小學科學探究活動設計指導引言小學科學是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的啟蒙課程，而探究活動是科學學習的核心方式。2022年版《義務教育科學課程標準》明確將“科學探究與實踐”列為核心素養(yǎng)的重要維度，強調(diào)“讓學生經(jīng)歷真實的探究過程，積累科學實踐經(jīng)驗，發(fā)展科學思維”。然而，一線教師在設計探究活動時，常面臨“如何將抽象的科學概念轉化為具體的探究任務”“如何平衡學生的自主性與探究的科學性”等問題。本文結合新課標要求與教學實踐，從核心理念、設計步驟、案例示范、關鍵問題四個維度，提供系統(tǒng)的探究活動設計指導，助力教師打造“有深度、有溫度、有實效”的科學探究課堂。一、探究活動設計的核心理念：回歸科學本質(zhì)與素養(yǎng)導向科學探究的本質(zhì)是“基于證據(jù)的邏輯推理”，而小學科學探究活動的設計需緊扣“兒童視角”與“科學本質(zhì)”的融合，指向以下核心目標：1.1遵循科學探究的本質(zhì)要素科學探究的過程包含六個關鍵環(huán)節(jié)（如圖1所示），這是設計探究活動的邏輯框架：提出問題：從真實情境中發(fā)現(xiàn)值得探究的問題；作出假設：基于已有經(jīng)驗對問題答案提出猜想；制定計劃：設計可操作的實驗方案（含變量控制）；實施計劃：通過觀察、實驗收集數(shù)據(jù)；得出結論：分析數(shù)據(jù)并形成合理解釋；表達交流：分享結果并接受質(zhì)疑。這些要素并非線性排列，而是動態(tài)循環(huán)的——學生可能在實施過程中調(diào)整假設，或在交流中發(fā)現(xiàn)新問題，從而開啟新一輪探究。1.2指向科學核心素養(yǎng)的發(fā)展探究活動的終極目標是培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)，具體包括：科學思維：如變量控制、因果推理、模型建構（如用圖表表示數(shù)據(jù)）；探究實踐：如設計實驗、操作工具、記錄數(shù)據(jù)的能力；態(tài)度責任：如尊重證據(jù)、合作分享、關注科學與生活的聯(lián)系。例如，在“鐵釘生銹”探究中，學生通過對比實驗理解“水與氧氣是生銹的必要條件”，既培養(yǎng)了變量控制的思維，也體會到“科學結論需基于證據(jù)”的嚴謹態(tài)度。二、探究活動設計的實踐步驟：從情境到交流的完整路徑探究活動的設計需遵循“從生活中來，到思維中去”的邏輯，以下是具體步驟與操作指南：2.1情境創(chuàng)設：用真實問題激發(fā)探究興趣設計關鍵：情境需貼近學生生活，引發(fā)“認知沖突”或“好奇”。真實情境的選擇：可來自學生的疑問（如“為什么冬天窗戶上會有小水珠？”）、生活現(xiàn)象（如“媽媽為什么用醋洗水壺里的水垢？”）或自然現(xiàn)象（如“螞蟻為什么排隊走？”）。情境呈現(xiàn)的方式：可采用實物（如帶水垢的水壺）、圖片（如窗戶上的水珠）、視頻（如螞蟻搬家）或故事（如“小明的鐵釘放在陽臺生銹了，而放在抽屜里的沒有生銹”）。示例：設計“水的蒸發(fā)”探究活動時，可展示“濕衣服曬干”的圖片，問學生：“衣服上的水去哪里了？為什么夏天曬干得更快？”——用生活現(xiàn)象引發(fā)探究欲望。2.2問題聚焦：將好奇轉化為可探究的科學問題設計關鍵：將寬泛的“興趣問題”轉化為“可操作、可驗證”的科學問題。問題具體化：用“5W1H”（誰、什么、哪里、什么時候、為什么、怎么）引導學生縮小問題范圍。例如，學生問“為什么螞蟻排隊走？”，可引導為“螞蟻排隊走是因為聞到了同伴的氣味嗎？”。問題可行性：考慮學生的認知水平與材料的可獲得性。