交流記錄表上。

教師：什么是“異同點(diǎn)”？

學(xué)生：不同和相同之處。

學(xué)生開始活動(dòng)。

在我們剛才的活動(dòng)中，通過(guò)“全家福”觀察到我們身上的很多特征，這些特征都屬于我們的形態(tài)特征。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)觀察與自己“全家?！闭掌屑胰碎g存在的異同，了解其特征屬于形態(tài)特征。

二、實(shí)驗(yàn)探究課

實(shí)驗(yàn)法是科學(xué)探究的基本方法之一。根據(jù)科學(xué)研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專門的儀器設(shè)備，人為地變革、控制或模擬研究對(duì)象，使某一些事物（或過(guò)程）發(fā)生或再現(xiàn)，從而去認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然性質(zhì)、自然規(guī)律。它分為探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)，指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是指對(duì)研究對(duì)象有一定了解，并形成了一定認(rèn)識(shí)或提出了某種假說(shuō)，為驗(yàn)證這種認(rèn)識(shí)或假說(shuō)是否正確而進(jìn)行的一種實(shí)驗(yàn)。小學(xué)科學(xué)課中多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但要引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣去探究，其實(shí)對(duì)教師提出了更高的要求。只有把這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通過(guò)自己的教學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的探究過(guò)程，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，才能真正推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。實(shí)驗(yàn)探究包括提出問(wèn)題、做出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、收集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流和反思評(píng)價(jià)等要素。比如，五年級(jí)上冊(cè)《空氣成分》一課，通過(guò)觀察蠟燭燃燒，用玻璃罩扣上后蠟燭熄滅這個(gè)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題：空氣中除了能支持燃燒的成分外，還有沒有別的成分？如果我們假設(shè)只有這一種成分會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？你打算怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究？實(shí)驗(yàn)器材有水槽、礦泉水瓶、蠟燭、火柴、大鐵片、紅墨水。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生觀察到水并沒有完全充滿礦泉水瓶，進(jìn)而推理論證出：如果空氣中只有一種成分并在燃燒的過(guò)程中不產(chǎn)生其他氣體的話，會(huì)出現(xiàn)水充滿礦泉水瓶的現(xiàn)象，但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水并沒有完全充滿礦泉水瓶，那就說(shuō)明空氣中不僅僅有支持燃燒的一種成分存在。在探索中，學(xué)生知道了空氣中至少有兩種成分存在。再通過(guò)查閱資料，了解科學(xué)家探索空氣成分的歷程，學(xué)生就更加清晰地理解了空氣的成分。再比如，《材料的漂浮能力》一課中的“不同漂浮材料的漂浮能力一樣嗎？”探究環(huán)節(jié)，學(xué)生可以假設(shè)漂浮能力一樣，也可以假設(shè)漂浮能力不一樣，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用控制變量法，讓木板和泡沫板的大小、形狀完全一樣，用藥匙往上面倒等量沙子（用鉤碼或砝碼代替也可）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，結(jié)果是支持假設(shè)還是駁斥假設(shè)，進(jìn)而得出結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中仍離不開觀察探究的參與。

教學(xué)設(shè)計(jì)賞析：以青島版科學(xué)教科書（五·四學(xué)制）（五年級(jí)上冊(cè)）第15 課《材料的漂浮能力》中的“比較不同漂浮材料的漂浮能力”活動(dòng)環(huán)節(jié)為例。

提問(wèn)：不同漂浮材料的漂浮能力相同嗎？（學(xué)生猜想。）

討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：比較木板和泡沫板的漂浮能力。

匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)方案。（注意木板、泡沫板的大小、形狀要完全一樣，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)這是對(duì)比實(shí)驗(yàn)。為了保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，教師應(yīng)該交代采用的沙子一定是等量的，哪個(gè)板先沉入水中，哪個(gè)板漂浮能力就弱。）

（學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，并指導(dǎo)學(xué)生填寫實(shí)驗(yàn)記錄單。）

匯報(bào)交流發(fā)現(xiàn)。師生小結(jié)：大小、形狀完全相同的泡沫板比木板漂浮能力強(qiáng)，不同漂浮材料的漂浮能力是不同的。

設(shè)計(jì)意圖：在實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論，學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想。

三、調(diào)查探究課

調(diào)查法，是指通過(guò)考察以了解客觀情況，通過(guò)問(wèn)卷、訪談、實(shí)地調(diào)查收集文字、影像、數(shù)據(jù)等有關(guān)資料，并對(duì)這些資料進(jìn)行分析的研究方法。調(diào)查法的一般步驟有六個(gè)：明確調(diào)查目的—制定調(diào)查計(jì)劃—準(zhǔn)備調(diào)查材料和工具—實(shí)施調(diào)查—整理調(diào)查材料—撰寫調(diào)查報(bào)告。比如，五年級(jí)上冊(cè)讓《空氣更清新》一課中的“調(diào)查我們周圍空氣污染狀況”活動(dòng)環(huán)節(jié)，筆者特意安排學(xué)生進(jìn)行收集灰塵的調(diào)查實(shí)踐活動(dòng)。每人準(zhǔn)備一個(gè)邊長(zhǎng)10 厘米的正方形硬紙板，在上面貼滿雙面膠，放置在室外24 小時(shí)，然后進(jìn)行觀察。在課堂上小組合作統(tǒng)計(jì)分析并評(píng)估我們周圍的空氣狀況。再比如，《垃圾的分類收集與處理》一課中的“垃圾處理我能行”活動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生調(diào)查家庭垃圾處理情況，同時(shí)實(shí)踐探索能不能讓垃圾變廢為寶。在調(diào)查與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生寫出調(diào)查報(bào)告，在課上進(jìn)行分享交流。這種有準(zhǔn)備的調(diào)查探究課，既有料又有趣。

