長周期科學(xué)探究活動(dòng)操作范式的建構(gòu)與實(shí)施

所謂長周期科學(xué)探究活動(dòng)，是指現(xiàn)行教科版小學(xué)《科學(xué)》中的相當(dāng)一部分探究活動(dòng)需要沖破課堂40分鐘的時(shí)空樊籬，超越科學(xué)探究的“建筑圍墻”，開展課內(nèi)外聯(lián)動(dòng)探究。擷取此類內(nèi)容，重新梳理歸類，可將其粗分為“觀測與考察”“種植與飼養(yǎng)”“設(shè)計(jì)與制作”三大板塊。在面對諸多類型的探究活動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)的、固定的、拘泥于課堂時(shí)空的探究模式只能讓這些展示型、競賽型、長周期探究等課型淺嘗輒止。為此，依托學(xué)生主體、課堂教學(xué)實(shí)踐和豐富的硬件資源系統(tǒng)，提煉出相對應(yīng)的三種學(xué)習(xí)范式：基于匯展交流機(jī)制的探究范式、基于技術(shù)跟蹤機(jī)制的探究范式、基于競賽激勵(lì)機(jī)制的探究范式。我們試圖通過這樣一種嘗試，追尋一種“好的課堂”，教學(xué)諸因子之間相互交融、緊密相連，進(jìn)行著信息能量的輸入輸出等各種交流。

一、“觀測與考察”板塊——基于匯展交流機(jī)制的探究范式

“觀測與考察”的內(nèi)容在小學(xué)科學(xué)教材中是一個(gè)重頭戲，每一冊中或多或少都有涉及。比如三上的《校園的樹木》、五上的《評價(jià)我們的太陽能熱水器》、六下的《考察家鄉(xiāng)的自然水域》，等等。此類活動(dòng)讓學(xué)生走出課堂，面向自然、面向社會(huì)、面向?qū)嶋H，讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是、認(rèn)真細(xì)致、與人合作、勇于探索的科學(xué)精神。然而，受各種因素限制，這一部分活動(dòng)的實(shí)際開出率極低。解決這一矛盾一方面應(yīng)該從硬件設(shè)施建設(shè)入手，完善科學(xué)探究資源體系的創(chuàng)建，另一方面可再通過匯展交流機(jī)制激勵(lì)督促活動(dòng)的正常開出，最終形成適宜此類活動(dòng)開出的探究范式（見圖1）。

（1）場地選擇是開展“觀測與考察”活動(dòng)的首要問題。我們應(yīng)該從內(nèi)容出發(fā)，充分考慮安全因素和組織方式，選擇合適的校內(nèi)外探究場。比如觀察校園動(dòng)植物，可運(yùn)用科技種植園和生態(tài)池塘；測量天氣數(shù)據(jù)，可運(yùn)用校園氣象觀測站；考察河流和生態(tài)環(huán)境，可運(yùn)用校園周邊的小溪、公園等。

（2）要讓孩子們帶著問題、帶著活動(dòng)方案去開展觀測考察，而非漫無目的地旅游、踏青、觀賞。因此，活動(dòng)中方案的制訂顯得尤為重要，這將直接影響到活動(dòng)的正常開出和成果的匯展交流。一般情況下以指定四人組或自由組合的方式為組織形式，厘清活動(dòng)的目的、方法、表述方式等內(nèi)容后再行動(dòng)，部分校外活動(dòng)還必須由兩名以上的教師帶隊(duì)。在觀測考察過程中，受場地環(huán)境、活動(dòng)人員等多重因素影響，有可能還會(huì)隨機(jī)調(diào)整方案，應(yīng)用新的策略方法，形成動(dòng)態(tài)目標(biāo)。

（3）信息發(fā)布會(huì)、報(bào)告會(huì)、交流會(huì)均屬匯展交流，讓學(xué)生根據(jù)主題搜集整理資料，寫出報(bào)告文稿，在全體學(xué)生面前表達(dá)自己的研究發(fā)現(xiàn)。可以是少數(shù)學(xué)生講給大家聽，也可以是多數(shù)學(xué)生參與的交流活動(dòng)，活動(dòng)還可以是一種資料張貼展示的形式。匯展交流可安排在活動(dòng)結(jié)束后進(jìn)行，也可隨著多次觀測考察活動(dòng)分期開出，關(guān)鍵在于要營造一種民主的、科學(xué)交流的氛圍，讓學(xué)生嘗試、體驗(yàn)科學(xué)交流活動(dòng)的精神享受與樂趣。

