小學(xué)科學(xué)課探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心，探究性學(xué)習(xí)作為課程實(shí)施的核心方式，其活動(dòng)設(shè)計(jì)的專業(yè)性直接影響學(xué)生科學(xué)觀念的建構(gòu)、探究能力的發(fā)展與科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成。本文立足小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐，從活動(dòng)設(shè)計(jì)的核心要素、分學(xué)段實(shí)踐案例、實(shí)施支持策略及評(píng)價(jià)體系四個(gè)維度，系統(tǒng)闡述探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的專業(yè)設(shè)計(jì)方法，為一線教師提供可操作的實(shí)踐范式。一、探究性學(xué)習(xí)與小學(xué)科學(xué)課程的價(jià)值契合探究性學(xué)習(xí)是一種以問題解決為導(dǎo)向，通過提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)證檢驗(yàn)、反思修正等過程建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展能力的學(xué)習(xí)方式。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，這一要求與探究性學(xué)習(xí)的本質(zhì)高度契合：一方面，科學(xué)學(xué)科的本質(zhì)屬性（基于證據(jù)的理性思維、對(duì)自然現(xiàn)象的追問與解釋）決定了探究是理解科學(xué)的最佳途徑；另一方面，小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)（具象思維為主、好奇心強(qiáng)烈）也需要通過動(dòng)手操作、親身觀察的探究活動(dòng)，將抽象的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為可感知的經(jīng)驗(yàn)。從素養(yǎng)發(fā)展視角看，探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)承載著多重育人功能：在科學(xué)觀念層面，幫助學(xué)生建立“自然現(xiàn)象是可探究、可解釋”的認(rèn)知；在科學(xué)思維層面，培養(yǎng)基于證據(jù)的推理、歸納與質(zhì)疑能力；在探究實(shí)踐層面，發(fā)展問題提出、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等核心技能；在態(tài)度責(zé)任層面，激發(fā)對(duì)自然的好奇與敬畏，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。二、探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的核心要素（一）目標(biāo)設(shè)計(jì)：錨定素養(yǎng)發(fā)展的階梯性要求活動(dòng)目標(biāo)需緊扣新課標(biāo)分學(xué)段要求，體現(xiàn)“進(jìn)階性”特征：1-2年級(jí)：聚焦“觀察與描述”，目標(biāo)如“能運(yùn)用感官觀察物體的特征，用簡單語言或圖畫記錄發(fā)現(xiàn)”（如“觀察植物的葉”活動(dòng)，目標(biāo)指向“描述葉的形態(tài)差異，初步感知結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)聯(lián)”）。3-4年級(jí)：側(cè)重“實(shí)驗(yàn)與推理”，目標(biāo)如“能設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，用數(shù)據(jù)或現(xiàn)象支持結(jié)論”（如“溶解快慢的影響因素”活動(dòng)，目標(biāo)指向“控制變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析變量與結(jié)果的邏輯關(guān)系”）。5-6年級(jí)：強(qiáng)調(diào)“論證與創(chuàng)新”，目標(biāo)如“能基于調(diào)查數(shù)據(jù)提出科學(xué)建議，用模型或方案解決真實(shí)問題”（如“家庭用水調(diào)查”活動(dòng)，目標(biāo)指向“分析用水習(xí)慣的合理性，設(shè)計(jì)節(jié)水方案并評(píng)估可行性”）。