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小學(xué)科學(xué)探究能力提升訓(xùn)練科學(xué)探究是小學(xué)科學(xué)教育的核心,它不僅承載著知識(shí)習(xí)得的功能,更肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生理性思維、實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)的使命。隨著義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)對(duì)“探究與實(shí)踐”素養(yǎng)的強(qiáng)調(diào),如何系統(tǒng)提升小學(xué)生的科學(xué)探究能力,成為一線教師與教育研究者共同關(guān)注的課題。本文結(jié)合兒童認(rèn)知發(fā)展規(guī)律與科學(xué)探究的核心要素,從情境建構(gòu)、思維訓(xùn)練、實(shí)踐優(yōu)化三個(gè)維度,探討小學(xué)科學(xué)探究能力的提升策略。一、科學(xué)探究能力的核心要素與小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)科學(xué)探究能力并非單一技能,而是由問(wèn)題提出、假設(shè)建構(gòu)、方案設(shè)計(jì)、證據(jù)收集、分析推理、交流反思等環(huán)節(jié)構(gòu)成的能力體系。小學(xué)生處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過(guò)渡的時(shí)期,其思維具有直觀性、形象性特點(diǎn),對(duì)抽象邏輯的理解依賴(lài)具體情境支撐。例如,三年級(jí)學(xué)生能通過(guò)觀察“種子發(fā)芽”的現(xiàn)象提出問(wèn)題,但對(duì)“變量控制”的邏輯理解需借助可視化的對(duì)比實(shí)驗(yàn)(如“水對(duì)種子發(fā)芽的影響”)逐步建構(gòu)。二、分層遞進(jìn)的探究能力訓(xùn)練策略(一)情境浸潤(rùn):激活問(wèn)題意識(shí)的“源頭活水”問(wèn)題是探究的起點(diǎn)。教師可通過(guò)生活關(guān)聯(lián)、自然觀察、矛盾沖突三類(lèi)情境,喚醒學(xué)生的好奇心:生活情境:從“飲料瓶為什么會(huì)變癟(熱脹冷縮)”“彩虹是怎么形成的”等日?,F(xiàn)象切入,引導(dǎo)學(xué)生將疑問(wèn)轉(zhuǎn)化為可探究的問(wèn)題(如“溫度變化對(duì)空氣體積有影響嗎?”)。自然情境:組織校園觀察活動(dòng),如“樹(shù)葉的形狀與生長(zhǎng)環(huán)境的關(guān)系”,鼓勵(lì)學(xué)生用“為什么”“怎么樣”的句式提出問(wèn)題,避免“是非式”提問(wèn)(如“樹(shù)葉是綠的嗎?”)。沖突情境:展示“鐵釘在水中生銹,鋁勺卻不生銹”的現(xiàn)象,制造認(rèn)知沖突,促使學(xué)生思考“金屬生銹與什么因素有關(guān)”。(二)假設(shè)建構(gòu):從“隨意猜想”到“邏輯推理”假設(shè)是探究的方向指引。訓(xùn)練時(shí)需引導(dǎo)學(xué)生基于已有經(jīng)驗(yàn)+觀察證據(jù)進(jìn)行合理推測(cè):經(jīng)驗(yàn)聯(lián)結(jié):以“小車(chē)運(yùn)動(dòng)的快慢與什么有關(guān)”為例,先讓學(xué)生回憶“騎自行車(chē)時(shí)用力大小、路面坡度對(duì)速度的影響”,再推測(cè)“拉力、路面粗糙程度可能影響小車(chē)速度”。證據(jù)支撐:觀察“不同土壤的保水性”前,先讓學(xué)生觸摸砂質(zhì)土、黏質(zhì)土,結(jié)合“砂粒間隙大、黏粒緊密”的觀察,假設(shè)“砂質(zhì)土保水能力弱于黏質(zhì)土”。(三)方案設(shè)計(jì):結(jié)構(gòu)化思維的可視化培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)需兼顧可操作性、變量控制、安全規(guī)范。針對(duì)小學(xué)生特點(diǎn),可采用“三步支架法”:1.明確變量:用“圈畫(huà)關(guān)鍵詞”的方式,從問(wèn)題中提取自變量(如“水量”)、因變量(如“種子發(fā)芽數(shù)量”),控制無(wú)關(guān)變量(如“種子種類(lèi)、溫度”)。2.材料選擇:提供“材料超市”(如不同材質(zhì)的杯子、種子、土壤),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)方案需求自主選擇(如探究“光對(duì)發(fā)芽的影響”時(shí),選擇不透明與透明杯子)。3.步驟分解:用流程圖或時(shí)間軸呈現(xiàn)操作步驟(如“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”分為“準(zhǔn)備種子→分組處理→每日觀察→記錄數(shù)據(jù)”),避免遺漏關(guān)鍵環(huán)節(jié)。