小學科學探究活動有效性研究

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【摘要】本文針對小學科學課程探究活動中多數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新精神和實踐能力。

【關鍵詞】小學科學；探究活動；有效性；研究

“科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置”。2017年，教育部修訂印發了新的《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整為一年級?？梢?，國家對小學科學教育的重視程度提升到了成為培育學生創新精神和實踐能力的啟蒙學科，是培養學生科學素養的基石。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、問卷調查、訪談等方式，了解本區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《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、處理信息、得出結論、表達交流、反思評價8個維度開展調研。調研發現，多數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”目標環節，多數學生對操作步驟理解不到位

調研發現，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果進行預測，56.99%的學生在進行預測時僅憑借生活經驗（做過或看見過類似的活動或現象），30.1%的學生對活動結果的預測完全靠猜測。以上數據表明，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”甚至生搬照抄的現象，沒有掌握基本的探究方法。

（二）在“搜集證據、處理信息”目標環節，學生團隊合作融合不夠

調研發現，多數學生在科學探究活動前搜集證據方法過于簡單，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%的學生在日常科學探究活動中進行了小組合作，多數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調安排的能力，多數學生在探究活動中觀察方式較單一，極少數學生能將觀察到的現象和數據進行歸納分析。

（三）在“得出結論、表達交流”目標環節，探究總結陳述過程較倉促

調研發現，由于小學課程教學時間有限，多數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（40分鐘）安排學生輪流發言、相互評價、小組匯報等內容，各小組成員充分發表意見和其他環節的時間安排較難兼顧。

（四）在“反思評價”目標環節，總結反思較為薄弱

調研發現，不管是小學高年級學生，還是低年級學生，多數學生沒有達到“具有形成對探究過程、方法和結果進行反思、評價與改進的意識”的要求，極少數學生能達到“對探究活動進行過程性反思、總結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，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象，這些現象說明什么問題這幾項內容）。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，圍繞本節課需要探究的問題依次輪流發表自己的意見，后一個發言的學生要對前一個學生的發言進行評價（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

“得出結論、表達交流”和“反思評價”目標環節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，還在每節科學課上有意識地訓練學生良好的表達習慣，如每個發言的學生都要熟練使用“經過思考，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，我發現……”“經過小組的交流討論，我們小組覺得……”這些開頭語，使學生每次的發言都能科學、清晰、有條理。考慮到活動后期往往接近課堂結束，為了不使學生產生倉促感，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節，先由組內的匯報員分享本組的探究結果，其他學生傾聽和思考。在小組發言完畢后，由其他小組進行評價。以此形式開展各組間對活動結果的分析交流，讓學生養成良好的傾聽、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

經過探究活動的開展，主動對探究結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。

（二）學生設計科學活動方案的能力得到增強

經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。通過前后檢測數據對比，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，而經過三年的探究活動訓練，不能理解的人數降到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

經過探究活動的開展，經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%的學生在小組內擔任記錄員和操作員，負責組織和匯報的人數僅為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

經過探究活動的開展，學生能夠采取多種觀察方式收集數據，觀察方式的選取更為合理，對于有異議的結果學生會主動進行反復驗證。在三年級，經常能觀察到活動現象的學生只有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，經常能觀察到活動現象的學生比例提升到91.75%，且幾乎所有的學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、提煉進而發現其中規律，歸納總結出科學結論。能夠根據不同探究活動和現象呈現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，再發表自己的意見”的，在前后檢測數據中分別為84.95%和95.88%?？此浦挥?0.93%的提升，但結合“你會和你的組員一起討論嗎”一項分析會發現，學生已經從“能傾聽”或“樂于傾聽”提升到了“會傾聽”。數據顯示：自己會和組員討論的人數從前測的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，更多地在小組內開展不同意見間的探討，完善小組發現和活動結論。根據調查結果并結合學生的實際情況，小學科學教師還要不斷提升自己的專業素養和創新能力，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容來進行設計的，但因為地域性、環境差異、季節氣候、材料局限等方面原因，教師可能會發現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，靈活地運用教材內容，整合資源、創新材料、改變設計，利用自己的學科專業知識與創新能力，設計更貼近于本地區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：覃勇 單位：南寧市民族大道中段小學