目標(biāo)表述需避免“知識(shí)記憶”導(dǎo)向，轉(zhuǎn)向“能力表現(xiàn)”導(dǎo)向，例如將“知道植物的向光性”轉(zhuǎn)化為“能通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)觀察植物生長方向的變化，推測并解釋光照對(duì)生長的影響”。（二）情境創(chuàng)設(shè)：激活探究欲望的生活聯(lián)結(jié)真實(shí)且貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的情境是探究的“觸發(fā)器”。情境設(shè)計(jì)可從三方面入手：生活現(xiàn)象：如“早餐的牛奶為什么會(huì)變酸？”（關(guān)聯(lián)微生物發(fā)酵知識(shí)）、“樓道的聲控?zé)魹槭裁从袝r(shí)不亮？”（關(guān)聯(lián)電路與傳感器知識(shí)）。自然現(xiàn)象：如“秋天的樹葉為什么會(huì)變色？”（關(guān)聯(lián)植物生理與季節(jié)變化）、“螞蟻為什么能找到回家的路？”（關(guān)聯(lián)動(dòng)物行為與信息傳遞）。工程問題：如“如何設(shè)計(jì)一個(gè)防風(fēng)的校園小花園？”（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)與材料的工程應(yīng)用）、“怎樣讓教室的采光更均勻？”（關(guān)聯(lián)光學(xué)與設(shè)計(jì)優(yōu)化）。情境需具備“認(rèn)知沖突”，例如呈現(xiàn)“放在窗臺(tái)的植物總是朝向窗外生長”的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生“植物為什么會(huì)‘追光’？”的疑問，驅(qū)動(dòng)探究的發(fā)生。（三）任務(wù)架構(gòu)：遵循探究邏輯的步驟分解探究任務(wù)需拆解為“問題鏈”，體現(xiàn)科學(xué)探究的邏輯閉環(huán)：1.問題提出：引導(dǎo)學(xué)生從情境中提煉可探究的問題，如“種子的傳播方式與什么有關(guān)？”（而非“種子怎么傳播”的泛化提問）。2.假設(shè)建構(gòu)：基于已有經(jīng)驗(yàn)作出推測，如“蒼耳的刺可能幫助它粘在動(dòng)物身上傳播”（需明確假設(shè)的可檢驗(yàn)性）。3.方案設(shè)計(jì)：規(guī)劃探究步驟，如“對(duì)比實(shí)驗(yàn)：一組種子撒在模擬動(dòng)物皮毛的布上，一組撒在光滑平面，觀察附著情況”（需包含變量控制、重復(fù)實(shí)驗(yàn)等要素）。4.實(shí)證檢驗(yàn)：通過觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等收集證據(jù)，如“記錄不同風(fēng)力下蒲公英種子的飛行距離”（需強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的真實(shí)性與完整性）。5.結(jié)論推導(dǎo)：基于證據(jù)解釋現(xiàn)象，如“風(fēng)力越大，蒲公英種子飛得越遠(yuǎn)，說明風(fēng)力是傳播的重要因素”（需避免主觀臆斷）。6.反思拓展：思考探究的不足與新問題，如“實(shí)驗(yàn)中只用了一種蒲公英種子，是否具有普遍性？”（引發(fā)新的探究方向）。任務(wù)難度需適配學(xué)段認(rèn)知水平，低年級(jí)可簡化步驟（如“觀察—描述—分享”），高年級(jí)則需復(fù)雜的方案設(shè)計(jì)與論證（如“調(diào)查—分析—建?！倪M(jìn)”）。（四）資源支持：保障探究實(shí)施的適切性供給資源包括材料、工具、數(shù)字化資源三類，需遵循“易獲取、安全、開放性”原則：材料：優(yōu)先選擇生活廢棄物（如飲料瓶、吸管、樹葉）或常見物品（如磁鐵、電池、種子），降低成本且增強(qiáng)親切感。例如“制作簡易凈水器”活動(dòng)，材料可選用沙子、活性炭、棉花、礦泉水瓶。工具：根據(jù)探究需求提供測量工具（如溫度計(jì)、天平）、觀察工具（如放大鏡、顯微鏡）、記錄工具（如表格、繪圖本）。低年級(jí)可使用卡通化記錄單，高年級(jí)則需規(guī)范的數(shù)據(jù)表格。數(shù)字化資源：利用虛擬實(shí)驗(yàn)（如“微觀粒子的運(yùn)動(dòng)”模擬）、科普視頻（如“科學(xué)家的探究故事”）、在線數(shù)據(jù)庫（如“中國植物志”查詢）拓展探究維度，解決現(xiàn)實(shí)中難以觀察的現(xiàn)象（如火山噴發(fā)、細(xì)胞分裂）。