小学科学探究活动有效性研究

【摘要】本文针对小学科学课程探究活动中多数学生对活动方案设计理解不到位、团队合作融合不够、过程单一、有效性不高等常见问题，建议教师强化对探究活动“前、中、后”三个阶段的指导，以不断提升学生的创新精神和实践能力。

【关键词】小学科学；探究活动；有效性；研究

“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”。2017年，教育部修订印发了新的《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》，小学科学课程起始年级调整为一年级。可见，国家对小学科学教育的重视程度提升到了成为培育学生创新精神和实践能力的启蒙学科，是培养学生科学素养的基石。从2016年至2019年，笔者先后组织“广西黄贤群特级教师工作坊”研究团队部分成员通过教学实践、问卷调查、访谈等方式，了解本区域小学科学课程探究活动开展的情况。

一、小学科学探究活动存在的常见问题

根据《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》的教育理念，我们从提出问题、作出假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价8个维度开展调研。调研发现，多数小学科学课堂存在以下常见问题：

（一）在“提出问题、作出假设、制订计划”目标环节，多数学生对操作步骤理解不到位

调研发现，虽然有超过60%的学生表示在探究活动前进行了方案设计，但仍有77.42%的学生对活动步骤不理解；89.25%的学生在探究活动前不能对活动结果进行预测，56.99%的学生在进行预测时仅凭借生活经验（做过或看见过类似的活动或现象），30.1%的学生对活动结果的预测完全靠猜测。以上数据表明，学生在设计探究活动方法步骤时存在“知其然而不知其所以然”甚至生搬照抄的现象，没有掌握基本的探究方法。

（二）在“搜集证据、处理信息”目标环节，学生团队合作融合不够

调研发现，多数学生在科学探究活动前搜集证据方法过于简单，资料收集较少，辨别分析处理信息能力偏弱。而且，学生的团队合作意识不强，仅有20.43%的学生在日常科学探究活动中进行了小组合作，多数学生的角色定位主要集中为操作员和记录员。小组成员分工合作普遍缺乏自主协调安排的能力，多数学生在探究活动中观察方式较单一，极少数学生能将观察到的现象和数据进行归纳分析。

（三）在“得出结论、表达交流”目标环节，探究总结陈述过程较仓促

调研发现，由于小学课程教学时间有限，多数小学科学课程在进行小组合作学习时，将班级学生分成七八组，每组为4～6人，在课堂有限时间内（40分钟）安排学生轮流发言、相互评价、小组汇报等内容，各小组成员充分发表意见和其他环节的时间安排较难兼顾。

（四）在“反思评价”目标环节，总结反思较为薄弱

调研发现，不管是小学高年级学生，还是低年级学生，多数学生没有达到“具有形成对探究过程、方法和结果进行反思、评价与改进的意识”的要求，极少数学生能达到“对探究活动进行过程性反思、总结性评价和完善探究报告”这一要求。

二、解决对策

近三年来，本研究团队在教学实践中，不断强化对探究活动“前、中、后”三个阶段的指导，以切实解决学生在探究活动中出现的问题。

（一）活动前期注重引导制订探究活动计划

考虑到学生制订探究活动计划的能力尚待提高，从三年级开始，研究团队就注重培养学生制订探究活动计划的兴趣。鉴于学生的学习能力还不是很强，针对关键问题，先由教师示范，再引导学生自行制订探究计划。如《我们周围的材料》单元中的《比较柔韧性》一课，教师先用钢尺来演示其受力变形后不易折断的性质，然后引导学生用木尺、塑料尺、钢尺分别比较不同材料的柔韧性，并制订活动计划（活动计划内容应包含活动分几个步骤，每个步骤要注意什么，怎么观察和记录看到的现象，这些现象说明什么问题这几项内容）。坚持一年左右的训练，当学生制订计划的能力得到提高后，教师再逐步放手，让学生独立思考，自己制订一个探究活动的方案。如五年级《运动和力》单元中的《用橡皮筋作动力》一课，教师可以直接抛出问题：“你觉得橡皮筋的缠绕圈数和小车行驶距离有什么关系？”先让学生对二者关系进行推测，然后设计实验检验自己的推测。这样，学生就会思考“怎样让小车行驶得更远”“要不要增加橡皮筋长度”“想办法增加橡皮筋弹力”等问题，而这些问题又会促使学生不断地完善实验方案。这个过程，就是提升学生制订计划能力的过程。

（二）活动中期注重固定和轮换的角色扮演

针对学生合作学习能力不强的问题，在开展小学科学教学活动时，研究团队非常注重教给学生一些小组合作学习的方法。例如，在低年级就训练学生采取“固定式”方法，每人固定一个角色，让小组内每个成员先分别固定承担组长、操作员、记录员、汇报员的角色，并告知学生使其明确每个角色的责任与权力。这样，每次开展探究活动时，大家各司其职，有条不紊，每个人都能得到锻炼。在开展探究活动的同时，我们还要求组长负责组织本组成员，围绕本节课需要探究的问题依次轮流发表自己的意见，后一个发言的学生要对前一个学生的发言进行评价（围绕“你觉得他哪里说得比较好？为什么？你不同意他的哪些观点，为什么？你有没有什么更好的方法”等问题进行评价）。学生按照这样的方式开展合作学习，各抒己见，取长补短，最后由组长组织大家归纳小组的统一意见，跟其他小组进行交流分享。当学生普遍都比较熟悉这种合作学习方式后，研究团队开始训练学生互换角色，每个小组把各自的角色轮换一下，体验不同角色给自己带来的不同感受。我们让小组成员每月交换一次角色，使学生更明确各自角色的作用，为更好地发挥自身作用以配合其他成员进行探究活动打下坚实的基础，同时也促进学生各方面能力逐步得到锻炼。

