探究式学习在教学中的实践

2022-12-28江苏徐州市贾汪区汴塘镇高庄小学

小学科学 2022年21期

◇朱春（江苏：徐州市贾汪区汴塘镇高庄小学）

新课标将“科学观念”“科学思维”“探究实践”“态度责任”等列入义务教育阶段科学课程核心素养，提倡以“探究和实践为主体的多元化学习方式”，让学生主动参与，引导学生总结、反思、应用和迁移，促进自主学习和合作学习能力生成。探究式学习是一种以学生为主体的教学模式，是在教学过程中通过构建具体科学问题情境，引导学生展开自主探究，借助观察、操作、思考、交流等学习手段引导学生合作交流，在师生互动中对最终探究结果进行加工、整理与归纳，从而探寻其中规律，获得科学结论的教学方式。探究式学习有助于保护学生科学好奇心，激发学生科学兴趣，在主动参与、亲身实践中形成正确科学观念，发展科学思维，在团队合作中养成严谨态度与强烈责任心，从而全面提升科学核心素养。以下详细阐述探究式学习在小学科学课程教学中的实践与应用。

一、明确探究目的，建构学习模式

在探究式学习中探究只是手段，并非结果。探究式学习并非任由学生胡乱探究，其行为应为教学目标服务，其过程应予以规范和引导。我们知道，科学课程的教学编排实际上是围绕科学“概念”的认知与运用展开的，学生通过对陌生科学“概念”进行探究，进而触发大脑对“概念”的接受与理解，最后将科学“概念”予以吸收内化，从而引起应用与迁移，这是科学课程教学的基本规律，也是探究式学习应遵循的重要法则。因此，明确探究学习目的，构建有效教学模式，是探究式学习的首要步骤，也是关键性前提。综合小学阶段学生认知规律，结合课堂实践，教师可依据以下图示，建立探究式学习教学模式。

小学科学课程探究式学习教学模式

（一）教学目标

探究式学习围绕科学“概念”展开教学设计。其中，通过概念感知、概念认同等教学目标来指导学生的探究活动，促使活动有效实施；通过概念内化、概念应用等教学目标来引导学生的反思归纳，从而提升对科学概念的认知应用水平。科学概念探究与生成过程渗透学生的实践与思考，是一种“做与学”相互促进的过程。

（二）学习活动

探究式学习活动主要分为两个阶段：探究行为阶段与探究生成阶段。在探究行为阶段，学生在教师预设的问题情境下，围绕探究材料展开自主探究，对科学概念进行初步感知，从而形成对概念的理解与认同。在此过程中，观察法、实验法、调研法被广泛应用，学生通过亲身观察、上手操作等方式，获得解决科学问题所需数据、策略、方法等，形成对科学课程初级学习体验。探索生成阶段是对科学概念进行内化与应用阶段，是学生对科学概念从主观感性认知向客观规律内化的转化过程。这个阶段需借助小组研讨、相互交流、发现诠释等教学方式，将学生从实验探究中所搜集到的大量数据信息，通过有效筛选整理，进行归纳与提炼。其中，还涉及团队学习、生生互动、师生互动等学习行为，是促使科学概念内化、运用与迁移的重要学习阶段。

（三）教师作用

探究式学习离不开教师的有效引导。在探究行为阶段，教师既要创设特定探究情境，为学生自主探究提供准确方向，又要精心选择包含科学概念的结构性材料，引导学生对科学问题展开有效探究。在探究式学习中，学生所面对的科学概念大都是陌生的，与他们大脑原有概念并不一样，是一种全新的体验。教师要努力激发学生主动参与，鼓励学生思维创造，引导学生通过不同手段来验证自我假设，让学生在整个探究过程拥有更多发现，为科学规律的揭示、科学概念的内化应用奠定基础。探究生成阶段是对探究行为阶段中所形成的信息数据进行比对与加工的过程，中间混杂着学生主观认知与科学证据之间的矛盾，糅合学生个人片面理解与科学事实原理之间的矛盾冲突。教师要注意引导学生通过集体分享、学习交流、课堂展示等学习行为，促进学生之间互相借鉴、相互评判、互相吸收，引导学生对科学概念认知由个体主观经验向抽象理论化总结过渡，引导学生将课堂的探究成果转变为一种可供交流的科学发现。通过相互比较，自我修正，扩展学生原先科学概念体系，将新发现与已有科学概念进行紧密关联，并可运用该新发现去解释周围世界及类似问题情境，促使概念内化、迁移与生成。

二、依据不同课型，有效组织实施

小学科学课程是多科融合学科，根据研究对象不同可分为物理学、化学、生物学、工程学、地球科学等分支。小学课程中不同学科分支具有不同学习属性，学生在对其概念学习探究中，所采取的途径方式亦有明显不同。根据小学科学课程特点，结合探究类型方式，可将小学科学课程分为观察型、实验型、阅读型等。教学实践中应针对不同课型采取相应策略，以帮助学生在自主探究中有效搜集科学证据，促成探究式学习成果高效实现。