例如，“月亮為什么會變圓？”對小學生來說過于抽象，可調(diào)整為“月相的變化與月球繞地球轉有關嗎？”（用模型模擬）。示例：在“種子發(fā)芽”探究中，學生可能問“種子為什么會發(fā)芽？”，教師可引導為“種子發(fā)芽需要水嗎？”“種子發(fā)芽需要陽光嗎？”——這些問題可通過簡單實驗驗證。2.3方案設計：用邏輯規(guī)劃保障探究的科學性設計關鍵：引導學生明確“變量”“控制變量”“實驗步驟”，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W思維。變量分析：區(qū)分“自變量”（要探究的因素，如“水”）、“因變量”（實驗結果，如“種子發(fā)芽率”）、“無關變量”（需控制的因素，如“溫度、種子數(shù)量”）。控制變量：遵循“單一變量原則”，即只改變自變量，其他變量保持一致。例如，探究“種子發(fā)芽需要水嗎？”時，兩組種子的溫度、陽光、種子數(shù)量需相同，只有“水”不同（一組加水，一組不加水）。材料選擇：選用易獲取、安全的材料（如綠豆種子、一次性杯子、紙巾）。步驟設計：用“分點式”或“表格式”讓學生明確實驗步驟（如表1所示）。表1“種子發(fā)芽需要水嗎？”實驗方案設計表自變量（探究因素）因變量（觀察指標）無關變量（控制條件）材料步驟水（有/無）種子發(fā)芽率（%）溫度（25℃）、陽光（室內(nèi)）、種子數(shù)量（10顆）綠豆種子、兩個杯子、紙巾、水1.兩個杯子放紙巾，各放10顆綠豆；2.甲杯加適量水（濕潤），乙杯不加；3.放在室內(nèi)陰涼處；4.每天觀察，記錄發(fā)芽數(shù)量。2.4實踐操作：在動手做中積累證據(jù)設計關鍵：讓學生自主操作，同時關注“安全”與“記錄”。安全提示：提前告知學生注意事項（如不用尖銳物品、不隨便品嘗實驗材料）。記錄方法：指導學生用“原始記錄”（如繪畫、表格、文字）記錄實驗過程。例如，探究“鐵釘生銹”時，可讓學生用表格記錄每天鐵釘?shù)淖兓ㄈ绫?所示）。調(diào)整與應對：鼓勵學生應對實驗中的“意外”（如種子發(fā)霉了），引導他們分析原因（如“水加太多了”）并調(diào)整方案（如“減少水量”）。表2“鐵釘生銹”實驗記錄單時間（天）鐵釘狀態(tài)（有水的杯子）鐵釘狀態(tài)（干燥的杯子）我的發(fā)現(xiàn)第1天無變化無變化都沒生銹第3天表面有一點銹無變化有水的鐵釘開始生銹第5天銹更多了無變化有水的鐵釘生銹更嚴重2.5結論形成：從數(shù)據(jù)到合理的解釋設計關鍵：引導學生“用數(shù)據(jù)說話”，避免“主觀臆斷”。數(shù)據(jù)整理：用圖表（如柱狀圖、折線圖）展示數(shù)據(jù)，讓結果更直觀。例如，探究“種子發(fā)芽需要水嗎？”時，可將“發(fā)芽率”用柱狀圖表示（甲杯發(fā)芽率80%，乙杯0%）。邏輯推理：引導學生分析“自變量”與“因變量”的關系。例如，“甲杯（有水）的種子發(fā)芽率高，乙杯（無水）的沒有發(fā)芽，說明種子發(fā)芽需要水”。結論的科學性：提醒學生結論需“符合數(shù)據(jù)”，避免“過度推斷”。例如，若“種子發(fā)芽需要陽光”的實驗中，黑暗處的種子發(fā)芽率為90%，陽光下的為85%，則結論應是“種子發(fā)芽不需要陽光（或陽光對種子發(fā)芽影響不大）”，而非“種子發(fā)芽需要陽光”。2.6表達交流：讓思維在碰撞中深化設計關鍵：鼓勵學生用多種方式表達，引導“質(zhì)疑”與“反思”。表達的方式：可采用口頭匯報（如小組分享）、書面報告（如實驗日志）、可視化工具（如海報、圖表）或模型（如用橡皮泥做月球繞地球轉的模型）?；ピu的引導：設計“評價量表”（如表3所示），讓學生學會“基于證據(jù)的質(zhì)疑”。