小組探究活動的“四明確”

◇黃貝貝（江蘇：蘇州市吳中區(qū)碧波實驗小學）

2022年新版《義務教育科學課程標準》明確“堅持創(chuàng)新導向”，強化科學課程的綜合性和實踐性，著眼于發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。科學思維是學生科學核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。科學思維主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等。

探究實踐對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)起到至關重要的作用。而小組探究活動能讓學生主動參與、動手動腦，積極經(jīng)歷科學探究實踐的過程，促進學生創(chuàng)新思維能力的提升。

一、小組探究活動

學校的課堂教學一般采用的探究實踐方式，是以科學小組的形式，進行課程問題的開展與探究。在小組探究的過程中強調(diào)學生的自主學習和自主探究，并以此為基礎，實施學生小組合作學習活動。在學生進行自主探究活動時，教師要起到引導和支持作用，讓學生充分發(fā)揮學習的主動性與積極性。小學科學教師的主要任務應當由單純的知識灌輸向鍛煉學生自主思考能力、觀察能力及創(chuàng)新能力等素質(zhì)方面轉(zhuǎn)移。

二、小組探究活動對學生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的意義

學生的探究實踐主要指兩方面內(nèi)容：一是學生能夠通過活動了解和探索自然，從而獲得科學知識、解決科學問題；二是在技術(shù)與工程實踐的過程中，學生能夠形成進行科學探究的能力、技術(shù)與工程的實踐能力和自主學習的能力。探究實踐能力是學生適應終身學習和發(fā)展必需的品質(zhì)和關鍵能力。

創(chuàng)新思維作為學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，主要體現(xiàn)在學生能夠從不同的角度分析、思考問題，并能在此基礎上提出新穎且具有價值的觀點和具體解決問題的方法。

而創(chuàng)新思維是在學生的一般思維的基礎上發(fā)展而來的，可以通過培養(yǎng)和訓練不斷提高。小學科學課堂教學作為培養(yǎng)學生思維能力的重要途徑，教師要將創(chuàng)新思維的培養(yǎng)滲透到課堂的各個環(huán)節(jié)，特別是在小組探究活動中，讓學生在自主實踐中切實鍛煉自身的思維能力。

三、小組探究活動的“四明確”

（一）明確探究目的與步驟

在小組探究活動中，在科學實驗進行之前，學生都要明確實驗探究目的與相應的步驟。教師可以先讓學生思考實驗目的和流程，然后根據(jù)學生的回答，總結(jié)科學實驗步驟并提醒學生不能關注到的注意事項。

以教科版三年級上冊“水”單元中第6 課《加快溶解》為例。教師提出問題“你有什么辦法讓食鹽可以加快溶解呢？”學生通過小組討論，很容易依據(jù)生活經(jīng)驗得出，溫度提高或者攪拌能夠加快食鹽的溶解。有些學生甚至還能通過“咬碎的糖果在嘴巴中融化的速度更快”得出通過“研磨成粉”也能加快溶解。明確實驗探究活動的目的后，學生可以分組對幾種影響溶解快慢的變量進行探究。之后教師再通過“如何在實驗中保證公平性？”“實驗中為什么要設計兩個杯子？”“什么條件改變？”“什么條件不改變？”等問題，幫助學生設計探究實驗的具體步驟。

小學科學教學目標不僅重視學生科學概念知識的獲得，更注重科學探究能力與態(tài)度價值觀的培養(yǎng)。學生在明確實驗探究目的和步驟的過程中，包含了學生的創(chuàng)新思維。

以教科版五年級下冊“熱在水中的傳遞”單元中第5 課《熱在水中的傳遞》為例。這一課的探究目標要求學生能夠制訂比較完整的探究計劃，初步具備實驗設計的能力。在具體的實驗計劃制訂中，學生用來觀察熱在水中的傳遞的方法是多樣的。有個學生就想到自己玩變色貼紙，溫度越高，圖案就越清晰。他想將貼紙剪碎放在水中觀察。他的方法說出來之后，很多學生質(zhì)疑貼紙在水中的浮力問題。雖然他的方法存在局限性，但經(jīng)過交流討論，形成科學完整的實驗步驟的過程，是學生頭腦風暴的過程。學生的創(chuàng)新思維在制訂實驗計劃中，能夠得到充分發(fā)展。

