基于不同探究水平的小学“植物探秘”活动方案开发*

◎ 王惠莉

一、问题的提出

随着上海“二期课改”的深入推进，学校和教师越来越关注探究型课程的实施，越来越关注课程资源的建设和发展。每周一节的探究教学，需要学校具备更多的课程资源。根据相关调查，在上海市虹口区小学“快乐活动日”和“快乐30 分”的课程实践中，人文类、艺术类的活动开展较为充分，但是自然科学领域的课程内容相对匮乏，无法满足学生的个性需求。以此需求为出发点，区域教研团队需要和学校合作，开发自然科学领域相关的课程资源。

自然科学领域，植物研究占重要地位。植物的变化要比动物和人类彻底，植物繁殖媒介五花八门，它们依赖风、昆虫、动物等，正是因为这个原因，植物世界远比动物世界更欣欣向荣。在小学植物研究中，我们有许多可以尝试的领域，比如植物的光合作用、植物的方向感和植物的生长过程等。鉴于此，我们开发小学探究型课程“植物探秘”活动方案，梳理探究活动的水平分类，从实践的角度，解读“植物探秘”活动方案，从“提出研究问题—设计研究方案—得出研究结论”活动过程，反映“植物探秘”活动方案的水平层次。通过项目的研究，促进“植物探秘”活动方案的教师理解和实践发展。

二、实践的过程

“植物探秘”活动方案的开发，是指探究专兼职教师从探究教学实际出发，在《上海市中小学研究型课程指南》（以下简称《指南》）的指导下，针对“植物探秘”主题内容和教学需要，开展活动方案的设计和实施，多样化、个性化对“提出研究问题、设计研究方案、得出研究结论”的学习过程进行活动的设计、修正、重组和创造。

在具体实施项目的一年时间里，团队教师根据项目目标，聚焦研究问题，采取一定的研究程序，开展行动研究。具体内容如下。

第一阶段，团队教师通过文献检索，收集国内外关于“不同探究水平”的相关理论研究资料，进行资料的归纳和整理，同时根据区域小学探究型课程的实际情况和研究基础，确定区域小学“植物探秘”活动方案的探究水平层次框架。

第二阶段，团队教师分工合作，聚焦“植物探秘”主题，以“控制性水平”“引导性水平”为主，开发第一轮探究活动方案，选取相关案例，从“提出研究问题—设计研究方案—得出研究结论”活动过程进行梳理，归纳并加以分析，明确相关的开发路径和指导策略。

第三阶段，项目组在分析第一轮活动方案开发的基础上，确定第二轮活动方案的实践内容，团队教师分工，以“自主性水平”为主，开发第二轮探究活动方案。项目组选取相关案例，对“提出研究问题—设计研究方案—得出研究结论”活动过程加以归纳和分析，明确相关的开发路径和指导策略。

三、实践的成果与分析

（一）形成活动方案的不同探究水平框架

通过文献检索发现，国内外学者对不同探究水平进行了相关理论研究。首先，对探究进行水平特征研究，其中包括施瓦布（Schwab）的三水平探究、赫伦（Herron）的四水平探究和普利斯特利（Priestley）的七水平探究。其次，对探究水平进行命名。2001 年，司司（Szesze）对探究三水平进行命名。2005 年，温宁（Wenning）对探究三水平进行命名， 盖乐森（Gallison）对探究四水平进行命名。根据国内外学者关于探究水平的相关研究，根据区域小学探究活动的实际情况，团队教师经过讨论，形成基于不同探究水平的区域小学“植物探秘”活动方案框架（见表1）。

（二）开发不同探究水平的活动方案

1. 开发控制性水平的活动方案

“蔬果电池”是某小学的探究型课程内容，“一个蔬果电池能让LED 灯亮吗？”活动方案是第一单元第二课时。在“提出研究问题”阶段，教师在第一课时让学生探究“两个橙子能让一个LED 亮”后，学生对蔬果电池产生兴趣。第二课时，教师提出问题：一个蔬果电池能让LED 灯亮吗？“问题的提出”是由教师完成的，属于控制性水平的探究。在“设计研究方法”活动中，教师引导学生联想生活中，人们食用橙子时经常进行哪些操作，以此引导学生关注“橙子自然形态的改变”。第二部分讨论，学生的交流重点集中到橙子的分割变形处理上，教师通过教学PPT 的填空形式，引导学生注意实验材料和实验步骤等。此环节中，活动依然由教师主导，属于控制性水平的探究。最后，在“得出研究结论”中，学生完成设计方案，选择“将一个橙子切成两块橙子”“将一个橙子变成两杯橙汁”“把一个橙子变成两杯橙泥”进行实验。实验完成后，学生采集数据，通过iPad，将实验结果与大家分享，“得出研究结论”由学生完成。综上所述，“一个蔬果电池能让LED 灯亮吗？”属于控制性水平的活动方案。

表1 基于不同探究水平的区域小学“植物探秘”活动方案框架

2.开发引导性水平的活动方案

在申报“探究之星”活动中，一名学生发现家中植物冰灯玉露的生长情况并不如意，产生了“如何添加肥料，让冰灯玉露的生长速度能更快更好些”的想法。在教师帮助下，“现磨咖啡渣肥料对冰灯玉露生长速度影响的观察”产生了，问题是教师和学生共同探究产生的，属于引导性水平的探究。在“设计研究方案”阶段，学生在教师的引导下，准备实验材料，确定实验步骤，拟定实验方法，开展实验观察与记录。由此可见，“环节二”主要由学生完成，属于引导性水平的探究。最后，经历一个月的观察记录后，学生通过实验观察，比较研究，得出结论。综上所述，此方案属于引导性水平的活动方案。