資源需動(dòng)態(tài)調(diào)整，例如學(xué)生在探究“土壤成分”時(shí)，發(fā)現(xiàn)需要檢測pH值，教師可及時(shí)提供pH試紙，支持探究的深度推進(jìn)。三、分學(xué)段探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)案例（一）低年級(jí)（1-2年級(jí)）：“種子的旅行”觀察與模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)背景學(xué)生對(duì)植物種子的形態(tài)有初步感知，但對(duì)“種子如何傳播到遠(yuǎn)方”缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。結(jié)合“植物的一生”單元，設(shè)計(jì)此活動(dòng)，滲透“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的科學(xué)觀念?；顒?dòng)流程1.情境導(dǎo)入：展示蒲公英、蒼耳、蓮蓬的圖片，提問“這些種子寶寶要去遠(yuǎn)方旅行，它們會(huì)怎么去呢？”引發(fā)猜想。2.觀察記錄：分組觀察不同種子（蒲公英、蒼耳、蠶豆、椰子）的形態(tài)（大小、形狀、表面特征），用圖畫或文字記錄（如“蒼耳的刺尖尖的，摸起來扎手”）。3.模擬實(shí)驗(yàn)：風(fēng)力傳播：用吹風(fēng)機(jī)模擬風(fēng)，觀察蒲公英種子（絨毛狀）的飛行距離，對(duì)比蠶豆種子（光滑）的差異。動(dòng)物傳播：用粘毛的布模擬動(dòng)物皮毛，觀察蒼耳、蠶豆種子的附著情況。水力傳播：將蓮蓬種子（帶殼）和蠶豆種子放入水中，觀察浮沉與移動(dòng)。4.交流分享：用“種子旅行日記”的形式，描述“我（種子）的旅行方式”，教師引導(dǎo)總結(jié)“種子的結(jié)構(gòu)幫助它適應(yīng)不同的傳播方式”。評(píng)價(jià)要點(diǎn)觀察的細(xì)致度（是否注意到種子的細(xì)微特征）。實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性（如吹風(fēng)機(jī)的使用安全、布的擦拭力度）。表達(dá)的完整性（能否結(jié)合形態(tài)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋傳播方式）。（二）中年級(jí)（3-4年級(jí)）：“電磁鐵的磁力大小”對(duì)比實(shí)驗(yàn)活動(dòng)背景學(xué)生已了解“通電螺線管產(chǎn)生磁性”，但對(duì)“磁力大小的影響因素”存在模糊認(rèn)知。結(jié)合“電與磁”單元，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)控制變量的科學(xué)思維?；顒?dòng)流程1.問題聚焦：展示電磁鐵吸起鐵釘?shù)默F(xiàn)象，提問“怎樣讓電磁鐵吸起更多鐵釘？”引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)（“線圈匝數(shù)越多？”“電池節(jié)數(shù)越多？”）。2.方案設(shè)計(jì)：變量1（線圈匝數(shù)）：保持電池節(jié)數(shù)（2節(jié)）不變，改變線圈匝數(shù)（50匝、100匝、150匝），記錄吸起鐵釘數(shù)量。變量2（電池節(jié)數(shù)）：保持線圈匝數(shù)（100匝）不變，改變電池節(jié)數(shù)（1節(jié)、2節(jié)、3節(jié)），記錄吸起鐵釘數(shù)量?？刂谱兞浚菏褂孟嗤蔫F釘、鐵芯，確保每次實(shí)驗(yàn)后鐵芯去磁（輕敲或斷電時(shí)間一致）。3.實(shí)驗(yàn)操作：分組實(shí)驗(yàn)，一人操作、一人記錄、一人觀察，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次取平均值（減少誤差）。4.數(shù)據(jù)分析：繪制柱狀圖對(duì)比數(shù)據(jù)，討論“匝數(shù)/電池?cái)?shù)與磁力的關(guān)系”，教師引導(dǎo)排除“線圈繞法、鐵芯材質(zhì)”等干擾因素。5.反思改進(jìn)：提問“實(shí)驗(yàn)中電磁鐵發(fā)熱會(huì)影響磁力嗎？如何改進(jìn)？”（如增加散熱時(shí)間、使用更粗的導(dǎo)線），拓展探究深度。評(píng)價(jià)要點(diǎn)變量控制的準(zhǔn)確性（是否明確“改變一個(gè)變量，保持其他不變”）。