（4）觀測與考察活動(dòng)給學(xué)生提供了親身體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，更接近生活實(shí)際，其教育遷移更具有顯性意義。如：考察學(xué)校周圍新發(fā)生的與科學(xué)教育相關(guān)的事件、工程、環(huán)境問題后，引發(fā)孩子們自覺到社區(qū)做義務(wù)宣傳等。

綜上所述，開展“觀測與考察”類的長周期科學(xué)教育活動(dòng)，不在乎孩子能掌握多少科學(xué)知識，在乎的是孩子親歷活動(dòng)后的內(nèi)心體驗(yàn)和能力發(fā)展。在孩子們的興趣、積極性被充分激發(fā)調(diào)動(dòng)后，他們對活動(dòng)的鉆研就會(huì)更加投入、更加深入。學(xué)習(xí)氣象知識、觀測天氣現(xiàn)象、考察環(huán)境等活動(dòng)會(huì)逐步成為學(xué)生們喜愛的科普項(xiàng)目，孩子們的實(shí)踐能力也會(huì)隨之增強(qiáng)。

二、“種植與飼養(yǎng)”板塊——基于技術(shù)跟蹤機(jī)制的探究范式

俄國哲學(xué)家、作家赫爾岑曾經(jīng)說過：“科學(xué)是到處為家的，不過在任何不播種的地方，是絕不會(huì)得到豐收的?！苯炭瓢嫘W(xué)《科學(xué)》教材中約有三分之一的內(nèi)容與種植飼養(yǎng)有關(guān)，三上有《植物》《動(dòng)物》兩單元，三下有《植物的生長》《動(dòng)物的生命周期》兩單元，四下有《新的生命》單元、五上有《生物與環(huán)境》單元、六上有《生物的多樣性》單元。其中，部分活動(dòng)需要開展長時(shí)間的觀察和探究。如何在科學(xué)課上給學(xué)生提供機(jī)會(huì)，讓他們從事力所能及的種植飼養(yǎng)活動(dòng)，從中獲得直接感知和技能、樂趣方面的發(fā)展，成為一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的課題。為此，我們在校園內(nèi)注重種植園、生態(tài)池塘、班級生態(tài)角等硬件建設(shè)的同時(shí)，提出“技術(shù)跟蹤”這一保障機(jī)制，建構(gòu)與之相適的探究范式（見圖2），力促孩子們的課外種植、養(yǎng)殖活動(dòng)能做到親歷親為。

（1）種植和飼養(yǎng)是小學(xué)生樂于從事的實(shí)踐性活動(dòng)，活動(dòng)前充足的材料準(zhǔn)備是活動(dòng)正常開出的第一要素，比如準(zhǔn)備種植所需的種子或幼苗，飼養(yǎng)所需的動(dòng)物卵或小動(dòng)物等。當(dāng)然，準(zhǔn)備過程中盡可能地讓學(xué)生參與其中也是非常有必要的。

（2）創(chuàng)設(shè)情境也應(yīng)該視作活動(dòng)前的準(zhǔn)備之一，其目的直指學(xué)生的心理動(dòng)機(jī)和情感。教師充分利用種植、飼養(yǎng)活動(dòng)中的載體，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的探究情境，明確探究任務(wù)，激發(fā)積極情感，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。

（3）科學(xué)建模就是把生活事件建筑成科學(xué)問題的模型。種植、飼養(yǎng)的目的不是把學(xué)生培養(yǎng)成花匠、農(nóng)民、飼養(yǎng)員，而是以此為探究平臺展開科學(xué)問題的探討。在明確目標(biāo)的前提下，師生再共同開展活動(dòng)。