3.开发自主性水平的活动方案

上海市虹口区的一名学生发现：在都市生活中，不少人喜欢在家中养花，可是他们经常较长时间外出，就决定自己动手改进自动浇花器，以解决外出期间花卉浇水问题。该问题是学生从身边生活中发现并提出的，属于自主性水平的探究。在“设计研究方案”阶段，这名学生确定研究意义、研究目标、研究内容、研究方法和研究步骤，自行设计研究方法，形成研究方案，属于自主性水平的探究。

自动浇花器的方法设计

（1）改造饮用桶装水瓶作为中央储水器，增加储水容量，在瓶身上钻孔，连接排水管。

（2）改造饮料瓶以及塑料管，作为过渡瓶和输水管；准备不同规格的吸管，改造成滴管或插管；准备棉布条，制作需水量少的花卉的供水端。

（3）制作供水和调节系统。

（4）根据不同花卉的习性，采取滴灌式、底部供水式、插管式、棉条自吸式等浇水方法，并进行调试，将供水量调节到合适水平。

自动浇花器的构成如图1 所示。

最后，该名学生独立实施方案，自行完成自动浇花器的改进设计，得出探究结论，综合探究活动三个环节的完成情况，此方案属于自主性水平的活动方案。

（三）不同探究水平活动方案的开发路径和指导策略

1. 控制性水平活动方案的开发路径

图1 自动浇花器的构成

控制性水平活动方案是由教师主导的，活动方案的开发路径大体如下：教师在《指南》引领下，参考《下一代科学教育标准》，开发“植物探秘”的框架内容和相关主题，设计研究方案，确定活动实施的重点和难点，指导学生开展活动，习得研究方法，培养探究能力。一是确定小学阶段“植物探秘”的细分内容：①植物的特性；②植物的生长周期；③植物和环境的关系。根据细分内容，确定活动方案主题。二是设计研究方案，确定活动形式和团队合作方式。三是确定活动方案的重难点，并在相关年级中实施（见表2）。

表2 控制性水平活动方案的主题举例

2. 引导性水平活动方案的指导策略

在引导性水平活动方案开发中，教师的指导策略首先体现在活动环节一中，即主题形成过程。“主题的形成”有两种：一种是问题由学生提出，教师进行指导。在实际的探究活动中，学生的问题经常过大，研究缺乏可行性，教师必须加以指导。例如，活动方案“蔬菜脱水方法的效果研究”这一主题较大，实验器材局限较多，对小学生而言有一定难度。教师可以引导学生从身边常见蔬菜为主，只研究蔬菜的几种类别，在教师指导下，学生经过思考，确定研究对象——大蒜、洋葱和生姜。同时，师生对“脱水方法”进行探讨。教师引导学生选择实验方法，确定相应的实验器材，选择“晾晒、油汀烘干、烤箱烘干”几种方法。另一种是教师提供问题情境，引导学生提出问题。例如，在“夜晚银边吊兰会吸收氧气吗？”主题中，教师播放视频，引导学生关注问题情境：卧室里放置几盆银边吊兰，经过一段时间的睡眠后，发现室内氧气含量不足，在教师引导下，在排除其他因素的干扰后，通过仪器检测证实氧气含量较低。在教师的指导下，学生确定问题：夜晚银边吊兰会吸收氧气吗？这一水平活动方案的主题举例见表3。

表3 引导性水平活动方案的主题举例

3. 自主性水平活动方案的开发策略

在自主性水平的探究活动中，活动的主体是学生，教师的指导略少，然而教师依然可以有所作为，主要体现在：一是教师引导学生观察生活，留意生活现象，寻找活动方案主题。例如，冬季再生纸培养植物的发芽生长研究，探究铁棍山药水培和土培的生长过程，无人浇水之保湿养花实验，关于“柚子皮制作洗洁精”的有效性研究。二是教师可以提供学生适当的研究工具、研究场所，为学生提供活动的便利。例如，教师提供学校的实验室，给学生探究种子泥土覆盖厚度提供合适环境。三是教师搭建交流的平台，让学生有交流表达的机会，激励学生开发活动方案。例如，某学生在其学校第一届“探究之星”上发表自己的成果，获得了成功的体验。第二届“探究之星”活动，这位学生又报名参赛了。

四、结语

项目组以小学“植物探秘”探究活动的开展为契机，聚焦“植物探秘”活动方案的探究水平开发，为探究水平相关理论研究提供活动方案支撑。通过案例分析法，我们对活动方案进行梳理和归纳，对不同探究水平的“植物探秘”活动方案开发路径和指导策略进行分析，以期从实践角度，反映小学“植物探秘”探究活动的水平层次，为探究水平的相关理论研究提供实践性支撑。“植物探秘”活动方案涉及“控制性水平”“引导性水平”“自主性水平”三种探究水平，在开发路径和指导策略上存在差异性。经过项目组一年多的研究，项目取得了一定的实践成果，但是项目实践的深度略有不足，对探究水平层次的研究，基于实践的研磨与反思还不够。今后，项目组将在前期研究的基础上，对活动方案的各水平活动及其相应的教师指导策略进行深化研究，以期获得教师对探究水平活动方案的深入理解，并转化为小学探究型课程的教学实践，推进区域小学探究型课程的发展。