數(shù)據(jù)記錄的真實(shí)性（是否如實(shí)記錄，包括“異常數(shù)據(jù)”的標(biāo)注）。結(jié)論推導(dǎo)的邏輯性（能否結(jié)合數(shù)據(jù)趨勢得出“正相關(guān)”結(jié)論，而非單一數(shù)據(jù)的偶然判斷）。（三）高年級(jí)（5-6年級(jí)）：“校園生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化”項(xiàng)目式探究活動(dòng)背景學(xué)生已學(xué)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)的組成與平衡”，結(jié)合校園環(huán)境，設(shè)計(jì)真實(shí)問題解決活動(dòng)，培養(yǎng)系統(tǒng)思維與社會(huì)責(zé)任感?；顒?dòng)流程1.情境導(dǎo)入：呈現(xiàn)校園角落的照片（如雜草叢生的花壇、積水的操場），提問“校園里的生物和環(huán)境存在什么問題？如何讓校園生態(tài)更和諧？”2.分組調(diào)查：生物組：調(diào)查校園植物（種類、分布、病蟲害）、動(dòng)物（鳥類、昆蟲、鼠類）的生存狀況，繪制“生物關(guān)系圖”（如“麻雀—蚜蟲—月季”的食物鏈）。環(huán)境組：測量土壤濕度、pH值，記錄光照時(shí)長、降水情況，分析環(huán)境對(duì)生物的影響。人文組：調(diào)查師生的環(huán)境行為（如垃圾分類、節(jié)水習(xí)慣），訪談后勤人員的維護(hù)措施。3.數(shù)據(jù)分析：整合三組數(shù)據(jù)，用SWOT分析法（優(yōu)勢、劣勢、機(jī)會(huì)、威脅）評(píng)估校園生態(tài)現(xiàn)狀，例如“優(yōu)勢：綠化面積大；劣勢：花壇積水導(dǎo)致植物爛根；機(jī)會(huì)：增設(shè)雨水花園；威脅：外來物種入侵”。4.方案設(shè)計(jì)：分組設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，如“雨水花園方案”（利用低洼處收集雨水，種植耐濕植物）、“昆蟲旅館方案”（用竹筒、松果搭建，吸引益蟲）、“節(jié)水公約方案”（制定班級(jí)節(jié)水規(guī)則并推廣）。5.展示實(shí)施：用PPT、模型或情景劇展示方案，邀請后勤老師、家長參與論證，選擇可行方案（如“昆蟲旅館”）在校園落地實(shí)施，定期觀察效果并調(diào)整。評(píng)價(jià)要點(diǎn)調(diào)查方法的科學(xué)性（是否采用樣方法、訪談法等規(guī)范手段）。方案的創(chuàng)新性與可行性（如“雨水花園”是否考慮地形、植物習(xí)性，成本是否可控）。社會(huì)責(zé)任感的體現(xiàn)（是否關(guān)注生態(tài)公平，如“昆蟲旅館”是否兼顧不同昆蟲的需求）。四、活動(dòng)實(shí)施的支持策略（一）教師角色：從“講授者”到“認(rèn)知引導(dǎo)者”教師需轉(zhuǎn)變干預(yù)方式，以開放性提問推動(dòng)探究：當(dāng)學(xué)生觀察種子時(shí)，提問“你發(fā)現(xiàn)蒼耳和蒲公英的種子在結(jié)構(gòu)上有什么不同？這可能和它們的旅行方式有什么關(guān)系？”（引導(dǎo)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)與功能）。當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)矛盾時(shí)，提問“你們組的結(jié)果和鄰組不同，可能是哪里出了問題？需要再做一次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證嗎？”（培養(yǎng)反思與實(shí)證精神）。同時(shí)，教師需預(yù)判探究中的“認(rèn)知障礙”，如低年級(jí)學(xué)生可能混淆“假設(shè)”與“猜測”，需通過“如果……會(huì)怎樣？”的句式引導(dǎo)（如“如果我們用更大的風(fēng)，蒲公英種子會(huì)飛得更遠(yuǎn)嗎？”），幫助學(xué)生建立可檢驗(yàn)的假設(shè)。（二）小組合作：從“形式分組”到“深度協(xié)作”采用異質(zhì)分組（按能力、性格、經(jīng)驗(yàn)互補(bǔ)），明確角色分工：記錄員：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)記錄與整理，需細(xì)致耐心。