提高小學科學探究活動有效性的研究

覃勇

【摘要】本文針對小學科學課程探究活動中多數(shù)學生對活動方案設計理解不到位、團隊合作融合不夠、過程單一、有效性不高等常見問題，建議教師強化對探究活動“前、中、后”三個階段的指導，以不斷提升學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

【關鍵詞】小學科學 探究活動 有效性 研究

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）17-0041-02

“科技創(chuàng)新、科學普及是實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置”。2017年，教育部修訂印發(fā)了新的《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》，小學科學課程起始年級調(diào)整為一年級?？梢姡瑖覍πW科學教育的重視程度提升到了成為培育學生創(chuàng)新精神和實踐能力的啟蒙學科，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的基石。從2016年至2019年，筆者先后組織“廣西黃賢群特級教師工作坊”研究團隊部分成員通過教學實踐、問卷調(diào)查、訪談等方式，了解本區(qū)域小學科學課程探究活動開展的情況。

一、小學科學探究活動存在的常見問題

根據(jù)《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》的教育理念，我們從提出問題、作出假設、制訂計劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達交流、反思評價8個維度開展調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多數(shù)小學科學課堂存在以下常見問題：

（一）在“提出問題、作出假設、制訂計劃”目標環(huán)節(jié)，多數(shù)學生對操作步驟理解不到位

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，雖然有超過60%的學生表示在探究活動前進行了方案設計，但仍有77.42%的學生對活動步驟不理解;89.25%的學生在探究活動前不能對活動結(jié)果進行預測，56.99%的學生在進行預測時僅憑借生活經(jīng)驗（做過或看見過類似的活動或現(xiàn)象），30.1%的學生對活動結(jié)果的預測完全靠猜測。以上數(shù)據(jù)表明，學生在設計探究活動方法步驟時存在“知其然而不知其所以然”甚至生搬照抄的現(xiàn)象，沒有掌握基本的探究方法。

（二）在“搜集證據(jù)、處理信息”目標環(huán)節(jié)，學生團隊合作融合不夠

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學生在科學探究活動前搜集證據(jù)方法過于簡單，資料收集較少，辨別分析處理信息能力偏弱。而且，學生的團隊合作意識不強，僅有20.43%的學生在日?？茖W探究活動中進行了小組合作，多數(shù)學生的角色定位主要集中為操作員和記錄員。小組成員分工合作普遍缺乏自主協(xié)調(diào)安排的能力，多數(shù)學生在探究活動中觀察方式較單一，極少數(shù)學生能將觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行歸納分析。

（三）在“得出結(jié)論、表達交流”目標環(huán)節(jié)，探究總結(jié)陳述過程較倉促

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于小學課程教學時間有限，多數(shù)小學科學課程在進行小組合作學習時，將班級學生分成七八組，每組為4～6人，在課堂有限時間內(nèi)（40分鐘）安排學生輪流發(fā)言、相互評價、小組匯報等內(nèi)容，各小組成員充分發(fā)表意見和其他環(huán)節(jié)的時間安排較難兼顧。

（四）在“反思評價”目標環(huán)節(jié)，總結(jié)反思較為薄弱

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，不管是小學高年級學生，還是低年級學生，多數(shù)學生沒有達到“具有形成對探究過程、方法和結(jié)果進行反思、評價與改進的意識”的要求，極少數(shù)學生能達到“對探究活動進行過程性反思、總結(jié)性評價和完善探究報告”這一要求。

二、解決對策

近三年來，本研究團隊在教學實踐中，不斷強化對探究活動“前、中、后”三個階段的指導，以切實解決學生在探究活動中出現(xiàn)的問題。

（一）活動前期注重引導制訂探究活動計劃

考慮到學生制訂探究活動計劃的能力尚待提高，從三年級開始，研究團隊就注重培養(yǎng)學生制訂探究活動計劃的興趣。鑒于學生的學習能力還不是很強，針對關鍵問題，先由教師示范，再引導學生自行制訂探究計劃。如《我們周圍的材料》單元中的《比較柔韌性》一課，教師先用鋼尺來演示其受力變形后不易折斷的性質(zhì)，然后引導學生用木尺、塑料尺、鋼尺分別比較不同材料的柔韌性，并制訂活動計劃（活動計劃內(nèi)容應包含活動分幾個步驟，每個步驟要注意什么，怎么觀察和記錄看到的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象說明什么問題這幾項內(nèi)容）。