（一）观察类课型——以探究促进科学发现

科学观察是小学课程较为常见课型，借助学生感觉器官，以实验器材协助，针对某类自然现象或某一科学问题展开有目的、有计划的考察、记录或分析活动，从而解决其背后所隐含的科学问题，或验证某个科学假设等。科学观察是对研究主体进行发现、探寻、记录等学习活动的统称，是小学科学课程最为基础的探究性学习主题。“没有观察就没有发言权”，对观察类课型教学而言最为适用。在观察类课型中，通过探究式学习引导学生围绕“探究行为”与“探究生成”两阶段展开科学观察，有助于提升学生观察能力，培养科学求真态度，促进科学思维方法发展，推动科学素养全面提升。

以教科版三年级上册《水结冰了》一课“发现”阶段教学设计为例。教材要求学生观察试管中的清水变为冰的过程，师生讨论实验中观察方法，如何观察自然状态清水，如何观察与测量碎冰加盐混合物状态及温度，如何观察装满1/4 清水后的试管形态，如何观察试管清水逐渐结冰形态，等。学生在自然状态下观察水结冰时会有很多发现，也会遭遇一定问题，因为水是无色无味的，结冰过程是缓慢的，很难观察清楚。教师可启发学生，通过添加色剂方法，使清水变色，与透明的试管区别开来，有助于学生直接观察。再如，碎冰与盐的混合物对于感觉而言是冷的，但这种“冷”是一种主观的体验，需要客观衡量。教师可引导学生借助温度计等工具对此进行测量，科学记录学生感官体验。试管中的水在0℃会结冰膨胀，体积变大，但具体体积变大多少，需要借助仪器测量，教师可引导学生使用有刻度的试管，在清水放置前、后分别做标记，通过科学记录，体现水变冰体积变化，推进观察逐步深入。类似的教学设计，符合小学阶段学生观察特征与认知规律，通过丰富多元的观察活动，有助于学生深入观察，有助于发现搜集更多有用信息，促发学生初步形成对“水”和“冰”概念的感知。

（二）实验类课型：以探究发展科学思维

与观察类课型不同，实验类课型不仅需要观察、记录、搜集证据，获得感性材料，更要在此基础上进行科学假设，为科学理论或科学规律发现奠定基础。实验类课型因为加入了人的参与，促使自然材料得以变化，朝着人的预想方向进行发展和推进。这中间，少不了实验器材使用，促使从中获得的感性材料更为丰富与精准，也帮助人们排除非必要的因素干扰，更快反映科学现象本质。科学实验在小学课程中的占比越来越重，以探究式学习进行科学实验有助于深入研究，促进学生科学思维发展。

以教科版二年级上册《神奇的纸》一课探究式学习教学设计为例。教师要求学生拿出两张白纸，将一张反复折叠成瓦楞状，一张保持水平原样。引导学生用手心分别按压“瓦楞纸”与原白纸，感觉两者的不同。讨论：这两种形状纸张，哪一个承重更大？这两种形状纸张，哪一个隔热性更好？找出上述情况的根本原因。

学生分组实验：通过“搭桥实验”来检验两种形状纸张的承重能力；通过“端热水杯实验”来验证两种形状纸张的隔热情况；围绕借助生活中常见“瓦楞纸”展开实验结果讨论。在实验类课型中，教师要给学生实验保留充足时间，为学生自主探究提供充分空间。教师不再是讲授者而是支持者，在学生探究过程中，教师可通过“活动任务单”“实验问题卡”等教学工具，通过向学生提供有结构概念载体，推进实验活动有序进行。当学生在探究中遇到问题时，教师可在一边指引，但这种指引不是主导性的，而是启发式的，应以“点拨”“追问”为主，其核心在于发展学生能力，培养学生科学思维能力。

（三）阅读类课型，以探究拓展科学认知

除了亲手操作，借助现有的科学知识，借鉴前人的优秀经验，以阅读方式对某类科学现象或科学规律进行深入研究，促使学生在大脑中形成对某一科学概念认知认同，从而形成对科学概念的深入理解，也是小学科学课程常见内容。以探究式学习进行阅读类课型教学实践有助于拓宽学生视野，发展科学素养。

以教科版五年级上册《地球的表面》一课“积累”阶段教学设计为例。学生观察地球表面图，阅读教师提供相关资料，事先搜集与地球表知识相关书籍资料，观看地表科普视频。学生将搜集的地表资料记录在“地形地貌记录表”上。科学类阅读形式总体上可分为两类：纸质文本与虚拟文本。文本的内容以领域科学家介绍、重大科学发现、重要科学技术及前沿科技应用等构成，是对科学课程的有益补充，也是探究式学习的有用资源。伴随科学课程教学发展，一些优质科普读物，诸如《环球科学》《少年地理杂志》《我们爱科学》等也逐渐走进科学课堂，成为科学阅读教学重要参考内容，丰富了学生视野。除此之外，类似央视科技频道、Discover 等视频内容，也为学生阅读提供了更多资源。除了阅读内容，遵循科学阅读方法也是促进阅读类课型探究式学习有效进行的重要途径。常见的阅读方法包括：比较式阅读、延展式阅读、求证式阅读、摘要式阅读等，是在小学科学教学中学生应积极尝试的阅读方法。在阅读类课型探究学习中，教师应引导学生边阅读边记录，通过读书笔记、文章摘要、重点批注等方式，对阅读内容进行有效记录，形成良好阅读习惯。上述案例中，学生根据阅读资料，摘要其中重点内容，通过图文交汇、内容多彩的“地形地貌记录表”，展示出他们对地表知识的深入认知。