规范 完整 关联

王小琦

探索活动是小学科学课堂教学中的重要活动，直接关系到学生科学核心素养的发展。围绕探索活动的开展，教师会给予学生充足的活动时间，学生情绪高涨，小组合作热热闹闹，但在学生的交流汇报和师生的对话中，会明显感到学生的判断、推理、概括、迁移、建构等参与度不够，很多活动的开展仅停留在程序化表面。如何从操作、观察、思维加工三个方面入手，将探索活动植根于学生科学素养的养成上来打造科学实践课堂？笔者围绕课堂教学中常见的几种现象进行了探索与实践。

一、课堂探索活动中的常见现象

（一）操作随意化

案例描述：某教师在执教“比较声音的高低”一课（教育科学出版社小学科学4年级教材）中，要求学生将直尺的一端伸出桌面4厘米、8厘米、12厘米、16厘米，同时用手掌将直尺的另一端按在桌面上，并使手掌与桌面的边对齐，然后拨动直尺伸出桌面的另一端，使其发出声音，学生要将这4种情境下的声音按照高低次序记录下来。没等教师说完，有的学生就争着做起了实验，有的学生只顾拨动尺子，不顾尺子的另一端是否按稳，使这一端反复拍打桌面发出声音，干扰了教师要求听的声音，更有的学生没有对四种情境下的声音高低进行比较，按照想象进行判断和记录。

（二）观察片段化

案例描述：某教师在执教“我们来做热气球”（教育科学出版社小学科学5年级上册）一课时，引领学生明确了实验操作要点，指出要从加热前、加热中、松手后三个时段观察袋子的温度、形状及运动趋势，并将这些变化记录下来。

实验中，学生从教师要求的三个时段进行观察和记录，15个小组中有13个小组确定了3个观察点，在3个观察点之外的时间，学生交流着实验目标之外的话题或是争夺下次操作的机会。

（三）科学思维被替代

案例描述：某教师在执教“空气能占据空间吗”（教育科学出版社小学科学3年级上册）一课时，先引导学生在水槽的水面上撒一些泡沫塑料（目的是依据泡沫的位置上观察水位的变化），再引导学生通过“压杯入水”来观察现象并做出解释。

师：你观察到了什么？

生：泡沫块浮在水面上。

师：杯子底部的纸团湿了没有？

生：没有湿。

师：为什么没有湿？

生：因为，嗯，因为没湿。

生：因为纸太靠上了。

师：没有湿就说明水没接触到纸，没接触到纸就说明水没有进入玻璃杯，这是因为空气占据了玻璃杯的空间。

二、探索活动优化策略

（一）规范实验操作，获取科学的事实信息

科学事实信息的收集是进行信息分析的重要前提。观察实验中，只有正确的操作方法和合理的操作流程才能获得科学的事实信息。在小学1-6年级中，教师可以结合学生的年龄特点和探究活动内容有计划地设计、实施探究活动，使学生逐步养成规范意识，形成良好的习惯。

1.学习正确操作方法，获取科学事实信息。

科学实验都有规范的操作方法和顺序，只有正确的操作方法和顺序才能获取有效的科學信息。基于小学阶段学生对观察实验经历过程的现状分析，要“正确操作”，需要教师自身熟知实验过程和学生的认知特点，找出学生在本实验中容易出现问题的地方，选择合适的提醒方式，如视频提示、示范演示提示、评判辨析提示等。在实验过程中，可以采用教师指正或小组内相互指正来规范。实验结束后，应有针对操作规范的小组互相评价和教师及时评价，对学生的规范操作做出认可。特别是在一些技能型实验中，如“酒精灯的使用”“测量物体的重量”“测量运动物体受到的摩擦力”“用量筒测量水的体积”“用温度计测量水的温度”等需要教师特别注意。

还有一些实验由于操作方式不合理而引发其他现象，如“比较声音的高低”实验中，学生往往忽视实验操作的规范性，导致听到的不是尺子振动发出的声音，而是尺子拍打桌面的声音，这样的信息无法进行声音高低的比较。实验活动前，教师要做出规范操作说明；实验过程中，鼓励学生相互监督指正，加强规范操作；实验结束后，教师对学生的规范操作做出认可并指明操作规范的重要性。正是这样规范的实验操作，学生才能获取科学的实验信息，在感受规范操作的过程中逐步养成严谨细致的态度。

