科学课堂促进学生深度探究的策略

探究教学是符合儿童天性的学习方式，强调让他们在探究实践中积累认知世界的经验，提高科学能力。深度探究是学生在科学课上围绕探究任务进行的积极主动且具有批判性的探究。在三年级《物体在斜面上运动》一课的教学中，我尝试从活动设计、材料准备和实验指导三个方面促进学生深度探究，在有限的课堂时间里让他们的探究活动更有成效和价值。

一、深研教材，整体设计探究活动

教师只有了解科学课程标准，理解教材意图，从整个单元考量，掌握各部分内容的教学目标和重难点，才能把握本课的教学目标和要求。教师开展整体单元教学时，一定要清楚目标定位，让每一课衔接得更紧密。同时，在梳理教学内容的过程中，教师要精准把握探究的问题，用问题链将整个探究活动有效贯穿起来。

1.解读单元，明晰目标

本课是三年级“物体的运动”单元第四课的内容。本单元围绕学科核心概念“物质的运动与相互作用”开展教学活动。通过分析单元结构可以发现，本课既涉及物体的运动方式，又包含物体运动快慢的学习内容（见表1）。通过前面几课的学习，学生知道了物体会出现静止和运动两种状态，意识到运动状态是绝对的，运动的方式是多种多样的。本课借助斜面来驱动物体，过渡到滑动、滚动、静止等具体运动方式，让学生观察不同物体在斜面上运动的快慢，从而引出对运动快慢的探究，也为学习本单元最后一课《测试“过山车”》奠定了基础。在这个过程中，学生不断经历“预测、实验、观察、反思、讨论、发现”的思维碰撞过程。

教师以学生的认知情况为基础，通过研读教材，并分析整个单元，确定了本课的学习目标：能搭建斜面，并了解物体在斜面上有滑动、滚动和静止三种运动方式；知道改变斜面坡度、物体形状、放置方式等实验条件会影响物体在斜面上的运动方式。

2.贯穿问题链，凸显思维

课堂上，有层次的问题指引是发展学生科学思维的关键。教师要引导学生了解探究的目的，让他们在实验观察的基础上，以现象为依据提出观点。因此，教师设计的问题情境要直接指向研究目标，只有让学生明白具体要研究的问题，才能有针对性地围绕问题展开后续的实验探究。

在本课中，教师出示小球、立方体、长方体和三棱柱，让学生猜测：它们在斜面上会怎样运动？当学生做出判断后，再进行实践操作。学生经历了结果和猜测的对比后，再思考：什么样的物体在斜面上会静止？什么样的物体容易滑动或滚动？通过分析，学生能推测出越接近球形的物体越容易滚动。然后，教师让学生观察更多不同形状的物体在斜面上的运动情况，进一步论证假设，增强他们的科学推理能力。如果教师在探究中激发学生自主提出“为什么同一物体在同一斜面上有不同的运动方式”的质疑，可以发展他们的批判性思维。最后，教师为了让学生在解决问题的过程中完成对概念的内化和升华，继续提问：“如果我们逐渐增加叠加的小积木的数量（或增加斜面的坡度），斜面上物体的运动情况会发生变化吗？会有怎样的变化呢？”问题链为学生搭建了解决问题的支架，帮助他们激活相关概念，锻炼了他们的科学思维。

二、深挖材料，有序推进探究活动

在科学课堂上，材料是学生亲身经历科学探究活动的关键。材料的呈现次序显示了思维的层次性，材料的典型性能体现它和科学概念之间的关联性。因此，教师要把握好材料的呈现方式和时机，使探究活动有序推进、层层深入。

1.一次呈现，关联目标

在课堂导入部分，教师以学生熟悉的滑滑梯场景引入，让他们意识到斜面在生活中普遍存在，并能归纳斜面的特点，顺势引出斜面概念。本课中，基于学生的生活经验，搭建斜面的材料选用塑料积木和带卡槽的木板。积木具有牢固性、稳定性，而且容易搭建成斜面。此外，该斜面还可以灵活调整坡度的大小，让学生把更多的精力放在探究物体的运动上。教师选择具有代表性的三棱柱、立方体和小球，让学生研究其静止、滑动和滚动的运动情况。三棱柱在斜面上是静止的，立方体在斜面上滑动，小球在斜面上滚动，三种物体在斜面上呈现出完全不同的运动情况，有助于学生理解和建构新知。同时，学生在《各种各样的运动》中学习过定点图示法，即先在研究的物体上贴一个红点，再进行观察。描述一个物体的位置比较困难，但描述一个点的位置就比较容易了。为了方便描述，在满足一定条件的情况下，学生可以把物体简化、抽象为一个有质量的点，称为“质点”，这让研究的问题得到简化。[1]教师指导学生将贴有红点的物体放置在斜面最高处，从侧面进行观察，这一方面能让他们的探究更具有指向性，使他们专注于观察物体滑动或滚动的运动轨迹；另一方面能让他们的实验记录更清晰，使他们能描述出不同物体的运动特征，也能更好地区分滑动和滚动。

