小组探究活动的“四明确”

◇黄贝贝（江苏：苏州市吴中区碧波实验小学）

2022年新版《义务教育科学课程标准》明确“坚持创新导向”，强化科学课程的综合性和实践性，着眼于发展学生的核心素养。科学思维是学生科学核心素养的重要体现。科学思维主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。

探究实践对学生创新思维的培养起到至关重要的作用。而小组探究活动能让学生主动参与、动手动脑，积极经历科学探究实践的过程，促进学生创新思维能力的提升。

一、小组探究活动

学校的课堂教学一般采用的探究实践方式，是以科学小组的形式，进行课程问题的开展与探究。在小组探究的过程中强调学生的自主学习和自主探究，并以此为基础，实施学生小组合作学习活动。在学生进行自主探究活动时，教师要起到引导和支持作用，让学生充分发挥学习的主动性与积极性。小学科学教师的主要任务应当由单纯的知识灌输向锻炼学生自主思考能力、观察能力及创新能力等素质方面转移。

二、小组探究活动对学生创新思维培养的意义

学生的探究实践主要指两方面内容：一是学生能够通过活动了解和探索自然，从而获得科学知识、解决科学问题；二是在技术与工程实践的过程中，学生能够形成进行科学探究的能力、技术与工程的实践能力和自主学习的能力。探究实践能力是学生适应终身学习和发展必需的品质和关键能力。

创新思维作为学生科学素养的重要组成部分，主要体现在学生能够从不同的角度分析、思考问题，并能在此基础上提出新颖且具有价值的观点和具体解决问题的方法。

而创新思维是在学生的一般思维的基础上发展而来的，可以通过培养和训练不断提高。小学科学课堂教学作为培养学生思维能力的重要途径，教师要将创新思维的培养渗透到课堂的各个环节，特别是在小组探究活动中，让学生在自主实践中切实锻炼自身的思维能力。

三、小组探究活动的“四明确”

（一）明确探究目的与步骤

在小组探究活动中，在科学实验进行之前，学生都要明确实验探究目的与相应的步骤。教师可以先让学生思考实验目的和流程，然后根据学生的回答，总结科学实验步骤并提醒学生不能关注到的注意事项。

以教科版三年级上册“水”单元中第6 课《加快溶解》为例。教师提出问题“你有什么办法让食盐可以加快溶解呢？”学生通过小组讨论，很容易依据生活经验得出，温度提高或者搅拌能够加快食盐的溶解。有些学生甚至还能通过“咬碎的糖果在嘴巴中融化的速度更快”得出通过“研磨成粉”也能加快溶解。明确实验探究活动的目的后，学生可以分组对几种影响溶解快慢的变量进行探究。之后教师再通过“如何在实验中保证公平性？”“实验中为什么要设计两个杯子？”“什么条件改变？”“什么条件不改变？”等问题，帮助学生设计探究实验的具体步骤。

小学科学教学目标不仅重视学生科学概念知识的获得，更注重科学探究能力与态度价值观的培养。学生在明确实验探究目的和步骤的过程中，包含了学生的创新思维。

以教科版五年级下册“热在水中的传递”单元中第5 课《热在水中的传递》为例。这一课的探究目标要求学生能够制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力。在具体的实验计划制订中，学生用来观察热在水中的传递的方法是多样的。有个学生就想到自己玩变色贴纸，温度越高，图案就越清晰。他想将贴纸剪碎放在水中观察。他的方法说出来之后，很多学生质疑贴纸在水中的浮力问题。虽然他的方法存在局限性，但经过交流讨论，形成科学完整的实验步骤的过程，是学生头脑风暴的过程。学生的创新思维在制订实验计划中，能够得到充分发展。

最终形成的探究实验计划，也帮助学生认识到科学创新思维要有实践性和可行性。而在设定小组探究目标时，也要考虑学生的实际发展水平，创新思维的培养要遵循人的身心发展规律。本节课的探究目标依据五年级学生思维发展特点，只要求探究计划比较完整，学生考虑不到的地方，教师可以进行适当引导。

（二）明确小组成员的任务与职责

小组探究活动一定要分工明确。只有确定了每个小组成员的任务，才能通过合作完成实验探究。在进行探究实验时，教师要让每一个学生通过小组合作的方式参与到实验中，引导学生依据小组制订的实验计划和提供的实验器材，明确每个人在实验过程中的任务和职责，培养学生的动手能力与团结合作精神。

以教科版三年级上册“空气”单元中第3 课《压缩空气》为例。在本节课上，学生可以采用4人为一个小组的方式进行探究实验。实验中每个组要用到两个规格相同的注射器，比较空气和水在“压缩”和“扩张”两方面的不同特征。在小组长领取材料后，学生可以自己分工合作完成实验：一个学生负责抽取10 毫升的空气和水，并帮助其他学生堵住注射器管口；一个学生负责“压缩”和“扩张”空气；一个学生负责“压缩”和“扩张”水；一个学生负责记录实验现象。最后小组依据实验现象交流讨论，得出实验结论。但是，每一个组的学生任务并不能固定，学生的任务需要经常轮换，这样才能让每个学生在小组探究活动中充分参与，平衡发展自身探究能力。