（4）種植、飼養(yǎng)活動(dòng)在實(shí)施過程中，因各種主客觀因素半途而廢是一種常見現(xiàn)象，也是最令人擔(dān)憂的。因此，在此范式中提出了“技術(shù)跟蹤”這一保障機(jī)制，主要涵蓋兩層意思：一是活動(dòng)自始至終提供必要的材料、技術(shù)指導(dǎo)，二是對學(xué)生的活動(dòng)進(jìn)行必要的跟蹤、監(jiān)督，明確任務(wù)，形成動(dòng)態(tài)性目標(biāo)。

（5）在交流遷移環(huán)節(jié)中，教師可指導(dǎo)學(xué)生整理觀察日記，進(jìn)行手編報(bào)的編寫、廣播稿的投稿播出，發(fā)布到博客或QQ空間等，讓更多的人參與我們的種植、飼養(yǎng)過程。同時(shí)，還可將這些活動(dòng)以及成果應(yīng)用到生活生產(chǎn)實(shí)踐之中，遷移到家庭、學(xué)校和更廣的范圍之中。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！逼┤纾勒丈鲜龇妒綆ьI(lǐng)孩子們養(yǎng)蠶。飼養(yǎng)前可作好準(zhǔn)備：種植園中有一片種植了兩三年的桑樹，已可采摘；四月底聯(lián)系農(nóng)科院，購買到健康的蠶卵，在實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一孵化；完成第一課的教學(xué)，作好觀察飼養(yǎng)指導(dǎo)。待到二齡蠶或三齡蠶時(shí)，下發(fā)給每位學(xué)生五條蠶寶寶和一張桑葉。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)剩下的蠶寶寶利用種植園中的桑葉繼續(xù)飼養(yǎng)，若學(xué)生飼養(yǎng)不當(dāng)造成死亡，還可用死亡的蠶寶寶到實(shí)驗(yàn)室換取活的蠶寶寶。同時(shí)，教師還應(yīng)配合蠶寶寶的生長情況，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，進(jìn)行靈動(dòng)的教學(xué)安排和給予必要的技術(shù)指導(dǎo)。同時(shí)，在班級博客中開辟專欄，上傳優(yōu)秀的飼養(yǎng)日記、照片等。讓學(xué)生以養(yǎng)蠶的直接經(jīng)歷為基礎(chǔ)，運(yùn)用這個(gè)模型去認(rèn)識各種動(dòng)物的生命周期。通過上述案例，我們便能感悟到“技術(shù)跟蹤機(jī)制”在“體驗(yàn)生命”類探究活動(dòng)中所起到的保障作用。

三、“設(shè)計(jì)與制作”板塊——基于競賽激勵(lì)機(jī)制的探究范式

“設(shè)計(jì)制作”板塊內(nèi)容隸屬于“設(shè)計(jì)與技術(shù)”領(lǐng)域。設(shè)計(jì)是人類社會(huì)最基本的一種生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)。技術(shù)是人類為實(shí)現(xiàn)社會(huì)需要，解決實(shí)用問題而創(chuàng)造和發(fā)展起來的手段、方法和技能的總和。讓孩子們親歷以設(shè)計(jì)為特色的技術(shù)和以探究為特點(diǎn)的科學(xué)相并存的過程，發(fā)展綜合解決實(shí)際問題的能力和實(shí)踐創(chuàng)新的能力。同時(shí)，再輔以“競賽”這一有效的激勵(lì)性機(jī)制，扎實(shí)有序地開展科學(xué)探究，形成學(xué)習(xí)范式（見圖3）。

（1）“設(shè)計(jì)與制作”相關(guān)內(nèi)容在教材的呈現(xiàn)往往會(huì)有這樣兩種規(guī)律：一種是在課文的結(jié)束部分，如五下《時(shí)間的測量》單元第7課“做一個(gè)鐘擺”最后部分要求做個(gè)一分鐘擺30次的“鐘擺”；還有一種就是單獨(dú)成課，如學(xué)習(xí)了該單元前幾課后，就出現(xiàn)了第8課“制作一個(gè)一分鐘計(jì)時(shí)器”。開展此類活動(dòng)要高度重視認(rèn)知積淀，包括活動(dòng)前師生現(xiàn)成建構(gòu)的，以及學(xué)生之前就具備的前概念和操作技能。