最終形成的探究實驗計劃，也幫助學生認識到科學創(chuàng)新思維要有實踐性和可行性。而在設定小組探究目標時，也要考慮學生的實際發(fā)展水平，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)要遵循人的身心發(fā)展規(guī)律。本節(jié)課的探究目標依據(jù)五年級學生思維發(fā)展特點，只要求探究計劃比較完整，學生考慮不到的地方，教師可以進行適當引導。

（二）明確小組成員的任務與職責

小組探究活動一定要分工明確。只有確定了每個小組成員的任務，才能通過合作完成實驗探究。在進行探究實驗時，教師要讓每一個學生通過小組合作的方式參與到實驗中，引導學生依據(jù)小組制訂的實驗計劃和提供的實驗器材，明確每個人在實驗過程中的任務和職責，培養(yǎng)學生的動手能力與團結(jié)合作精神。

以教科版三年級上冊“空氣”單元中第3 課《壓縮空氣》為例。在本節(jié)課上，學生可以采用4人為一個小組的方式進行探究實驗。實驗中每個組要用到兩個規(guī)格相同的注射器，比較空氣和水在“壓縮”和“擴張”兩方面的不同特征。在小組長領取材料后，學生可以自己分工合作完成實驗：一個學生負責抽取10 毫升的空氣和水，并幫助其他學生堵住注射器管口；一個學生負責“壓縮”和“擴張”空氣；一個學生負責“壓縮”和“擴張”水；一個學生負責記錄實驗現(xiàn)象。最后小組依據(jù)實驗現(xiàn)象交流討論，得出實驗結(jié)論。但是，每一個組的學生任務并不能固定，學生的任務需要經(jīng)常輪換，這樣才能讓每個學生在小組探究活動中充分參與，平衡發(fā)展自身探究能力。

小組探究活動依據(jù)實驗計劃，學生按步驟和具體分工進行活動。實驗操作時，學生的操作、合作分配以及記錄表達方式都能體現(xiàn)學生的創(chuàng)新思維。

以教科版四年級下冊“植物的生長變化”單元中第2 課《種植鳳仙花》為例。這一課通過種植鳳仙花實踐活動，為之后觀察綠色開花植物的生長做準備。在進行實驗活動時，學生為了自己的植物長勢更好，選擇的種植環(huán)境、種植方式都可以依據(jù)自身條件調(diào)整。而記錄觀察情況的表格，除了課本上要求通過文字或畫圖的方式來表達，很多學生在記錄時也進行了一定的“創(chuàng)新”。有些學生通過制作表格、手抄報、電子照片、制作視頻等多種方式呈現(xiàn)，多樣的記錄方法體現(xiàn)了他們思維方式的不同。小組實驗過程是學生自主動手探究的過程，學生更能在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，發(fā)展自身的創(chuàng)新思維。

（三）明確實驗結(jié)果的描述與解釋

學生在實驗結(jié)束進行交流匯報時，教師要提醒學生：說明實驗的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象背后的實驗原理，或者如何解釋這個現(xiàn)象。

以教科版五年級上冊“地球表面的變化”單元中第4 課《火山噴發(fā)的成因及作用》為例。在本節(jié)課的“火山噴發(fā)的模擬實驗”結(jié)束后，學生在交流匯報時，只能針對實驗的一些現(xiàn)象進行說明，如“火山平整的‘巖層’有輕微的振動”“‘巖漿’冒著氣泡從‘火山口’溢出”等。這些只是對實驗現(xiàn)象的描述，學生交流這些現(xiàn)象之后，還要對“火山噴發(fā)”的原因進行思考和解釋，得出火山噴發(fā)的原因是巖漿在高溫高壓的作用下，沖破地殼薄弱部分噴涌而出形成的。