2.二次呈现，多维体验

在教学过程中，教师可以将资源合理分区（材料区、学习区等），这些相对独立又相互关联的区域，能为学生提供“自助餐式”的材料支持。学生为了观察更多物体的运动，会选择长方体、圆柱体、十二面体、二十面体这四种物体。一方面，长方体和圆柱体的放置方式既可以是横向的，也可以是直立的；另一方面，随着物体的形状越来越接近球形，它们在斜面上也越容易滚动。同时，学生除了观察这些物体在斜面上的运动情况，还可以挑选身边的物体进行观察和记录，充分体验，从而观察到不同的实验现象，进行思维的碰撞。

3.三次呈现，拓展延伸

本单元的学习依托学生的亲身实践，教师要提供有结构的材料，组织全体学生参与实践活动，让他们在实践中有所感悟。在本课的拓展部分，教师给学生提供更多积木块，让他们尝试把积木从5块依次叠加到8块，使斜面坡度不断增大，再观察物体运动情况的变化。学生发现：当斜面坡度增大后，部分物体的运动情况会改变，原本运动的物体在斜面上的运动速度会变快。当学生发现斜面上物体的运动速度发生了变化时，知识就延伸到了后面两节课《比较相同距离内运动的快慢》和《比较相同时间内运动的快慢》中关于物体运动速度的研究了。

三、深耕过程，有效指导探究活动

在实验探究活动中，教师要让学生经历有目标的系统观察，这有利于提升他们的科学素养。这不仅需要教师指导学生规范操作，发现滚动和滑动之间的不同，也需要教师积极搭建技术支架，比如利用慢镜头或动图强化运动的特点，让学生如实记录现象，深入参与研讨。

1.规范操作过程，发现运动规律

学生在搭建斜面时，要注意操作细节：积木的形状决定了叠加是否顺利，叠加的方式决定了斜面的高度和稳定性，长木条与积木卡槽的接触点决定了斜面的稳定性等。由此可见，看似简单的搭建斜面活动，实际上是一个值得探究的工程问题。

学生通过动手实验，观察立方体和小球在斜面上的运动情况，将模糊的前概念逐渐转换成了科学词汇：滑动、滚动、静止。教师对学生进行实验指导：每一次要在斜面的顶部放置物体，轻轻松手，不能推物体，从侧面进行观察，多次重复实验。学生为了改变斜面的高度，尝试把积木从5块依次叠加到8块时，教师也要强调以上实验注意事项。在这样的操作过程中，学生对物体运动情况的观察更加深入，对科学概念的建构也更加牢固。

在“改变斜面高度，观察物体运动情况”的实验中，教师需要统一斜面搭建的位置和高度。由于木板斜面长度都是一样的，下面叠加的积木数量和积木放置的位置不同，都会导致斜面坡度的不同。因此，教师需要统一积木的叠加方式，让学生一层一层地往上加，从小到大改变斜面的坡度，最终发现随着斜面坡度的变大，有的物体从静止变成滑动，有的物体从滑动变成了滚动，有的物体滚动的速度更快了。这样形象化展现物体运动变化的过程，既激发了学生的学习兴趣，也发展了他们的科学思维。

2.搭建技术支架，动图强化特点

在实验过程中，由于立方体和小球的运动速度过快，不利于学生观察它们与斜面的接触面是否改变，所以教师借助慢镜头视频拍摄技术，将整个过程制作成GIF动图。在动图中，学生清晰地观察到立方体始终只有一个面和斜面接触，而小球和斜面的接触面是不断变化的。这样通过动图使物体的运动轨迹形象化，使抽象的科学知识能够被直观地展示的做法，能启发学生观察和思考。物体的运动方式有平动（物体上任意两点运动前后的连线保持平行）和转动（运动的物体上除转动轴上各点外，其他各点都绕同一转动轴线作大小不同的圆周运动），本课中涉及的滚动则是平动和转动的结合（如图1）。根据学生的认知特征，教师让他们用线条和箭头画出物体的运动路线，这正是帮助他们从实物模型抽象为心智模型的过程。

3.如实记录现象，深入参与研讨

在科学观察中，学生只有如实记录观察到的实验现象，才能对实验的结果进行有效探讨。在本课中，学生先猜测不同物体在斜面上的运动情况，再在小组内分工合作进行实验验证，最后进行班级交流。教师循序渐进地引导学生发现不同形状的物体在斜面上的运动情况是不同的。教学中，教师不对放置方式做统一规定，学生通过观察多个不同形状的物体在斜面上的运动就能有所发现。例如，圆柱体在斜面上有滚动和静止两种不同的状态，十二面体在斜面上有滚动和滑动两种状态（见表2）。

通过全班研讨，学生发现了物体在斜面上运动的规律并尝试对实验现象进行总结：在相同的斜面上，圆柱体和十二面体不同的放置方式也会影响其运动情况。在观察更多不同形状的物体在斜面上的运动情况时，学生发现了更多的实验现象，他们的思维不断碰撞，推理能力得到了锻炼。同时，教师引导学生关联生活中物体的运动情况，发现并归纳这些运动的特点，为后续学习作铺垫。

参考文献

[1]徐春建.《物体的运动》单元分析与教学建议[J].湖北教育（科学课），2020（01）.