操作員：負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作，需動(dòng)手能力強(qiáng)。發(fā)言人：負(fù)責(zé)小組匯報(bào)，需表達(dá)清晰。質(zhì)疑員：負(fù)責(zé)提出疑問與建議，需思維活躍。定期開展“合作技能訓(xùn)練”，如“傾聽與補(bǔ)充”（要求成員用“我補(bǔ)充一點(diǎn)……”而非“我反對(duì)……”）、“任務(wù)認(rèn)領(lǐng)”（用“我可以負(fù)責(zé)……因?yàn)槲疑瞄L……”表達(dá)主動(dòng)性），避免“搭便車”現(xiàn)象。（三）資源動(dòng)態(tài)調(diào)整：從“預(yù)設(shè)供給”到“需求響應(yīng)”建立“探究資源包”，包含基礎(chǔ)材料（如種子、磁鐵）、拓展材料（如pH試紙、傳感器）、數(shù)字化工具（如Pad端的繪圖軟件、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)APP）。當(dāng)學(xué)生提出新需求時(shí)，教師快速響應(yīng)，例如：學(xué)生探究“植物向光性”時(shí)，需要持續(xù)觀察生長過程，教師提供“延時(shí)攝影”軟件，記錄植物48小時(shí)的生長變化。學(xué)生調(diào)查“校園噪聲”時(shí)，需要測量分貝，教師提供簡易分貝儀或手機(jī)APP（如“噪聲檢測儀”）。資源調(diào)整需平衡“開放性”與“安全性”，如使用刀具時(shí)，提供兒童安全剪刀；使用火時(shí)，改為“蠟燭加熱”替代明火。五、評(píng)價(jià)體系的專業(yè)建構(gòu)（一）過程性評(píng)價(jià)：捕捉探究的“動(dòng)態(tài)成長”觀察記錄表：教師用“三維度量表”記錄學(xué)生表現(xiàn)，如“問題提出”（能否聚焦可探究問題）、“方案設(shè)計(jì)”（是否包含變量控制）、“實(shí)證檢驗(yàn)”（是否規(guī)范操作），每維度分“初始（1）、發(fā)展（2）、熟練（3）”三級(jí)。小組互評(píng)表：設(shè)計(jì)“合作行為評(píng)價(jià)單”，包含“傾聽他人觀點(diǎn)”“貢獻(xiàn)有效建議”“承擔(dān)任務(wù)責(zé)任”等指標(biāo)，采用“星級(jí)自評(píng)+同伴互評(píng)”（如“我給小組的合作打★★★，因?yàn)槲覀兎止っ鞔_，但討論時(shí)有時(shí)會(huì)打斷別人”）。反思日記：學(xué)生用圖文形式記錄“探究中的發(fā)現(xiàn)、疑問、改進(jìn)建議”，如“今天我發(fā)現(xiàn)蒼耳的刺不僅能粘在布上，還能勾住我的鞋帶！下次實(shí)驗(yàn)可以用不同材質(zhì)的鞋帶試試”（體現(xiàn)反思與拓展意識(shí)）。（二）成果性評(píng)價(jià)：關(guān)注素養(yǎng)的“綜合表現(xiàn)”探究報(bào)告：低年級(jí)用“科學(xué)繪本”形式（畫圖+短句描述），中高年級(jí)用“論文式報(bào)告”（含問題、假設(shè)、方案、數(shù)據(jù)、結(jié)論），評(píng)價(jià)重點(diǎn)為“證據(jù)與結(jié)論的關(guān)聯(lián)性”（如“數(shù)據(jù)顯示風(fēng)力3級(jí)時(shí)種子飛50cm，風(fēng)力5級(jí)時(shí)飛80cm，說明風(fēng)力越大傳播越遠(yuǎn)”）。模型與方案：評(píng)價(jià)“科學(xué)性”（如“昆蟲旅館的孔洞大小是否適合目標(biāo)昆蟲”）與“創(chuàng)新性”（如“用廢舊材料制作，體現(xiàn)環(huán)保理念”）。展示匯報(bào)：評(píng)價(jià)“表達(dá)清晰度”（能否用科學(xué)術(shù)語解釋）與“回應(yīng)質(zhì)疑的能力”（如“有同學(xué)問‘雨水花園會(huì)滋生蚊蟲嗎？’，我們的方案是種植驅(qū)蚊植物并定期清理積水”）。（三）評(píng)價(jià)維度：覆蓋素養(yǎng)的“全要素”從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四維度構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)：科學(xué)觀念：能否用科學(xué)原理解釋現(xiàn)象（如“種子的結(jié)構(gòu)適應(yīng)傳播方式”）?？茖W(xué)思維：能否基于證據(jù)推理（如“數(shù)據(jù)趨勢顯示匝數(shù)越多磁力越強(qiáng)”）。探究實(shí)踐：能否規(guī)范完成探究步驟（如“控制變量設(shè)計(jì)實(shí)