在學生表達交流的過程中，學生對實驗結(jié)果描述與解釋也能體現(xiàn)學生的創(chuàng)新思維。

以教科版三年級上冊“水”單元中第3 課《水結(jié)冰了》為例。在小組完成探究實驗后，學生針對實驗觀察到的現(xiàn)象進行說明和解釋。幾乎所有的學生都能觀察到實驗中，當水溫度下降到0℃時，水開始結(jié)冰，從液體狀態(tài)變成了固體狀態(tài)。而且，學生認識到水結(jié)冰后占據(jù)了更大的空間。只有少部分的學生能夠觀察并直接清楚地表達“水結(jié)冰時，冰水混合物的溫度很長一段時間都保持在0℃”和“實驗用的燒杯外壁有小水珠，甚至有些出現(xiàn)了白白的東西”。這些實驗現(xiàn)象的描述，都是學生自己觀察發(fā)現(xiàn)的，有了這些“新發(fā)現(xiàn)”，如何知道這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因？在課后，學生可以通過閱讀資料了解到，溫度的變化與熱量有關，燒杯外的小水珠是空氣中的水蒸氣變成的。

在這個過程中，學生觀察到的不同現(xiàn)象、得出的不同結(jié)果、推測的不同結(jié)論，都充分體現(xiàn)著學生思維方式的不同。而這些“異于常人”的觀察能力、邏輯推測能力，也是學生創(chuàng)新思維發(fā)展的重要組成部分。同時，學生為了解釋自己觀察到的不同現(xiàn)象，自己查找資料、尋找科學解釋，更是將創(chuàng)新思維落地于實踐、學會自主學習的重要能力。

（四）明確實驗總結(jié)反思與拓展

學生在完成實驗、得出結(jié)論后，教師要圍繞探究實驗進行總結(jié)和反思。學生的小組探究活動并不都是能完美進行的，在實驗操作的過程中，會出現(xiàn)不同的問題，有些甚至影響實驗結(jié)果。所以，對實驗過程進行反思與總結(jié)是非常有必要的。

以教科版四年級下冊“巖石與土壤”單元中第7 課《比較不同的土壤》為例。課堂上，在進行比較沙質(zhì)土、壤土、黏質(zhì)土三種土壤的滲水性時，有些小組會出現(xiàn)與其他小組不同的結(jié)果。這時候就可以針對這些實驗結(jié)果進行討論，探究其中的原因。通過反思活動，學生很快就會知道結(jié)論的偏差，可能是因為在加入等量的水時，沒有依照緩慢、均勻的動作要求完成等。教師可以讓學生在課后再一次嘗試，驗證實驗結(jié)論。

除了反思實驗過程，也可以讓學生思考“如何使實驗更簡單？”“如何使用成本低或者常見材料來實驗？”等問題，進一步加強學生對實驗的理解，發(fā)展自己的創(chuàng)新思維能力。

以教科版四年級下冊“巖石與土壤”單元中第7 課《比較不同的土壤》為例。在小組合作完成探究實驗得出結(jié)論后，學生可以繼續(xù)反思討論“還有什么辦法可以比較三種土壤的黏性呢？”有一個學生很快想到方法：準備三個大小一樣的木棒，把它們插入三種等量的土壤中，加入等量且適量的水后，用手去拉木棒。通過感受比較，哪一根小木棒更難拉出來，就表明這種土壤的黏性更大。

當然，學生的創(chuàng)新思維教育不應止步于課堂上的小組探究活動中。教師還可以積極地推進學生課后科學興趣小組活動，建設具有自身特色的科學課程。小學生處于認識感知世界的階段，教師應當運用多種手段來輔助他們建立感知模型，發(fā)展創(chuàng)新思維能力。

在新課程綱要的引領下，教師要對自身教學理念不斷革新，優(yōu)化教學內(nèi)容，開展多元教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。