進(jìn)階式探究實(shí)踐活動(dòng)“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)與實(shí)施

周文翠

〔摘? ? 要〕? 2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》總目標(biāo)指出，科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，主要是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。因此，知識(shí)灌輸式的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式亟待改變。筆者以“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”為例，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，以問題驅(qū)動(dòng)實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)并開展深層次的進(jìn)階式科學(xué)探究實(shí)踐活動(dòng)，以在探究式實(shí)踐活動(dòng)中提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；核心素養(yǎng)；進(jìn)階式探究實(shí)踐活動(dòng)

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 15? ? 040-042

基于我國義務(wù)教育科學(xué)教育現(xiàn)狀，2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提煉了包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面在內(nèi)的核心素養(yǎng)發(fā)展要求。特別是將科學(xué)探究修改為探究實(shí)踐，在原有的基礎(chǔ)上突出了技術(shù)與工程實(shí)踐，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)思維和探究實(shí)踐能力以及解決實(shí)際生活中問題的能力。然而，如何讓探究式實(shí)踐活動(dòng)在實(shí)際教學(xué)過程中高效落地仍不清晰，“我說你做”模式仍普遍存在。針對(duì)這一情況，筆者以“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”為例，提出進(jìn)階式探究實(shí)踐活動(dòng)支架，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、問題聚焦求真實(shí)，融會(huì)科學(xué)知識(shí)

由于生活經(jīng)驗(yàn)有限，小學(xué)生的認(rèn)知存在一定局限性，脫離學(xué)生的問題難以引起學(xué)生共情，因此創(chuàng)設(shè)真實(shí)的貼近學(xué)生的問題情境尤為重要。它可以起到在課堂初期快速引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入課堂狀態(tài)的作用，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，啟發(fā)學(xué)生開展深層次的科學(xué)探究。本探究實(shí)踐活動(dòng)從學(xué)生身邊的動(dòng)植物入手，融入已有的科學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，以問題鏈來驅(qū)動(dòng)探究實(shí)踐活動(dòng)的開展。學(xué)生在對(duì)問題進(jìn)行分析和解決的過程中，促進(jìn)知識(shí)的遷移。接下來，筆者將以“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”為例進(jìn)行闡述。

情境：學(xué)校操場(chǎng)東南角，一棵與學(xué)校同齡的雪松枯萎了。在教師的引導(dǎo)下，全校師生展開了一場(chǎng)紀(jì)念雪松的項(xiàng)目式活動(dòng)。每位學(xué)生以圖畫、詩歌、拓印、制作標(biāo)本等形式積極參與其中，并在周一的升旗儀式上參加了雪松的告別儀式，種下“新希望”。

觀察發(fā)現(xiàn)：在周一的升旗儀式上，全校一起帶著遺憾送別了我們的老朋友雪松，有沒有學(xué)生觀察到除了這棵雪松之外其他植物現(xiàn)在的狀態(tài)？通過人人共同參與的全校性的真實(shí)活動(dòng)情景，引導(dǎo)學(xué)生觀察周圍生存植物的狀態(tài)，繼而發(fā)現(xiàn)有些植物郁郁蔥蔥、生機(jī)勃勃，有些植物卻已經(jīng)死亡。

思考成因：為什么有些植物可以生存得很好，而有些植物就死亡了呢？通過觀察到的現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生初步了解植物的生存離不開周圍的環(huán)境，只有當(dāng)環(huán)境滿足植物的需要時(shí)，它們才能生存下來。

聯(lián)想推理：通過剛才的討論，我們知道了植物的生存需要滿足一定的條件。請(qǐng)參考我們種植鳳仙花的經(jīng)驗(yàn)以及掌握的科學(xué)知識(shí)，推理一下植物生存所需要的條件一般都有哪些？學(xué)生推理：光照、水分、適宜的溫度、土壤、養(yǎng)料、空氣等。

