李彤

三年級上冊《科學》教材根據(jù)學生的年齡特征、課堂教學規(guī)律和科學概念的內(nèi)在邏輯，重視科學探究能力的培養(yǎng)，精心設(shè)計了一系列“做中學”活動。通過引領(lǐng)學生親歷科學探究過程，幫助他們建立完善的科學知識體系，提升自主探究的能力，培養(yǎng)實事求是、敢于質(zhì)疑的科學精神，為學生形成全面而扎實的科學素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

教材主要內(nèi)容

本冊教材共七個單元（見表1）?！兜沽⒌男〕蟆肥菧蕚鋯卧?，幫助學生初步了解本冊的探究能力培養(yǎng)目標，最后一個單元《達爾文給我們的啟迪》是反思單元，對本學期的探究能力培養(yǎng)過程進行回顧和反思，提升元認知水平。中間的五個綜合探究單元《小小氣象員》《動物的特征》《溶解的秘密》《流動的空氣》《奇妙的聲音》是教材的主體，這五個單元以學生的年齡特征和認知規(guī)律為依據(jù)，精選地球與宇宙科學、生命科學、物質(zhì)科學、技術(shù)與工程等領(lǐng)域的學習內(nèi)容，設(shè)計一個個與學生生活密切相關(guān)的“做中學”活動，引領(lǐng)學生經(jīng)歷探究過程，建構(gòu)豐富的科學知識，有計劃、有步驟地完善學生的科學概念體系。

低年段與中年段科學探究能力培養(yǎng)重點對比

教材在低年段（1～2年級）以“感知科學”為培養(yǎng)主題，科學探究能力的培養(yǎng)經(jīng)歷了一次完整的循環(huán)過程。中年段（3～4年級）以“認知科學”為培養(yǎng)主題，學生將再一次經(jīng)歷科學探究8個要素的落實和強化訓練的循環(huán)過程，以完成課程標準中科學探究目標在中年段的要求（見表2）?？茖W探究要素組成的緯線與科學概念組成的經(jīng)線相互交織，形成本學期科學素養(yǎng)的教學藍圖。

從表2可以看出，三年級上冊《科學》教材的能力培養(yǎng)重點是“提出問題、作出假設(shè)”。表面上看，它與一年級上冊的探究能力培養(yǎng)重點“提出問題、作出假設(shè)”是相同的，而實際上，這兩個年段的培養(yǎng)目標有著層次和內(nèi)涵上的差異，從低年段到中年段再到高年段，科學探究的難度逐步加深，教材設(shè)計在學生科學探究培養(yǎng)方面具有循序漸進、螺旋上升的特點。

低年段與中年段科學探究能力的分析比較

1.低年段與中年段學生年齡特征的比較

培養(yǎng)目標的差異是由不同階段小學生的年齡特征、認知水平等因素決定的。低年段的小學生屬于前運算階段，受智力發(fā)展和生活經(jīng)驗的限制，他們的探究還停留在“感知科學”的層面，多運用感覺器官來認識事物的表象，往往只能從事物的一個維度去考慮其形態(tài)，難以從事物的本質(zhì)屬性思考問題，所形成的概念也常常是描述性的非本質(zhì)特征。

中年段的小學生進入具體運算階段，他們的自我意識開始增強，邏輯思維迅速發(fā)展，對外界事物有了自己的認知方式，能在感性認知的基礎(chǔ)上進行理性和抽象的分析，開始學習透過現(xiàn)象看本質(zhì)，并作出自己的價值判斷，其思維具有形象和抽象兼?zhèn)涞碾p重特點，但他們的思維活動依然要借助于具體事物的支持。

2.“提出問題”能力的比較

科學探究的過程一般是從發(fā)現(xiàn)、提出問題開始的?；诘湍甓螌W生的年齡特征，對他們“提出問題”的培養(yǎng)目標是這樣表述的：在教師指導下，學生能從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中提出感興趣的問題。這句話對學生有三個要求：