（三）活动后期注重表达和交流

“得出结论、表达交流”和“反思评价”目标环节都属于学生语言表达范畴。开展科学探究活动后，为了真正提高学生交流和表达的能力，研究团队与各年级的班主任共同合作，每天抽取一节课的课前准备时间，进行2分钟左右的陈述一个科学概念的口语训练活动。我们要求每名学生轮流上台陈述，以此巩固和完善学生的科学概念及科学思维。同时，还在每节科学课上有意识地训练学生良好的表达习惯，如每个发言的学生都要熟练使用“经过思考，我制订的探究活动方案步骤如下……”“在开展探究活动的过程中，我发现……”“经过小组的交流讨论，我们小组觉得……”这些开头语，使学生每次的发言都能科学、清晰、有条理。考虑到活动后期往往接近课堂结束，为了不使学生产生仓促感，本研究团队注重预留足够的时间和空间让学生进行表达和交流。比如，留有7～8分钟的时间给活动后期的交流环节，先由组内的汇报员分享本组的探究结果，其他学生倾听和思考。在小组发言完毕后，由其他小组进行评价。以此形式开展各组间对活动结果的分析交流，让学生养成良好的倾听、表达和思考的习惯，提升科学探究的有效性。

三、活动成效分析

（一）学生的探究预测能力有所提高

经过探究活动的开展，主动对探究结果进行预测的学生由原来的10.75%提升到了79.38%，能够主动进行预测的学生大幅增加。此外，学生在进行预测时，能够根据探究活动的原理进行预测的学生占比从12.9%提升到了56.7%，学生不仅能够主动进行预测，更能够从活动原理入手进行预测，并找到预测的依据。

（二）学生设计科学活动方案的能力得到增强

经过研究团队有针对性地引导学生开展探究活动，主动进行方案设计的学生从三年级时的61.29%提升到了89.69%，学生在开展探究活动前进行方案设计的主动性更加强了，且所设计的活动方法更为合理准确。通过前后检测数据对比，三年级时只有16.13%的学生表示每次都能理解清楚活动步骤，77.42%的学生认为自己有时不能理解清楚，而经过三年的探究活动训练，不能理解的人数降到35.05%，有60.82%的学生表示自己每次都能理解清楚。

（三）学生小组合作学习能力得到增强

经过探究活动的开展，经常合作的学生从原先的20.43%提升到了91.75%，学生充分认识到了小组合作在探究活动中的重要性，更乐意在小组活动中进行合作。此外，学生不仅爱合作，而且也变得会合作了，反映在三年级时，有38.71%的学生不知道自己在小组中应当担任什么角色，完成什么任务，到了六年级，不明确分工的人数只有2.06%；三年级时，分别有26.88%的学生和15.05%的学生在小组内担任记录员和操作员，负责组织和汇报的人数仅为8.6%和10.75%，到了六年级，负责记录、操作、组织、汇报的人数占比分别为25.77%、26.8%、24.74%、20.62%，角色分工更为均衡、合理，学生在探究活动中能更好地各司其职，更好地配合开展探究活动，有效提升了探究活动的效率。

（四）学生的观察能力有所提高

经过探究活动的开展，学生能够采取多种观察方式收集数据，观察方式的选取更为合理，对于有异议的结果学生会主动进行反复验证。在三年级，经常能观察到活动现象的学生只有25.81%，有62.37%的学生认为观察时会用到眼睛这一感觉器官，有51.61%的学生认为会用到手；到了六年级，经常能观察到活动现象的学生比例提升到91.75%，且几乎所有的学生都认为可以通过眼、耳、鼻、手来进行观察。这表明通过师生的共同努力，学生能够采取科学有效的处理方法，分析、提炼进而发现其中规律，归纳总结出科学结论。能够根据不同探究活动和现象呈现的特点合理选择观察方式，这对后期进行分析推理打下了坚实的基础。

（五）学生的倾听和表达能力得到增强

经过探究活动的开展，学生从“能倾听”到“会倾听”。三年的时间，当学生自己的意见和其他组员不同时，选择“先听听其他组员的意见，再发表自己的意见”的，在前后检测数据中分别为84.95%和95.88%。看似只有10.93%的提升，但结合“你会和你的组员一起讨论吗”一项分析会发现，学生已经从“能倾听”或“乐于倾听”提升到了“会倾听”。数据显示：自己会和组员讨论的人数从前测的61.29%提升到了91.75%。这意味着三年级时学生的倾听更多是被动式接受，听完别人的意见后并不会对信息进行分析对比，对于与自己意见不同的看法不会和小组成员展开讨论。而到了六年级，学生不仅乐于倾听别人的意见，更会与自己的意见进行对比分析，更多地在小组内开展不同意见间的探讨，完善小组发现和活动结论。根据调查结果并结合学生的实际情况，小学科学教师还要不断提升自己的专业素养和创新能力，不断更新小学科学教学理念，并将理论成果积极运用到教学实践当中，在实践中检验效果。小学科学组织的探究活动都是基于教材内容来进行设计的，但因为地域性、环境差异、季节气候、材料局限等方面原因，教师可能会发现完全照搬教材编写意图去组织的科学探究活动，有时难以取得良好的效果。这时候就需要教师深入地钻研课标与教材，灵活地运用教材内容，整合资源、创新材料、改变设计，利用自己的学科专业知识与创新能力，设计更贴近于本地区学生实际的科学探究活动，这样才能真正提高小学科学探究活动的有效性。

作者：覃勇 单位：南宁市民族大道中段小学