(四)證據(jù)收集:從“零散記錄”到“系統(tǒng)表征”證據(jù)收集的核心是客觀性、完整性??赏ㄟ^(guò)以下方式訓(xùn)練:工具輔助:用放大鏡、溫度計(jì)等工具細(xì)化觀察(如“昆蟲(chóng)的身體結(jié)構(gòu)”),用秒表、天平量化數(shù)據(jù)(如“擺的快慢與擺長(zhǎng)的關(guān)系”)。記錄支架:設(shè)計(jì)“觀察記錄表”(含時(shí)間、現(xiàn)象、疑問(wèn)三欄),或用“思維導(dǎo)圖”整理多維度證據(jù)(如“植物生長(zhǎng)的影響因素”從“陽(yáng)光、水分、土壤”分類(lèi)記錄)。誤差意識(shí):通過(guò)“重復(fù)實(shí)驗(yàn)”(如“測(cè)量小車(chē)速度”重復(fù)3次取平均值),讓學(xué)生理解“偶然現(xiàn)象≠普遍規(guī)律”。(五)分析推理:從“現(xiàn)象描述”到“規(guī)律提煉”分析推理需引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)證據(jù)、邏輯歸納:對(duì)比分析:用“雙欄表”對(duì)比“實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組”的差異(如“有光組發(fā)芽率80%,無(wú)光組20%”),推導(dǎo)“光促進(jìn)種子發(fā)芽”的結(jié)論。趨勢(shì)分析:用折線圖呈現(xiàn)“擺長(zhǎng)與擺動(dòng)次數(shù)”的關(guān)系,直觀發(fā)現(xiàn)“擺長(zhǎng)越長(zhǎng),擺動(dòng)越慢”的規(guī)律。歸因推理:結(jié)合“鐵釘在潮濕環(huán)境生銹更快”的證據(jù),引導(dǎo)學(xué)生推理“水和空氣共同作用導(dǎo)致生銹”。(六)交流反思:從“個(gè)體表達(dá)”到“群體優(yōu)化”交流反思是探究的升華??赏ㄟ^(guò)多元互動(dòng)促進(jìn)能力提升:小組互評(píng):用“星級(jí)評(píng)價(jià)表”(從“問(wèn)題價(jià)值、方案嚴(yán)謹(jǐn)性、證據(jù)充分性”等維度)互評(píng)探究報(bào)告,提出改進(jìn)建議(如“你的實(shí)驗(yàn)只做了一次,建議多做幾次減少誤差”)。迭代改進(jìn):展示科學(xué)家的探究歷程(如“孟德?tīng)柕耐愣箤?shí)驗(yàn)”),讓學(xué)生明白“完善方案→重新實(shí)驗(yàn)→修正結(jié)論”是科學(xué)探究的常態(tài)。三、實(shí)踐案例:“影響溶解速度的因素”探究訓(xùn)練以四年級(jí)“溶解”單元為例,完整呈現(xiàn)探究能力訓(xùn)練的落地過(guò)程:1.問(wèn)題提出:從“沖咖啡時(shí)攪拌更快溶解”的生活經(jīng)驗(yàn),提出“攪拌、溫度、顆粒大小會(huì)影響溶解速度嗎?”的問(wèn)題。2.假設(shè)建構(gòu):結(jié)合“糖在熱水中化得快”“鹽磨碎后易溶解”的經(jīng)驗(yàn),假設(shè)“攪拌/高溫/小顆粒能加快溶解”。3.方案設(shè)計(jì):變量控制:以“攪拌”為例,控制水量(100ml)、水溫(25℃)、鹽的質(zhì)量(5g)、顆粒大?。ù蛀})相同,實(shí)驗(yàn)組攪拌,對(duì)照組不攪拌。材料選擇:量筒、燒杯、玻璃棒、電子秤、粗鹽、熱水/冷水。步驟分解:①量取100ml水→②稱(chēng)取5g粗鹽→③同時(shí)倒入燒杯→④實(shí)驗(yàn)組攪拌,對(duì)照組靜置→⑤記錄完全溶解的時(shí)間。4.證據(jù)收集:用秒表記錄時(shí)間,填寫(xiě)“溶解時(shí)間記錄表”(如下):條件攪拌組不攪拌組熱水組冷水組粗鹽組細(xì)鹽組--------------------------------------------------------------溶解時(shí)間(秒)35802010060305.分析推理:對(duì)比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)“攪拌、高溫、小顆粒均能加快溶解”,用柱狀圖直觀呈現(xiàn)變量與溶解速度的關(guān)系。6.交流反思:小組匯報(bào)時(shí),有學(xué)生提出“攪拌時(shí)手的力度不同會(huì)影響結(jié)果”,經(jīng)討論后改進(jìn)方案(固定攪拌速度),重新實(shí)驗(yàn)。四、結(jié)語(yǔ):在“做中學(xué)”中生長(zhǎng)科學(xué)素養(yǎng)小學(xué)科學(xué)探究能力的提升,不是機(jī)械的技能訓(xùn)練,而是在真實(shí)情境的浸潤(rùn)、思維方法的建構(gòu)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積淀中逐步生長(zhǎng)的過(guò)程。教師需立足兒童認(rèn)知特點(diǎn),將探究要素拆解為可感知、可操
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