第一，研究的對象是他們身邊常見的、可接觸的具體現(xiàn)象與事物，如學習文具、家居器皿、花鳥魚蟲等，學生對這些事物有著豐富的感性經(jīng)驗，并以此作為思維加工的基礎(chǔ)。

第二，研究的方式是觀察和比較，學生還處于低階思維水平，他們一般從大小、顏色、高度等非本質(zhì)屬性去認識事物的表象，獲得一些淺顯的知識。

第三，要提出學生感興趣的問題。低年段學生對身邊的事物有著濃厚的探究欲望，總是能提出“這是什么”“為什么呢”等無窮無盡的問題，教師應(yīng)呵護他們與生俱來的好奇心和求知欲。另外，不能忽視教師在教學活動中的主導地位，低年段學生的探究行為以模仿、領(lǐng)悟為主，應(yīng)當在教師的有效指導下完成。

中年段在“提出問題”方面確定了更高的培養(yǎng)目標：在教師的引導下，學生能從具體現(xiàn)象與事物的觀察比較中提出可探究的科學問題。與低年段相比，對“提出問題”的能力要求有了三個方面的提升：

第一，教師的角色有了變化，從“指導者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙龑д摺薄！爸笇А睂W生提問題，即教師通過教導、示范等方式，引領(lǐng)學生圍繞教學任務(wù)提出預(yù)設(shè)的問題。而“引導”中的“引”，有啟迪、開導的含義，比如：引而不發(fā)，激發(fā)學生提問的欲望;引而伸之，引領(lǐng)學生深度思考問題，觸類旁通。

第二，學生要知道“科學問題”是屬于自然科學范疇的問題，如“風是怎么形成的？”“影響聲音強弱變化的因素是什么呢？”等等。與文學、經(jīng)濟、宗教等領(lǐng)域的問題不同，科學問題一般可通過對客觀事實的觀察，或控制變量開展對比實驗等途徑來尋求答案，這個過程具有可重復(fù)性。

第三，學生借助較為豐富的實踐經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)，能判斷某個科學問題是否可探究。可探究的問題應(yīng)該難度適中，學生可以正確理解問題中的主要概念，準確把握問題的內(nèi)涵和指向，了解自己的研究對象、研究步驟和將要取得的成果。同時，學生需要足夠的外部支持，包括專家輔導、場地器材、信息收集等條件，以及人力、時間、經(jīng)費等方面的保障。

3.“作出假設(shè)”能力的比較

學生針對問題提出假設(shè)后，他們需要通過科學研究的方式對假設(shè)進行證實或證偽。在不同的年齡階段，作出假設(shè)的要求也是不一樣的。

低年段對“作出假設(shè)”能力培養(yǎng)的目標是，在教師指導下，能依據(jù)已有的經(jīng)驗，對問題進行簡單猜想。除了教師的指導，這個要求還強調(diào)了兩點：

第一，假設(shè)要有依據(jù)，這個依據(jù)可以是已有的經(jīng)驗。經(jīng)驗是學生在科學探究過程中積累的感性知識、方法技巧的簡單概括，還沒有達到理論的體系和高度，具有不嚴謹、不全面等缺陷，但經(jīng)驗是兒童探究經(jīng)歷的寶貴財富，可以作為作出假設(shè)的重要依據(jù)。

第二，能從某個單一的角度對問題進行簡單猜想，不需要嚴格按照“假設(shè)”的結(jié)構(gòu)來表述。如“校門是朝東開的”“條形磁鐵的中間磁力最強”等，這些猜想不需要陳述理由，表達形式也簡單直白，結(jié)構(gòu)中不含條件、結(jié)果等部分。

