親身經曆以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑，科學課程應向學生提供充足的器材和時間，保證學生獲得充分的科學探究機會。在探究式課堂教學中，一般師生占用時間分配大約為1：1，即學生自主的活動時間在20分鐘左右。這就要求教師少講精講，指導有效，把時間的主動權還給學生。

探究式教學

探究既是小學生科學學習要達到的目标，又是小學生科學學習的主要方式。

在以培養科學素養為目标的科學教學中，由于教學目标的多元性，除了書本知識的學習，還包括科學方法與技能的訓練，科學能力的培養，以及科學情感、态度、價值觀的養成。這類目标學生不可能通過簡單地記憶、模仿性操練學會，而必須高度重視學生的主動參與、親自探究、動手操作，強調學生的感受、體驗、實踐，強調學生之間的交流與合作。教師隻有充分認識到這一點，在教學過程中安排好各種相關的情景與有意義的科學探究活動，組織學生參與其中，親曆過程，自主地、充分地開展活動，才能達到既學會知識與技能，又培養智能與情感、态度、價值觀，促進學生科學素養形成的目的。

教學策略實施的最終目的是讓學生實現最充分的發展，課堂應該将有限的教學時間用于讓學生做最有價值的事。課堂是學生學習思考的場所，不是老師完全控制的、表現老師才藝的場所。因此，我們的課堂應該給學生留下更多的學習時間和空間，使他們去真正地發現和建構出新知來。如果用芒德勃羅（B.B.Mandelbrot）的分形理論來解釋，孔隙才是生長的活躍區，才是生命的源泉。少一些教師的諸多控制和占用，把課堂的時間和空間騰出來，還給學生自主學習，讓給兒童開展科學探究活動，不就給學生留下了孔隙嗎？學生的探究活動因為有了充足的時間和空間而生生不息！

案例一

讓學生充分探究——《比較硬度》教學設計

一、活動前的準備（3分鐘）

1.教師出示兩塊木頭，問：它們的硬度是否一樣？誰有辦法比較？

2.介紹實驗盒裡的材料（６個圓片，４根小棒）。今天的任務就是比較不同材料的硬度。

二、分組實驗活動（20分鐘）

小組活動的任務如下：(幻燈出示)

1.以自己設計的方法比較6種材料的硬度，并按硬度序列排列6種材料。

2.發現2種以上的比較這些材料硬度的方法，并對自己小組方法進行評價。

（學生探究實驗,教師巡回指導。）

三、活動後的整理、表達與交流（16～18分鐘）

1.各小組整理、展示自己的研究結果。

2.交流全班的研究：(1)排序；(2)方法；(3)最欣賞的方法。

這是著名特級教師章鼎兒老師設計的《比較硬度》一課。教學的過程十分簡單：隻有“活動前的準備”、“分組實驗活動”和“活動後的整理、表達與交流”三個環節。其中，“分組實驗活動”這一環節具有這樣一些特點：首先，學生動手動腦觀察、實驗的活動時間比較長，20分鐘左右，幾乎相當于整節課的一半時間；其次，這是一個連續不中斷的活動，或者是由幾個小活動有機整合成的一個大活動；再次，是在教師指導下，小學生經曆的自主性很強的觀察、實驗活動。學生在“遊泳中學遊泳”，放手讓學生做，讓學生自己動腦筋設計方案，修改、調整方案，開展探究活動。

對我國基礎教育而言，探究是個外來的概念。其中最直接的影響是美國上世紀末的科學教育改革運動。科學探究是美國《國家科學教育标準》中教學标準的核心原則，“2061計劃”出版的《科學素養标準》也多處讨論科學探究。新世紀之初我國的基礎教育課程改革特别是科學教育改革中，科學探究的理念被認真地吸收進來。[②]應該說，科學探究在培養科學興趣、培養科學探究所需要的能力，增進對科學本質的理解等方面所具有不可替代的作用，已經成為廣大科學教師的共識，但是，對科學探究的内涵及其教學策略，卻有一個由淺入深的認識過程。

一段時間，科學探究常被僵化、簡單化成為一種固定的模式：提出問題、形成假設、設計實驗、收集資料和分析數據、相互交流得出結論。有些十分簡單的問題，通過觀察就能找到答案，教師也要學生經曆先提出假設，再設計實驗等過程，将簡單問題複雜化。的确，科學探究能力是有非常具體的内涵的，比如是否能合理地提出問題、作出假設、制定計劃、會不會用多種方法收集證據、形成結論、能不能有效的進行表達與交流等。但是，科學探究活動的方式是多樣化的，并不要求統一的環節和模式。

另一個教學中十分突出的現象，教師為了确保實驗活動的“成功”，不惜花費大量時間指導實驗的過程與方法，常常“活動前教師指導30多分鐘、實驗活動5分鐘”。活動過程中沒有不确定性，鮮有失敗，鮮見另辟蹊徑。“學生的科學素養是在經曆探究活動中得以提升的，而不是在活動前教師的指導過程中提升的。”（章鼎兒，2008）十分明确地對此教學理念及策略進行了批評。