2.依据规范操作流程，获取科学的事实信息。

科学实验常常需要几个步骤来完成，这就形成了操作顺序或程序，只有遵守程序，才能获取更准确的信息，作出科学评判。如在“比较声音的强弱”一课中，先用较小的力、小的力、大的力和较大的力敲击物体发出声音，再根据听到的声音进行比较，而不是制造出一种声音，在没有与其他声音比较的情况下判断声音的强弱。再如，在“微小生物”的观察中，只有按照显微镜的操作要求才能观察到微小生物的器官结构。

（二）注重探究的完整性，经历专注、持续的全过程观察

科学是以科学探究活动为载体的学习活动，而学生的观察是捕捉信息、积累认识，为推理和判断奠定基础的过程。只有经历专注而持续的观察，才能获取完整的信息，发现规律、找出原因、解决问题。小学科学教学中的实验有不同的类型，特别是一些探索因果关系的实验，更需要学生经历专注观察实验的全过程。

1.设计科学的观察要求，鼓励学生养成专注而完整的观察习惯 。

每一项科学观察都有一定的目的和相应的要求。好的观察要求应该是清晰、简洁、易懂的，同时应该鼓励学生做到专注而完整地观察。专注就是指专心注意、全神贯注；完整就是指从实验开始直至实验结束。这些指向行为的要求实际是培养学生科学品质的要求，有利于学生科学素养的提升。

小学1-6年级学生因为年龄不同，专注力也不同。教学中需要根据学生的年龄特点合理设计实验过程，根据实验内容和学生特点做出合理要求。教师要从观察实验本身的内容、开展的具体情况和多个角度分析观察的有效方法等方面，提出相对应的科学建议。

多数观察实验活动是学生感兴趣的，作为教师不仅要通过观察实验活动激发学生的探究欲，更应该将对实验现象的兴趣逐步转移到获取全面信息、做出科学合理解释等理性活动中，进而形成科学的方法和观点。如《我们来做热气球》《白糖被加热的变化》《小苏打与白醋的混合》等课的探索活动，教师可在观察前提出“看到了什么？有什么疑问？”，让学生经过一次完整观察后尝试对产生的疑问做出猜想，带着猜想再进行1-2次完整的实验观察。这样连续的过程很容易使学生在专注而持续的研究中，形成更加深刻而上位的认知。

2.设计有结构的观察记录单，助力学生全过程观察。

观察记录单是表达学生课堂探究和观察成果的重要过程性材料，也是学生思维发展的基础保证。教师通过观察记录单能够了解学生的探究进程和观察记录点，更能有效地促进学生思维发展。

首先，设计学生最近发展的记录单。维果茨基在《意识是行为主义心理学的问题》中提出了學生的“最近发展区”理论，指明只有针对最近发展区的教学，才能促进学生的发展。科学记录单应着眼于学生的最近发展区，通过认知进阶的层级调动学生的积极性，发挥其潜能，鼓励学生观察实验的全过程。

其次，遵循学生认知规律，鼓励灵活多样记录方式，助力观察全过程。文字记录有时会花费更多时间，不能更直观形象地展示，而科学记录单不仅采用文字记录，还可以结合更多形式进行记录，如画图、数据等。比如在“空气的热胀冷缩”一课中，学生在“你观察到了什么”一栏中，形象地画出气球的膨胀情况，比单纯的文字描述更能反映实验现象。又如，在“探索尺子的音高变化”一课中，用柱状图的形式记录尺子探出桌面不同长度时音高的不同变化，能更好地找出规律——尺子伸出桌面越长音高越低。