中年段在“作出假設(shè)”方面的能力要求是，學生在教師引導下能基于已有經(jīng)驗和所學知識，從現(xiàn)象和事件發(fā)生的條件、過程、原因等方面提出假設(shè)。相比低年段的能力要求，明顯提出了更高的標準，學生應(yīng)該把所學的知識納入作出假設(shè)的依據(jù)范疇，而且要從多個角度思考，提出可驗證的假設(shè)，假設(shè)的表述形式更加規(guī)范。如第三單元《溶解的秘密》中“50毫升的水里，只能溶解有限的鹽”，是從事物產(chǎn)生的原因的維度作出假設(shè);第五單元《奇妙的聲音》中作出的假設(shè)“如果不用棉線串起紙杯，我們就聽不到對方發(fā)出的聲音了”，則是從現(xiàn)象發(fā)生的條件作出假設(shè)。

中年段培養(yǎng)探究能力的策略

1.鼓勵學生高質(zhì)量地提問

學生學習的最初動機來自對各種事物和現(xiàn)象的好奇心，他們在好奇心的驅(qū)使下提出疑問。高質(zhì)量的問題體現(xiàn)在三個方面：

一是有研究的意義和價值。問題來源于社會和學生的真實生活環(huán)境，問題的解決有助于改善學生的學習和生活實際。

二是科學類的問題。小學生的思維具有發(fā)散性強的特點，他們對身邊的事物充滿了好奇心，但教師要幫助他們學會分辨什么是科學問題，什么不是科學類的問題，引領(lǐng)他們逐步認識科學的本質(zhì)。

三是了解自身擁有的研究條件，清楚可利用的研究資源，能自我評測問題的難度，提出可探究的問題。教師作為引導者，應(yīng)當采用開放的教學方式，營造輕松的教學環(huán)境，為學生提出高質(zhì)量的問題提供必要的指引。

例如在準備單元《倒立的小丑》的教學中，學生觀察了玩具小丑的特殊技能后，教師引導學生思考：關(guān)于倒立的小丑，大家能提出什么問題？教師把學生提出的問題全部呈現(xiàn)在黑板上后，師生從中篩選出科學類的問題，然后組織學生分析：哪些問題可以在本節(jié)課堂上研究出答案？并挑選出合適的問題準備在本課研究。學生的探究活動將沿著問題的脈絡(luò)持續(xù)展開。

2.作出基于依據(jù)的假設(shè)

科學的假設(shè)是基于一定的科學理論和研究經(jīng)驗建立的。作出假設(shè)的意義在于明確研究的目標，聚焦研究的對象，師生將圍繞假設(shè)收集信息、分析信息，驗證假設(shè)的真?zhèn)?。只有在學生理解了假設(shè)的含義后，教師才能組織學生開展探究活動，否則，探究就缺乏目的性。在第三單元《溶解的秘密》中，學習“溶解的快慢”內(nèi)容時，教師引導學生思考：攪拌對物質(zhì)溶解的快慢有什么影響？說說你的假設(shè)和理由。此時，教師應(yīng)該鼓勵和肯定學生作出的有依據(jù)的假設(shè)，不要提前給予“對”或“不對”的判斷，因為這只是學生基于先前知識和經(jīng)驗的初步想法，他們還不能判斷其對與錯，有待于師生通過后續(xù)的觀察、實驗來驗證。

3.注重反思評價

中年段的評價旨在檢測探究效果、引導探究方向，促進學生“提出問題、作出假設(shè)”等探究水平的不斷發(fā)展。在研究結(jié)束階段，教師要引導學生交流并演示他們的研究過程與結(jié)論，讓其他學生有機會提問，審查證據(jù)的真實性，挑出論證中的邏輯錯誤，指出結(jié)論表達中的問題，等等。在反思單元《達爾文給我們的啟迪》的教學中，教師組織學生討論：達爾文提出了什么問題，作出了怎樣的猜想和假設(shè)？他是怎樣提出這些問題和猜想的？本學期我提出過什么問題或猜想？我提出這些問題或猜想的依據(jù)是什么？教師讓學生反思自己在科學探究過程中的優(yōu)點與不足，分析在技能學習和團隊合作方面有沒有達到預(yù)期目標，科學概念的建構(gòu)與原來相比是否有所提升，這些回顧與總結(jié)有利于發(fā)展學生的審辯式思維，促使學生不斷改進探究策略，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。