在對科學探究内涵的認識過程中，科學教師們逐步體會到探究活動應當是有一個起始目标引導，由新的發現、新的問題持續發展的活動；是有幾個連續活動側面組成的活動；是可以不斷深究，不斷延續，不斷進行下去的活動。顯然，這就需要課堂留下足夠的時間和空間，讓學生開展科學探究活動。

案例二

簡單孕育複雜

在一次三年級的《小電珠》這節課上，我一走進課堂，學生就迫不及待地要擺弄他們自己帶來的那些實驗材料了。“道法自然”，就讓他們去擺弄吧。我省卻了介紹電線、小電珠及電池的構造，省卻了說明實驗目的，因為這些材料是他們日常早已的熟悉的東西了，這些材料本身就不言而喻地包含着實驗目的——怎樣連接小電珠會發光？怎樣做小電珠會更亮？怎樣做會使更多的小電珠一起發光……這正如美國科學教育專家蘭本達上《蝸牛》一課那樣，上課15分鐘了，老師還沒有說一句話。就讓他們去觀察吧，這是他們極樂于從事的事情，何必去幹涉他們的研究呢？

學生自然而然地三、五人一組地忙碌了起來，過了一陣，我看他們已做出許多種連接的方法來了，就說：“能把你們的連接方法畫出來嗎？到時候好讓别的同學向你們學習呢！”于是，又是一陣忙亂，他們快速地拿出紙和筆，用他們自己的圖示方式一邊做着實驗，一邊對照着記錄。偶爾發現他們沒畫清楚的地方，我就做點提示。20多分鐘過去了，該交流一下他們的研究了，怎樣交流呢？還是用那種一個個坐好、由老師點名回答的讨論方式？實際上，在小組實驗中，他們該說的都說了，該想到的也都盡了全力了，這種外部的與内部的言語活動已經随之一起充分地展開了，怎樣連接小電珠才會亮的問題已經不成問題，這麼多的正确連接方法足以證明了。“請每一小組派一個同學到黑闆上把你們的連接方法畫出來，供大家學習！”

隻能這麼做了，還是讓他們自己畫、自己去評判、自己去學習别人的方法吧。于是，他們争先恐後地跑到黑闆前，有的組竟然一下子跑上去兩個。不一會兒，滿黑闆都是他們的電路圖了。他們沉浸在自己的研究成果裡了。

下課了，我給他們這節課的表現打了100分，全班一下子歡呼起來！這是一種多美妙的感覺啊，我喜不自禁：這節課，我為孩子們留下了充分的探究時間和空間。我隻是在一旁欣賞着這群忙碌的“小螞蟻”工作的旁觀者，在适當的時候，布置了一點任務，隻起了一些促進他們進行學習活動的作用。這時我真正感受到了美國人本主義教育家羅傑斯之所以不把老師稱為“教師”，而稱為旁觀者、促進者的理由了。

審視當前不少小學科學課堂，我們就會發現，依然是教師喋喋不休的講授，學生木樁式地聽講；依然是教師支配、占據着大部分課堂教學時間和空間。新課改到今天似乎還是穿新鞋走老路，遊離于“新”字之外打轉轉，未能真正實現學生學習方式的變革，從本質上講，都是在學習的時空裡輕視學習主體的存在，沒有使學生成為學習的主人。

在皮亞傑看來，兒童不隻受教于教師，而且自己獨立進行學習。兒童是主動的學習者，真正的學習并不是教師傳授給兒童，而是出自他本身。魏書生說：我們正置身于一個教育開發、教育改革的時代，正置身于一個使學生成為學習主人的時代。案例2中，教師盡量少說、精講，把20多分鐘的時間讓給學生開展科學探究活動，簡約的教學環節中體現了“學生是科學學習主體”的教學思想，簡單的教學過程中孕育了學生科學思維的培養，實現了學生學習方式的變革。

1.集中探究主題

探究活動是從問題開始的。在科學探究活動的設計中，提出問題，明确探究活動的主題，實質是選擇和确立課題，是科學探究活動的起點。根據兒童的年齡特點，小學生的科學探究活動是“開始于一個問題的探究，結束于更多問題提出的活動。”（章鼎兒，2008）

由此可見，小學生科學探究活動的主題不僅應該是适合學生認知結構的科學問題，而且應該是“一個”學生感興趣的問題。“制作一個一分鐘擺15次的擺”、“發出高低不同聲音的振動物體不同特點”、“導體與絕緣體的檢測”、“高錳酸鉀在水中是怎樣溶解的”等問題，探究的主題集中明确，研究的目标十分清晰，是适合小學生的科學探究活動。就科學探究活動的内涵而言，兒童需要自主選擇研究内容、決定研究方案、确定實驗材料，為了保證探究活動有效展開，需要有一個十分明确的起始目标引領。

