基于完整探究过程的科学主题教学设计思路与实施效果

◎童培杰

科学启蒙教育不是简单的科学知识的普及，也不再是单个实验的重复研究，而更加注重培养学生全面完整的科学素养，尤其是在探究活动中的科学思维和科学探究精神的培养，即要培养学生像一个小小科学家那样去思考和探究。经过十多年课程改革的探索，科学教育已形成了以“探究性学习”为主多种教学方式为辅的教学模式，让学生亲身经历科学探究的过程，从而提高学生的科学素养。这样的教学模式已经取得了较好的效果。学生亲历的探究活动一般需要有合适的探究主题，即活动开展的载体。

为全面提高小学生科学素养，增强学生科学探究能力，初步形成系统的科学思想，培养学生们的科学态度和科学精神，让小学生经历完整的科学探究过程是实现这些目标的有效途径。

一、关于完整探究过程

美国科学教育学者埃尔思乐等人在《小学科学教学》一书中提出探究式学习法是小学科学学习的重要方法。探究式学习活动包括“提出问题，制定调查研究计划并付诸实践，利用有关工具和技术收集数据，对证据与解释之间的关系进行批判性和逻辑性的思考，构造和分析其它解释方法以及科学论点的交流等”。探究式学习使学生亲自去“体验”，在亲历活动的同时学习科学知识，提高科学探究能力，但目前的探究式学习在实施过程中往往不够完整，忽略了科学探究的完整性，探究能力不能够全面提高，科学思想和科学研究精神不易形成。

许多科学教育工作者提出“完整探究”的设想。完整探究有这样的内涵：在师生共创的适宜探究氛围中，从孩子已有知识经验、技能和兴趣点出发，寻找一些适合孩子们研究的科学问题，在老师的适度合作指导下，经历一系列完整的探究过程，最后通过探究成果的发布展示，健全丰富孩子们的科学认知，形成一定的科学技能，培养孩子良好的科学态度和情感。

二、基于探究过程的主题教学设计思路

1.选择合适的探究主题 以新教科版小学科学教材为基础，选择合适的研究主题。选择教学主题之前，参与研究的老师就带领学生对本年级科学教材的内容进行了预读，请学生提出自己感兴趣的问题，并说出自己的想法。了解了学生对哪些主题具有较高的探究兴趣，结合实际教学情况，选择适合学生经历完整探究的教学主题，进行有效的教学设计。

2.小主题，分层强化学生科学探究能力 主题涵盖的内容较小、持续时间较短。以研究阶段为依据，分层培养学生的观察能力，提问能力，预测猜想能力，实验设计能力，实验操作能力，资料数据收集及分析能力，总结、交流、表达能力。

3.大主题，全面培养学生科学素养 主题内容丰富，持续时间长，适合学生长期开展科学探究活动。在大主题的探究过程中，能促使学生综合运用探究能力，更加全面的培养学生的科学思想、科学态度和科学精神。

三、基于探究过程的主题教学实施效果

1.学生观察发现能力、记录能力、提出问题的能力提高 学生观察发现能力、记录能力、提出问题的能力是开展科学探究活动的基础。面对未知的事物，学生具有强大的好奇心和求知欲，如何走出探究的第一步呢？那就是观察。为提高学生观察能力，我们可以为学生创造更加适合的环境，让学生自己去发现。约瑟夫·可奈尔的“自然教学法”给了我们启示。以三年级上册第一课《看到了什么》为基础，我们设计了一堂观察树的课——《校园的树木》，将课堂教学搬到了校园的树林中。

在教学过程中，我们保证了充分的学生观察时间，学生发现的内容更多了，记录也更丰富了，提出的问题也更多了。由于是自己提出的问题，猜测和研究的兴趣也更大了。在三年级下册中开展了两个长期观察活动“种植凤仙花”和“养蚕”。让学生亲自去种一盆凤仙花，亲自养一些蚕宝宝，并设计了长期的观察记录单，方便学生观察记录。学生兴趣极大，很多同学还把自己种凤仙花、养蚕的经历写成了作文或科学小报。真实的探究体验活动可打开学生好奇的心灵，让学生愿意去观察，愿意去发现，提出问题后愿意去深入研究。

2.学生猜测、猜想、预测能力的提高 研究问题一旦提出，我们首先考虑的是学生的想法，加上追问学生为什么这样想，了解他们对事情原始的看法，从而找到探究活动的突破口。著名科学家牛顿说过：“没有大胆的预测，就不可能有伟大的发现和发明”。

学生的猜测、猜想可以引发进一步的探究活动，比如在《我们周围的空气》一课中，教师就提出“对于空气还有什问题？”学生们提出了许多问题，如“空气占据空间吗”，“空气会运动吗”，“空气有重量吗”等等问题，教师顺势请学生提出自己的看法，先猜测，再想办法证明，接下去的教学探究活动很自然的开展起来了。

四、结论

第一，让小学生经历完整的科学探究能有效提高学生的科学素养水平。包括科学探究能力的提高，科学思想、科学态度、和科学精神的逐渐形成。

第二，科学探究能力是在经历科学探究过程的各个环节中逐渐形成的，各种科学探究能力需要有针对性的教学设计。不同类型的探究主题（包括小主题和大主题）针对不同探究能力的提高效果不同。

第三，科学思想、科学态度、和科学精神的逐渐形成也与完整探究过程各个环节息息相关，需在整个探究过程中不断渗透。

第四，学生发散思维及科技创新能力也在经历完整探究过程中有所展现和提高。

［1］中华人民共和国教育部.全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实验稿）［M］.北京：北京师范大学出版社，2001.

［2］科学教师教学用书［M］.北京：教育科学出版社，2003.

［3］周继雄.关注学生思维走向［J］.科学课，2005，（1上）（小学版）.