小组探究活动依据实验计划，学生按步骤和具体分工进行活动。实验操作时，学生的操作、合作分配以及记录表达方式都能体现学生的创新思维。

以教科版四年级下册“植物的生长变化”单元中第2 课《种植凤仙花》为例。这一课通过种植凤仙花实践活动，为之后观察绿色开花植物的生长做准备。在进行实验活动时，学生为了自己的植物长势更好，选择的种植环境、种植方式都可以依据自身条件调整。而记录观察情况的表格，除了课本上要求通过文字或画图的方式来表达，很多学生在记录时也进行了一定的“创新”。有些学生通过制作表格、手抄报、电子照片、制作视频等多种方式呈现，多样的记录方法体现了他们思维方式的不同。小组实验过程是学生自主动手探究的过程，学生更能在实践中发现问题、解决问题，发展自身的创新思维。

（三）明确实验结果的描述与解释

学生在实验结束进行交流汇报时，教师要提醒学生：说明实验的现象，这个现象背后的实验原理，或者如何解释这个现象。

以教科版五年级上册“地球表面的变化”单元中第4 课《火山喷发的成因及作用》为例。在本节课的“火山喷发的模拟实验”结束后，学生在交流汇报时，只能针对实验的一些现象进行说明，如“火山平整的‘岩层’有轻微的振动”“‘岩浆’冒着气泡从‘火山口’溢出”等。这些只是对实验现象的描述，学生交流这些现象之后，还要对“火山喷发”的原因进行思考和解释，得出火山喷发的原因是岩浆在高温高压的作用下，冲破地壳薄弱部分喷涌而出形成的。

在学生表达交流的过程中，学生对实验结果描述与解释也能体现学生的创新思维。

以教科版三年级上册“水”单元中第3 课《水结冰了》为例。在小组完成探究实验后，学生针对实验观察到的现象进行说明和解释。几乎所有的学生都能观察到实验中，当水温度下降到0℃时，水开始结冰，从液体状态变成了固体状态。而且，学生认识到水结冰后占据了更大的空间。只有少部分的学生能够观察并直接清楚地表达“水结冰时，冰水混合物的温度很长一段时间都保持在0℃”和“实验用的烧杯外壁有小水珠，甚至有些出现了白白的东西”。这些实验现象的描述，都是学生自己观察发现的，有了这些“新发现”，如何知道这些现象出现的原因？在课后，学生可以通过阅读资料了解到，温度的变化与热量有关，烧杯外的小水珠是空气中的水蒸气变成的。

在这个过程中，学生观察到的不同现象、得出的不同结果、推测的不同结论，都充分体现着学生思维方式的不同。而这些“异于常人”的观察能力、逻辑推测能力，也是学生创新思维发展的重要组成部分。同时，学生为了解释自己观察到的不同现象，自己查找资料、寻找科学解释，更是将创新思维落地于实践、学会自主学习的重要能力。

（四）明确实验总结反思与拓展

学生在完成实验、得出结论后，教师要围绕探究实验进行总结和反思。学生的小组探究活动并不都是能完美进行的，在实验操作的过程中，会出现不同的问题，有些甚至影响实验结果。所以，对实验过程进行反思与总结是非常有必要的。

以教科版四年级下册“岩石与土壤”单元中第7 课《比较不同的土壤》为例。课堂上，在进行比较沙质土、壤土、黏质土三种土壤的渗水性时，有些小组会出现与其他小组不同的结果。这时候就可以针对这些实验结果进行讨论，探究其中的原因。通过反思活动，学生很快就会知道结论的偏差，可能是因为在加入等量的水时，没有依照缓慢、均匀的动作要求完成等。教师可以让学生在课后再一次尝试，验证实验结论。

除了反思实验过程，也可以让学生思考“如何使实验更简单？”“如何使用成本低或者常见材料来实验？”等问题，进一步加强学生对实验的理解，发展自己的创新思维能力。

以教科版四年级下册“岩石与土壤”单元中第7 课《比较不同的土壤》为例。在小组合作完成探究实验得出结论后，学生可以继续反思讨论“还有什么办法可以比较三种土壤的黏性呢？”有一个学生很快想到方法：准备三个大小一样的木棒，把它们插入三种等量的土壤中，加入等量且适量的水后，用手去拉木棒。通过感受比较，哪一根小木棒更难拉出来，就表明这种土壤的黏性更大。

当然，学生的创新思维教育不应止步于课堂上的小组探究活动中。教师还可以积极地推进学生课后科学兴趣小组活动，建设具有自身特色的科学课程。小学生处于认识感知世界的阶段，教师应当运用多种手段来辅助他们建立感知模型，发展创新思维能力。

在新课程纲要的引领下，教师要对自身教学理念不断革新，优化教学内容，开展多元教学，培养学生的创新思维。