科學(xué)選擇：你打算選擇哪種植物進(jìn)行驗(yàn)證呢？并說明理由。引發(fā)學(xué)生深度思維，討論總結(jié)出選擇對(duì)象應(yīng)具備的特征：生長(zhǎng)周期短、成活率較高、有一定的種植經(jīng)驗(yàn)等。經(jīng)過多方面綜合考慮，學(xué)生選擇一年級(jí)做過的綠豆種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。

方案設(shè)計(jì)：你打算如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證？引導(dǎo)學(xué)生在探究式實(shí)踐活動(dòng)前先養(yǎng)成設(shè)計(jì)方案的良好習(xí)慣，為接下來的活動(dòng)做鋪墊。

二、方案設(shè)計(jì)符特點(diǎn)，培養(yǎng)科學(xué)思維

作為探究實(shí)踐活動(dòng)支架的重要組成部分，方案的設(shè)計(jì)權(quán)需由教師交還給學(xué)生，真正做到讓學(xué)生成為實(shí)踐活動(dòng)的策劃人。只有這樣才能設(shè)計(jì)出符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的可行性方案，同時(shí)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。因此筆者增加了引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)活動(dòng)設(shè)計(jì)單這一環(huán)節(jié)。接下來，筆者以“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”這一實(shí)踐活動(dòng)為例，進(jìn)一步進(jìn)行闡述。

在之前的科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，以“植物的生長(zhǎng)變化”為代表，學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了觀察種子結(jié)構(gòu)、種植鳳仙花活動(dòng)，對(duì)于種子的萌發(fā)已有一定的了解，但沒有進(jìn)行深層次的系統(tǒng)思考與研究。在此背景下，本探究實(shí)踐活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生基于自己已有的認(rèn)知，經(jīng)歷提出問題、做出預(yù)測(cè)、控制實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開展探究、觀察記錄等一系列的研究過程，并明確該研究過程重要的一環(huán)為控制變量實(shí)驗(yàn)（對(duì)比試驗(yàn)），所以本活動(dòng)的方案設(shè)計(jì)還承載著引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)任務(wù)。因此本活動(dòng)方案以設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)為主線，通過三個(gè)任務(wù)完成。

任務(wù)一：請(qǐng)以探究小組為單位，選擇你們感興趣的一個(gè)條件，初步討論、設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，并標(biāo)注出活動(dòng)過程中需要重點(diǎn)注意的事項(xiàng)，6分鐘后各小組根據(jù)自己選擇的探究條件進(jìn)行初次展示。本任務(wù)旨在引導(dǎo)學(xué)生思考一份完整的活動(dòng)設(shè)計(jì)單應(yīng)該包含哪些主要部分。學(xué)生根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，研究的問題、我們的預(yù)測(cè)、相同條件、不同條件、實(shí)驗(yàn)過程基本上都可以設(shè)計(jì)到，而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄方式的設(shè)計(jì)及本活動(dòng)的注意事項(xiàng)很少有小組考慮在內(nèi)。因此，教師在此基礎(chǔ)上布置了任務(wù)二。

任務(wù)二：根據(jù)各小組初次展示的活動(dòng)方案，全班進(jìn)行分析討論，指出各小組方案中存在的不足及解決方法，總結(jié)出本探究式實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)單所必須包含的板塊，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)及重難點(diǎn)，從而共同總結(jié)出設(shè)計(jì)方案。原有教材根據(jù)小組討論確定的研究方案直接寫出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，筆者認(rèn)為，小組討論后研究方案依然存在研究?jī)?nèi)容不完整、注意事項(xiàng)不明確、小組內(nèi)較弱成員對(duì)活動(dòng)不理解等問題。例如小組原有的實(shí)驗(yàn)方案中，每組只選了一粒綠豆種子。為了解決上述問題，筆者在原有教材環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了任務(wù)二，旨在通過全班分析討論，集思廣益，在給其他小組提出建議或者聽到其他小組的建議的同時(shí)，完善自己的設(shè)計(jì)方案，且在過程中引發(fā)學(xué)生思考，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了科學(xué)思維。