堅持一年左右的訓練，當學生制訂計劃的能力得到提高后，教師再逐步放手，讓學生獨立思考，自己制訂一個探究活動的方案。如五年級《運動和力》單元中的《用橡皮筋作動力》一課，教師可以直接拋出問題：“你覺得橡皮筋的纏繞圈數(shù)和小車行駛距離有什么關系？”先讓學生對二者關系進行推測，然后設計實驗檢驗自己的推測。這樣，學生就會思考“怎樣讓小車行駛得更遠”“要不要增加橡皮筋長度”“想辦法增加橡皮筋彈力”等問題，而這些問題又會促使學生不斷地完善實驗方案。這個過程，就是提升學生制訂計劃能力的過程。

（二）活動中期注重固定和輪換的角色扮演

針對學生合作學習能力不強的問題，在開展小學科學教學活動時，研究團隊非常注重教給學生一些小組合作學習的方法。例如，在低年級就訓練學生采取“固定式”方法，每人固定一個角色，讓小組內(nèi)每個成員先分別固定承擔組長、操作員、記錄員、匯報員的角色，并告知學生使其明確每個角色的責任與權力。這樣，每次開展探究活動時，大家各司其職，有條不紊，每個人都能得到鍛煉。

在開展探究活動的同時，我們還要求組長負責組織本組成員，圍繞本節(jié)課需要探究的問題依次輪流發(fā)表自己的意見，后一個發(fā)言的學生要對前一個學生的發(fā)言進行評價（圍繞“你覺得他哪里說得比較好？為什么？你不同意他的哪些觀點，為什么？你有沒有什么更好的方法”等問題進行評價）。學生按照這樣的方式開展合作學習，各抒己見，取長補短，最后由組長組織大家歸納小組的統(tǒng)一意見，跟其他小組進行交流分享。當學生普遍都比較熟悉這種合作學習方式后，研究團隊開始訓練學生互換角色，每個小組把各自的角色輪換一下，體驗不同角色給自己帶來的不同感受。我們讓小組成員每月交換一次角色，使學生更明確各自角色的作用，為更好地發(fā)揮自身作用以配合其他成員進行探究活動打下堅實的基礎，同時也促進學生各方面能力逐步得到鍛煉。

（三）活動后期注重表達和交流

“得出結(jié)論、表達交流”和“反思評價”目標環(huán)節(jié)都屬于學生語言表達范疇。開展科學探究活動后，為了真正提高學生交流和表達的能力，研究團隊與各年級的班主任共同合作，每天抽取一節(jié)課的課前準備時間，進行2分鐘左右的陳述一個科學概念的口語訓練活動。我們要求每名學生輪流上臺陳述，以此鞏固和完善學生的科學概念及科學思維。同時，還在每節(jié)科學課上有意識地訓練學生良好的表達習慣，如每個發(fā)言的學生都要熟練使用“經(jīng)過思考，我制訂的探究活動方案步驟如下……”“在開展探究活動的過程中，我發(fā)現(xiàn)……”“經(jīng)過小組的交流討論，我們小組覺得……”這些開頭語，使學生每次的發(fā)言都能科學、清晰、有條理。

考慮到活動后期往往接近課堂結(jié)束，為了不使學生產(chǎn)生倉促感，本研究團隊注重預留足夠的時間和空間讓學生進行表達和交流。比如，留有7～8分鐘的時間給活動后期的交流環(huán)節(jié)，先由組內(nèi)的匯報員分享本組的探究結(jié)果，其他學生傾聽和思考。在小組發(fā)言完畢后，由其他小組進行評價。以此形式開展各組間對活動結(jié)果的分析交流，讓學生養(yǎng)成良好的傾聽、表達和思考的習慣，提升科學探究的有效性。

三、活動成效分析

（一）學生的探究預測能力有所提高

經(jīng)過探究活動的開展，主動對探究結(jié)果進行預測的學生由原來的10.75%提升到了79.38%，能夠主動進行預測的學生大幅增加。此外，學生在進行預測時，能夠根據(jù)探究活動的原理進行預測的學生占比從12.9%提升到了56.7%，學生不僅能夠主動進行預測，更能夠從活動原理入手進行預測，并找到預測的依據(jù)。