3.通过完整而反复观察，发现有价值的节点。

当学生对实验现象产生了疑问或者有初步解释后，会想继续观察实验现象，为自己的猜想和解释进一步找寻证据，因此教师要引领学生带着疑惑反复观察，在观察中发现变化节点，为接下来的思维加工做好铺垫。如在“加热白糖”的实验中，学生第一次看到加热白糖冒气泡，感到实验成功了，但反复几次会发现，加热到一定时间段，颗粒状的白糖才开始变成无色液体；再持续加热一定时间，无色液体逐渐变黄、变棕、变黑；出现黑色时，能闻到一股烧焦的气味；再持续加热，黑色物质便燃烧起来。正是有了这些节点，学生很容易对白糖加热过程中产生的物理变化和化学变化做出有理有据的解释。

做好“多次观察的活动”最重要的前提是对实验现象有想法，可以是疑惑，也可以是解释。有了这样的前提，学生才会主动避免无效的打扰，更好地进入学习中。

（三）注重信息的关联，综合分析获取的信息，以联系的观点处理丰富的信息

1.对同一实验中获取的信息进行关联。

在同一个实验活动中，学生会从不同的感官中获取不同的信息，也会从不同的时段获取不同的信息。这些信息不是简单地罗列就能形成具有核心的概念，而是这些信息之间相互关联、相互解释、相互搭建，才能形成对事物的本质更清晰地认识或者更上位的概念。而关联的过程是学生高阶思维参与的过程，教师要给予学生一定的时间和空间进行信息关联，学生的学习会越来越主动，越来越独立。

例如在“小苏打和白醋的变化”（教育科学出版社小学科学6年级下册）一课中，当学生将白醋倒入集气瓶中时，会看到迅速有大量气泡冒出并直接涌到瓶口，同时会听到沙沙声、上涌的气泡顶撞在集气瓶口玻璃片的啪啪声，集气瓶壁温度降低；接下来上涌的气泡越来越少，气泡破裂的沙沙声逐渐减小，瓶口的玻璃片不再跳动，集气瓶壁温度也逐渐恢复。学生专注观察，会将看到的、听到的、用手触摸的感觉等信息彼此关联，进行推理分析，做出对此现象的解释——这是有新气体产生的化学变化，在这个过程中有吸热现象，同时这两种物质混合后的反应变化呈现出先快后慢的特点。这种通过信息与信息的关联，学生进行了推理、归纳、迁移，使高阶思维的参与更加活跃。

2.对同一主题下不同探究活动信息进行关联。

小学科学教学通常以“大单元”的组织架构形式，将一个核心概念分解为不同的下位概念，在不同的教学活动中实施。因此教师也应将一个主题下的各个探究活动中获得的信息进行横向关联，根据小学生知识与能力发展的认知规律，寻找活动与活动之间的前后连接，将核心科学概念建构为一个整体进行教学设计，使每个单元的学习形成序列化。

教学中， 教师应该对整个单元的概念体系进行组织建构，明确概念的层级，寻找同一领域下各活动的内在联系，通过对不同活动的科学概念的层级分化，引领学生思维向更深处延伸，丰富单元核心概念的达成，在各课时的下位概念的纵横交错中建构科学概念，提升建构认知。

3.在研讨中进行信息关联。

科学教学中通常以小组为单位组织学生观察、实验。目的不仅是使学生相互配合共同完成操作层面的活动，更重要的是为学生提供思想碰撞、交流探讨，提升其概括、演绎、推理、归纳、分析、判断、表达、解释等能力的机会。

当小组内形成了一些共识后，教师还需要组织全班交流研讨，在课堂探究中形成相互关联的立体网状结构，以达成更多资源的“关联”。

如在五年级上册“风的作用”一课中，为了让更多的学生参与研讨，笔者先让每个学生进行独立思考，各自将有关风的作用信息整理好再进行小组交流，在小组中补充修改自己的信息，最后进行全班交流，从而促使每个学生充分思考，有问题的或者有补充的学生都可以阐述自己的观点。

三、结语

总之，有深度探索活动的科学课堂是一个充满智慧与生命力的课堂，需要教师精心设计、细心指引。只有师生共同努力，持之以恒地让学生经历规范的操作、完整的观察、有关联的建构，学生的科学素养才会得到合理发展。