任務(wù)三：各小組根據(jù)大家總結(jié)出的任務(wù)單，分工合作，明確各組員的任務(wù)，有序展開探究實(shí)踐活動(dòng)。

三、探究實(shí)踐要較真，提高科學(xué)能力

根據(jù)各小組選擇的探究條件和全班課上討論制定的最終項(xiàng)目設(shè)計(jì)單，進(jìn)行探究實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，本探究活動(dòng)主要有三個(gè)難點(diǎn)：一是在于活動(dòng)周期較長(zhǎng)，需要學(xué)生每天堅(jiān)持觀察并及時(shí)記錄下活動(dòng)過程中種子發(fā)芽的情況；二是在設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，大家都能意識(shí)到要遵循控制變量原則，但在實(shí)際探究過程中，容易出現(xiàn)由于考慮不夠全面而導(dǎo)致改變的量有多個(gè)的情況，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)偏差；三是當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與自己預(yù)測(cè)不一致時(shí)，要有“較真”意識(shí)，小組內(nèi)討論該現(xiàn)象的發(fā)生究竟是正常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還是由于小組某些方面不足而人為導(dǎo)致的這一意識(shí)較為薄弱。綜上所述，筆者提出探究實(shí)踐要“較真”這一理念：堅(jiān)持觀察現(xiàn)象要“較真”、探究細(xì)節(jié)要“較真”、得出結(jié)論要“較真”。從而在探究實(shí)踐中提高學(xué)生的科學(xué)能力。接下來，筆者以兩個(gè)選擇“光照”這一條件的小組為例進(jìn)行說明。

對(duì)比兩個(gè)小組完成的活動(dòng)設(shè)計(jì)單，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)單的前半部分都一樣，包括提出的問題、做出的預(yù)測(cè)、相同條件和不同條件，甚至填寫的實(shí)驗(yàn)過程也幾乎一樣，但實(shí)驗(yàn)結(jié)論卻不相同。

準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和工具：兩個(gè)相同的容器、完整飽滿的綠豆種子若干、水、紙巾。A組還用到了黑色卡紙和兩個(gè)相同的透明塑料碗，B組則選擇了一個(gè)容器加蓋子，另外一個(gè)去掉蓋子。

按照活動(dòng)計(jì)劃單進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)：在兩個(gè)相同的容器中平鋪上一層紙巾，在紙巾上各放8粒經(jīng)過仔細(xì)挑選的飽滿的綠豆種子，然后噴上適量的水，使種子保持相同的濕潤狀態(tài)。A組各蓋兩個(gè)相同的塑料碗，其中對(duì)照組的塑料碗覆蓋一層黑色卡紙，使其處于無光照狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)組處于有光照狀態(tài)；B組則選擇用對(duì)照組加蓋子、實(shí)驗(yàn)組不加蓋子的方法，使其一個(gè)處于光照環(huán)境，一個(gè)處于黑暗環(huán)境。

每天堅(jiān)持觀察并記錄兩組綠豆種子的萌發(fā)情況，可拍照作為后續(xù)匯報(bào)例證。

根據(jù)小組的種子萌發(fā)情況，小組成員討論并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：A組實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組種子全部萌發(fā)，因此A組成員認(rèn)為，光照不是種子萌發(fā)所必需的條件；B組實(shí)驗(yàn)截止時(shí)，無陽光組種子全部萌發(fā)，有陽光組僅一粒種子萌發(fā)，因此B組成員認(rèn)為有陽光的種子萌發(fā)偏慢，無陽光環(huán)境下的種子萌發(fā)更快，得出“陽光會(huì)減慢綠豆種子萌發(fā)”的結(jié)論。