（2）明確制作任務(wù)也就是明確探究主題，如制作要求，需要符合某些特定需要，都應(yīng)作重點(diǎn)說明。在這一環(huán)節(jié)中尤其要注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激起探究、制作的欲望，故而將“競賽”這一元素滲透到整個(gè)活動(dòng)范式。有了這樣的原動(dòng)力，學(xué)生才會(huì)去主動(dòng)的制訂方案、準(zhǔn)備工具、搜集材料、嘗試制作，直到制作出令人滿意的作品。在這一流程中還應(yīng)該充分利用制作團(tuán)隊(duì)的力量協(xié)同，這個(gè)團(tuán)隊(duì)并非單指學(xué)生之間的小組合作，還包括家長、專家、社區(qū)資源，以期形成一種動(dòng)態(tài)目標(biāo)。同時(shí)，還應(yīng)凸顯對工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視，因?yàn)樵O(shè)計(jì)可以展現(xiàn)人的多種理解和創(chuàng)造，也能讓技術(shù)從無形到有形。它具體包括材料的設(shè)計(jì)、測試方式設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、外觀的設(shè)計(jì)等諸多方面。

（3）競賽激勵(lì)應(yīng)該是一種多層面的競賽，包括個(gè)體之間、組際之間、班級之間，每一個(gè)層面未必都要教師出面組織。在層層遞進(jìn)的競賽過程中，學(xué)生必然會(huì)進(jìn)行多次設(shè)計(jì)制作，不斷完善自己的作品，體驗(yàn)成功的樂趣。

（4）最后，評價(jià)遷移階段要引導(dǎo)學(xué)生對不同設(shè)計(jì)方案和制作工藝實(shí)物予以測試與評價(jià)，讓學(xué)生意識到人們精巧設(shè)計(jì)所帶來的更大收益；要通過教師或?qū)W生結(jié)合探究活動(dòng)的過程進(jìn)行總結(jié)提煉，總結(jié)對象可以是制作技能，但更重要的是總結(jié)科學(xué)實(shí)踐的方法、合作學(xué)習(xí)的方式、不畏失敗的精神……同時(shí)將這樣的一種收獲遷移到家庭科技教育、校園科技比賽、社區(qū)科技比賽之中。

“設(shè)計(jì)與制作”內(nèi)容板塊中利用基于競賽激勵(lì)機(jī)制的范式開展科學(xué)探究，有兩個(gè)方面的意義：一方面是既充分挖掘教材中現(xiàn)有的課程資源，又充分利用校園內(nèi)匹配的科學(xué)探究活動(dòng)資源體系，如科技制作坊、探究實(shí)驗(yàn)室等；另一方面是這樣的活動(dòng)范式使原有的學(xué)習(xí)方式更加豐盈靈動(dòng)，將孩子帶出課堂，讓孩子走進(jìn)生活，真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)教學(xué)貼近生活、貼近實(shí)際，為學(xué)生提供更多的科技實(shí)踐體驗(yàn)機(jī)會(huì)。

教學(xué)有模，但無定式，貴在得法。盡管我們針對各類長周期科學(xué)探究活動(dòng)提煉了三種操作范式，但并不意味著一定要依據(jù)范式流程按部就班。在教學(xué)實(shí)踐中，還可視制作對象的能力水平、培養(yǎng)目標(biāo)的指向性、活動(dòng)過程中的隨機(jī)生成，進(jìn)行增刪、調(diào)整。同時(shí)，提煉新型探究范式的目的并非要全盤否認(rèn)新課標(biāo)提出的主流探究模式，而是對原有科學(xué)探究模式的一種補(bǔ)充、一種細(xì)化。這既為授課教師提供一個(gè)寬裕的施展個(gè)人才能、展示個(gè)人風(fēng)格的空間，又能讓他們避免遭遇到削足適履的尷尬而拘泥于某一具體的操作方法，同時(shí)在問題解決的過程中可以有效地提升廣大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：浙江省杭州市下城區(qū)教育研究發(fā)展中心）

（責(zé)任編輯：馬贊）