教學(xué)設(shè)計(jì)賞析：以青島版科學(xué)教科書（五·四學(xué)制）（五年級(jí)上冊(cè)）第6 課《讓空氣更清新》中的“調(diào)查我們周圍空氣污染的情況”活動(dòng)環(huán)節(jié)為例。

開展調(diào)查——

師生談話:大家都希望自己生活在清新的空氣中，但是我們周圍的空氣究竟怎樣呢?我們可以用什么方法知道空氣中有沒有污染物或受污染的情況呢？

學(xué)生交流。

師生評(píng)價(jià)學(xué)生的各種方法，最后確定采用實(shí)地考察法。

學(xué)生分組討論考察的項(xiàng)目、考察方式和方法，做好分工。教師參與，進(jìn)行指導(dǎo)。

教師用課件展示具體要求。

教室的窗臺(tái)或者班牌、黑板的上面。

選擇學(xué)校花壇中或者教室門口的植物，借助放大鏡觀察植物葉片上的細(xì)小灰塵，并做好記錄。

選擇學(xué)校門口的馬路，在馬路旁固定一個(gè)觀察點(diǎn)，記錄經(jīng)過(guò)的車輛數(shù)，考察車流量，統(tǒng)計(jì)時(shí)間為10分鐘。

考察時(shí)，小組內(nèi)要明確分工，相互協(xié)作。

考察的過(guò)程中要注意安全。

分析梳理調(diào)查結(jié)果——

教師提問(wèn):你們通過(guò)考察，肯定有很多發(fā)現(xiàn)。誰(shuí)愿意把你們的考察結(jié)果跟大家分享？

學(xué)生匯報(bào)交流。匯報(bào)形式可以多種多樣，如報(bào)告單、視頻、圖片、數(shù)據(jù)等。

匯報(bào)后，師生對(duì)考察報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析:在考察的過(guò)程中，你們發(fā)現(xiàn)了什么？

學(xué)生回答。（引導(dǎo)學(xué)生多角度來(lái)回答。）

師生小結(jié):由于人們不科學(xué)的生產(chǎn)、生活活動(dòng)，給周圍環(huán)境帶來(lái)了很多負(fù)面影響，造成大氣污染。

設(shè)計(jì)意圖：課前學(xué)生搜集空氣污染的相關(guān)資料，讓學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備的習(xí)慣。

四、文獻(xiàn)探究課

文獻(xiàn)法，是指根據(jù)一定的研究目的或課題，通過(guò)收集和分析資料來(lái)獲得有用信息，從而全面、正確地了解掌握所要研究問(wèn)題的一種方法。它被廣泛用于各種學(xué)科研究。包括文獻(xiàn)搜集、摘錄信息、文獻(xiàn)分析三個(gè)環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)探究課在小學(xué)科學(xué)課中涉及很多章節(jié)。比如，五年級(jí)上冊(cè)《滅絕的生物》一課任務(wù)卡:收集有關(guān)滅絕生物的圖片和文字資料；《細(xì)菌和病毒》一課任務(wù)卡：搜集有關(guān)細(xì)菌和病毒的圖片資料；《光合作用》一課任務(wù)卡：搜集有關(guān)光合作用的資料；等。課前，教師要充分利用教材中任務(wù)卡這一重要的學(xué)習(xí)要素，引導(dǎo)學(xué)生收集相關(guān)的資料，并分類整理這些資料，做成卡片，拿到課上交流分析，形成探究共識(shí)。

教學(xué)設(shè)計(jì)賞析：以青島版科學(xué)教科書（五·四學(xué)制）（五年級(jí)上冊(cè)）第3 課《滅絕的生物》中的兩個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)為例。

活動(dòng)一：還有哪些證據(jù)可以證明恐龍的存在？

通過(guò)化石，我們可以證明地球上曾經(jīng)存在恐龍，還有哪些證據(jù)可以證明恐龍的存在呢？你有沒有搜集有關(guān)資料？

學(xué)生介紹分享搜集的資料。

活動(dòng)二：滅絕的生物與當(dāng)今某些生物有哪些相似之處？

了解滅絕的生物：這節(jié)課我們了解了滅絕的動(dòng)物恐龍，你還知道哪些已經(jīng)滅絕的生物？。

學(xué)生介紹分析搜集的資料，教師補(bǔ)充出示資料。

雖然有些生物已經(jīng)滅絕了，但是這些滅絕的生物與當(dāng)今有些生物具有相似之處，你知道哪些呢？

學(xué)生介紹。

教師總結(jié)。

設(shè)計(jì)意圖：利用課前收集的資料，引導(dǎo)學(xué)生描述和比較滅絕生物和當(dāng)今某些生物的相似之處。

筆者以上談到的四種科學(xué)探究課型在科學(xué)課上并不是獨(dú)立存在的，而是呈現(xiàn)出相互滲透、交叉融合的態(tài)勢(shì)。希望教師能有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，并在自己的教學(xué)實(shí)踐中靈活運(yùn)用它們。心中有課標(biāo)，腳下有方向。愿小學(xué)科學(xué)探究在新課標(biāo)的指引下創(chuàng)造出新的教育增長(zhǎng)點(diǎn)，生發(fā)出育人的新動(dòng)能，讓核心素養(yǎng)的育人主旨得以全面落實(shí)。