2.整合實驗活動

為了促進學生自主開展科學探究活動，一般将幾個短時間的小活動整合成一個将近20分鐘的長時間活動，将“小活動、交流；小活動、交流；小活動、交流”的多環節模式整合為“大活動、讨論與交流”的大環節教學模式。

整合觀察、實驗活動首先要符合認識事物的一般規律。《土壤中有什麼？》一課整合後的活動——小活動①取一部分土壤，撚碎，按顆粒大小将它們分分類；小活動②将土塊放入裝有水的杯子裡，充分攪拌，然後靜置在桌上，仔細觀察杯中土壤的沉積物分成哪幾層。先觀察顆粒，再放入水中觀察，符合對一般事物的觀察順序規律。其次，幾個小活動要圍繞同一主題，從不同的側面有序展開。喻伯軍老師執教的《聲音的變化》一課，緊緊圍繞“發出高低不同聲音的振動物體不同特點”的研究主題，指導學生先後分别觀察研究琴片、琴弦以及自己帶的樂器發出高低不同聲音時的不同的特點。最後，要使各小活動間形成良好的結構,體現學生科學思維的發展過程。《空氣占據空間》一課，小活動①底部裝有紙巾的杯子筆直扣入水中，紙巾沒有濕，說明水沒有進入杯子中；小活動②用空氣趕走杯子中的水。兩個活動在思維層面是從低到高的發展層次的，活動與活動間是有結構的。通過有效整合，為兒童建構豐富、深刻的科學概念打下了基礎。

3.分步有序推進

科學探究活動往往是有幾個連續活動側面組成的活動。因此常常是在教師的指導下，分步有序推進活動過程的。“任務單”、“問題卡”、“說明書”和有結構的實驗材料，都是有效推進探究活動的很好載體。

“任務單”的内容一般在探究活動前呈現，即向學生布置探究的任務。如“制作一個一分鐘擺15次的擺”、“比較淡水和鹽水的輕重”等，以任務的形式出現，然後為學生提供充足的探究時空，讓兒童以小組為單位共同完成。

“問題卡”常常出現在活動過程中。在完成了前一個觀察、實驗活動後，教師往往會以“問題卡”的形式引導學生将探究活動持續下去。章鼎兒老師著名的《蠟燭會熄滅嗎？》一課，教師在活動過程中發放的“活動建議：1、想出一個使杯内蠟燭繼續燃燒的辦法，試一試。2、還有别的能使蠟燭繼續燃燒的方法嗎？試一試。”，将學生的探究活動引向深入。

有些需要教師交待清楚的觀察、實驗方法，“說明書”是一個好形式。《土壤中有什麼？》一課教學中需要把土壤放進水中觀察，教師向完成了前一項觀察任務的小組出具了這樣的“說明書”：“①将土塊放入裝有水的杯子裡，讨論：觀察到了什麼？②用筷子在水中充分攪拌，然後将杯子靜置在桌上。仔細觀察靜置在桌上的杯子。把觀察到的現象畫在記錄單的杯子裡。③小組讨論：杯中土壤的沉積物分成哪幾層？”有效推進了觀察活動的繼續進行。

實驗材料的發放時機選擇，也是分步有序推進探究活動的好載體。“高錳酸鉀在水中是怎樣溶解的”一課的觀察實驗活動，教師并沒有把用于攪拌的筷子直接放在各小組的實驗桌上。而是在學生們仔細觀察了高錳酸鉀初入水時的情景并作了記錄後，教師才給各小組發放了一根竹筷，确保了實驗活動的有序進行。

4.優化指導策略

科學探究活動中教師的指導策略，一直是科學教師們研究的重要課題。需要意識到，探究活動過程中教師的指導作用并不應該被削弱，而是應該優化指導策略，提高指導效率，實現探究活動的有效展開。

一是把握重點。教師不再花費大量時間作“事無巨細、面面俱到”的指導，而是根據實際，對學生來說的确是比較難的問題、環節才作适當的提示。明确學生實驗活動的“難點”，把握重點,一方面保證了小學生的探究活動得以有效展開，另一方面，為兒童留下了充足的探究空間，讓學生“跳一跳才能摘到桃子”。

二要點面結合。既要注重對全班學生共性問題的指導，更要加強對小組、甚至個别學生的指導。可以這樣理解，教師的主要任務在探究活動前主要是對全班的指導，活動過程中則是對有一定困難的小組、個别同學的指導。

三是随機嵌入。高效的教師指導應當是發生在活動過程中，并且“不留痕迹、潤物無聲”的。作為引領者的教師，不僅要關注學生經曆探究活動，更要重視對各個活動的内在聯系的把握，在學生的探究活動過程中起到點撥、引領、促進的作用，提升科學探究活動的價值。

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