通過對(duì)比，發(fā)現(xiàn)A小組無論是在堅(jiān)持觀察現(xiàn)象（每天都有拍照記錄），還是探究細(xì)節(jié)方面，都做到了“較真”（即使實(shí)驗(yàn)組是有光照的環(huán)境，為了保證其他條件相同也要加蓋一個(gè)透明塑料碗，而不是像B組一樣無蓋），所以得出了相對(duì)更為科學(xué)的探究結(jié)論。

四、交流展示有增量，掌握科學(xué)方法

作為探究實(shí)踐活動(dòng)中的重要一環(huán)，筆者一直認(rèn)為，交流展示環(huán)節(jié)不僅僅是把自己的探究過程及結(jié)論分享給大家，更重要的是在此環(huán)節(jié)中能獲得增量，掌握科學(xué)方法。

善于發(fā)現(xiàn)與自己探究條件相同小組的閃光點(diǎn)，并能將其運(yùn)用在以后的實(shí)踐活動(dòng)中；同時(shí)對(duì)于與自己探究實(shí)踐條件不同小組的展示要認(rèn)真傾聽、思考和分析，內(nèi)化為自己的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知。

培養(yǎng)科學(xué)辯證思維，善于思考，勇于質(zhì)疑。以探究“光照”這一條件的兩個(gè)小組為例，兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論在展示匯報(bào)的課堂上引起了全班激烈的討論：為什么結(jié)論會(huì)不一樣呢？哪里出現(xiàn)了問題？經(jīng)過思考討論，有小組質(zhì)疑：B組一個(gè)蓋蓋子，一個(gè)不蓋蓋子，會(huì)導(dǎo)致除了光照條件不一樣之外，溫度也會(huì)有一定的差異。雖然是放置在同一個(gè)地方，但蓋蓋子的碗會(huì)比沒有蓋子的溫度略高，導(dǎo)致種子萌發(fā)得更快，從而導(dǎo)致B組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)偏差。

培養(yǎng)學(xué)生自信的精神風(fēng)貌，敢于直面質(zhì)疑的能力。自信的精神風(fēng)貌和直面質(zhì)疑的能力是學(xué)生成長(zhǎng)過程中不可或缺的一部分，上臺(tái)展示、交流答疑的過程很好地培養(yǎng)了學(xué)生這方面的能力。學(xué)生在獲得自我認(rèn)同感的同時(shí)，也提高了對(duì)科學(xué)的興趣。

過程與表現(xiàn)性活動(dòng)評(píng)價(jià)量表引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實(shí)踐探究活動(dòng)的多個(gè)維度。在實(shí)踐活動(dòng)前給學(xué)生提供活動(dòng)評(píng)價(jià)量表，包含過程性評(píng)價(jià)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)單、分工合作、實(shí)踐探究作為過程性評(píng)價(jià)，指向?qū)W習(xí)目標(biāo)，展示匯報(bào)和附加作為表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，指向成果和展示，引導(dǎo)學(xué)生在整個(gè)探究實(shí)踐活動(dòng)中關(guān)注多個(gè)維度。

五、成果研討促成長(zhǎng)，樹立科學(xué)態(tài)度

各小組交流匯報(bào)結(jié)束后，根據(jù)各組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在課堂上進(jìn)行整理匯總，并對(duì)結(jié)論有異議的小組再次進(jìn)行分析總結(jié)，從而得出種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表。通過數(shù)據(jù)匯總表可以看出，全班共20個(gè)小組數(shù)據(jù)（有小組探究了多個(gè)條件），除了有3個(gè)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)論稍有誤差之外，其他小組均得出了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度、水分和空氣是綠豆種子萌發(fā)的必需條件，土壤和光照是非必需條件。學(xué)生在探究實(shí)踐活動(dòng)中認(rèn)識(shí)到植物生長(zhǎng)需要一定的環(huán)境，從而形成保護(hù)環(huán)境的科學(xué)態(tài)度。

參考文獻(xiàn)

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