（二）學生設計科學活動方案的能力得到增強

經(jīng)過研究團隊有針對性地引導學生開展探究活動，主動進行方案設計的學生從三年級時的61.29%提升到了89.69%，學生在開展探究活動前進行方案設計的主動性更加強了，且所設計的活動方法更為合理準確。通過前后檢測數(shù)據(jù)對比，三年級時只有16.13%的學生表示每次都能理解清楚活動步驟，77.42%的學生認為自己有時不能理解清楚，而經(jīng)過三年的探究活動訓練，不能理解的人數(shù)降到35.05%，有60.82%的學生表示自己每次都能理解清楚。

（三）學生小組合作學習能力得到增強

經(jīng)過探究活動的開展，經(jīng)常合作的學生從原先的20.43%提升到了91.75%，學生充分認識到了小組合作在探究活動中的重要性，更樂意在小組活動中進行合作。此外，學生不僅愛合作，而且也變得會合作了，反映在三年級時，有38.71%的學生不知道自己在小組中應當擔任什么角色，完成什么任務，到了六年級，不明確分工的人數(shù)只有2.06%;三年級時，分別有26.88%的學生和15.05%的學生在小組內(nèi)擔任記錄員和操作員，負責組織和匯報的人數(shù)僅為8.6%和10.75%，到了六年級，負責記錄、操作、組織、匯報的人數(shù)占比分別為25.77%、26.8%、24.74%、20.62%，角色分工更為均衡、合理，學生在探究活動中能更好地各司其職，更好地配合開展探究活動，有效提升了探究活動的效率。

（四）學生的觀察能力有所提高

經(jīng)過探究活動的開展，學生能夠采取多種觀察方式收集數(shù)據(jù)，觀察方式的選取更為合理，對于有異議的結(jié)果學生會主動進行反復驗證。在三年級，經(jīng)常能觀察到活動現(xiàn)象的學生只有25.81%，有62.37%的學生認為觀察時會用到眼睛這一感覺器官，有51.61%的學生認為會用到手;到了六年級，經(jīng)常能觀察到活動現(xiàn)象的學生比例提升到91.75%，且?guī)缀跛械膶W生都認為可以通過眼、耳、鼻、手來進行觀察。這表明通過師生的共同努力，學生能夠采取科學有效的處理方法，分析、提煉進而發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律，歸納總結(jié)出科學結(jié)論。能夠根據(jù)不同探究活動和現(xiàn)象呈現(xiàn)的特點合理選擇觀察方式，這對后期進行分析推理打下了堅實的基礎。

（五）學生的傾聽和表達能力得到增強

經(jīng)過探究活動的開展，學生從“能傾聽”到“會傾聽”。三年的時間，當學生自己的意見和其他組員不同時，選擇“先聽聽其他組員的意見，再發(fā)表自己的意見”的，在前后檢測數(shù)據(jù)中分別為84.95%和95.88%。看似只有10.93%的提升，但結(jié)合“你會和你的組員一起討論嗎”一項分析會發(fā)現(xiàn)，學生已經(jīng)從“能傾聽”或“樂于傾聽”提升到了“會傾聽”。數(shù)據(jù)顯示：自己會和組員討論的人數(shù)從前測的61.29%提升到了91.75%。這意味著三年級時學生的傾聽更多是被動式接受，聽完別人的意見后并不會對信息進行分析對比，對于與自己意見不同的看法不會和小組成員展開討論。而到了六年級，學生不僅樂于傾聽別人的意見，更會與自己的意見進行對比分析，更多地在小組內(nèi)開展不同意見間的探討，完善小組發(fā)現(xiàn)和活動結(jié)論。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果并結(jié)合學生的實際情況，小學科學教師還要不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，不斷更新小學科學教學理念，并將理論成果積極運用到教學實踐當中，在實踐中檢驗效果。小學科學組織的探究活動都是基于教材內(nèi)容來進行設計的，但因為地域性、環(huán)境差異、季節(jié)氣候、材料局限等方面原因，教師可能會發(fā)現(xiàn)完全照搬教材編寫意圖去組織的科學探究活動，有時難以取得良好的效果。這時候就需要教師深入地鉆研課標與教材，靈活地運用教材內(nèi)容，整合資源、創(chuàng)新材料、改變設計，利用自己的學科專業(yè)知識與創(chuàng)新能力，設計更貼近于本地區(qū)學生實際的科學探究活動，這樣才能真正提高小學科學探究活動的有效性。

【作者簡介】覃 勇（1978— ），男，漢族，廣西南寧人，一級教師，現(xiàn)任南寧市民族大道中段小學校長，系廣西黃賢群特級教師工作坊、南寧黃賢群特級教師工作室成員，研究方向為小學科學教育。

（責編 黎雪娟）