例如，“你同意他的結論嗎？為什么？”“他的實驗設計有沒有控制變量？”。反思的促進：引導學生思考“實驗中的不足”（如“我應該多放一些種子，這樣結果更準確”）或“新的問題”（如“如果溫度太低，種子會不會不發(fā)芽？”）。表3探究活動互評量表評價維度評價標準得分（1-5分）問題聚焦問題具體、可探究方案設計變量控制合理、步驟清晰記錄完整性原始數(shù)據(jù)記錄詳細結論合理性基于數(shù)據(jù)、邏輯清晰表達清晰度用圖表/語言清楚表達結果三、探究活動設計的案例示范：以“種子發(fā)芽需要陽光嗎？”為例3.1情境創(chuàng)設展示兩盆綠豆種子：一盆放在陽臺（發(fā)芽率高），一盆放在柜子里（發(fā)芽率低）。問學生：“為什么陽臺的種子發(fā)芽多，柜子里的少？是因為陽光嗎？”3.2問題聚焦引導學生將問題轉化為：“種子發(fā)芽需要陽光嗎？”3.3方案設計自變量：陽光（有/無）；因變量：種子發(fā)芽率；無關變量：水（適量）、溫度（25℃）、種子數(shù)量（10顆）；材料：綠豆種子、兩個一次性杯子、紙巾、黑塑料袋；步驟：1.在兩個杯子里放紙巾，各放10顆綠豆；2.加適量水（濕潤）；3.甲杯放在陽臺（有陽光），乙杯用黑塑料袋罩?。o陽光）；4.每天觀察，記錄發(fā)芽數(shù)量。3.4實踐操作學生分組完成實驗，每天用繪畫/文字記錄種子的變化（如“第2天，甲杯有3顆發(fā)芽，乙杯有2顆”）。3.5結論形成一周后，學生整理數(shù)據(jù)：甲杯發(fā)芽率80%，乙杯發(fā)芽率70%。引導學生分析：“兩組發(fā)芽率差異不大，說明種子發(fā)芽不需要陽光？”（補充說明：大部分種子發(fā)芽不需要陽光，因為種子自身有營養(yǎng)；但有些種子如向日葵需要陽光。）3.6表達交流小組用海報展示實驗結果（包括記錄單、柱狀圖）；全班討論：“為什么乙杯（無陽光）也有種子發(fā)芽？”“如果用向日葵種子做實驗，結果會一樣嗎？”；學生反思：“我的實驗有沒有控制好變量？比如乙杯的溫度是不是和甲杯一樣？”四、探究活動設計中的關鍵問題與解決策略4.1如何平衡開放性與指導性？問題：過于開放會導致學生無從下手，過于指導會限制學生的自主性。策略：開放性是前提：讓學生自主提出問題（如“你想探究種子發(fā)芽的哪個因素？”）；指導性是關鍵：在關鍵環(huán)節(jié)給予提示（如“設計實驗時，要保持哪些因素不變？”）；支架式指導：用“問題鏈”引導學生思考（如“如果要探究陽光的作用，你需要做兩組實驗嗎？”“兩組實驗的區(qū)別是什么？”）。4.2如何處理生成性問題？問題：學生在探究中可能提出超出預設的問題（如“種子發(fā)芽需要空氣嗎？”），影響教學進度。策略：接納生成性問題：將其視為探究的契機（如“這個問題很有價值，我們可以課后做實驗探究”）；整合生成性問題：若時間允許，可調(diào)整教學計劃（如“今天我們先探究陽光，明天探究空氣”）。4.3如何評價探究過程？問題：教師常關注“結論是否正確”，忽略學生的思維過程。策略：過程性評價：用成長記錄冊記錄學生的探究過程（如實驗設計表、記錄單、匯報海報）；多元化評價：結合教師評價、同伴評價、學生自評（如用互評量表評價表達交流環(huán)節(jié)）；重視思維評價：關注學生的“為什么”（如“你為什么認為種子發(fā)芽需要水？”“你是怎么分析數(shù)據(jù)的？”）。結語小學科學探究活動的設計，核心是“讓學生經(jīng)歷真實的科學過程”。教師需從“兒童視角”出發(fā)，用真實情境激發(fā)興趣，用邏輯設計培養(yǎng)思維，用多元評價促進成長。正如美國科學教育家蘭本達所說：“探究不是一種方法，而是一種思維方式?！碑攲W生學會用“提出問題—尋找證據(jù)—得出結論”的思維解決問題時，科學素養(yǎng)便在