1.1四年級學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)特征演講人2025四年級科學(xué)上冊科學(xué)探究流程詳解課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終堅信：科學(xué)探究是打開兒童科學(xué)思維的“金鑰匙”。四年級是學(xué)生從“觀察記錄”向“主動探究”過渡的關(guān)鍵階段，《2025四年級科學(xué)上冊》教材中，“溶解與分離”“天氣觀測”“聲音的秘密”等單元均以探究活動為核心設(shè)計。今天，我將結(jié)合教學(xué)實踐與課標(biāo)要求，系統(tǒng)梳理科學(xué)探究的完整流程，幫助教師明確指導(dǎo)方向，助力學(xué)生掌握“像科學(xué)家一樣思考”的方法。一、為何要詳解科學(xué)探究流程？——理解四年級學(xué)生的認(rèn)知特點與教學(xué)目標(biāo)011四年級學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)特征1四年級學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)特征四年級學(xué)生（9-10歲）正處于具體運算階段向形式運算階段過渡的關(guān)鍵期，其認(rèn)知特點可概括為“三強(qiáng)三弱”：01觀察興趣強(qiáng)，深度思考弱：能敏銳發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象（如“食鹽溶解后水變咸了”），但難以自主追問“溶解的本質(zhì)是什么”；02操作熱情強(qiáng)，規(guī)范意識弱：樂于動手實驗（如攪拌溶液），但常忽略“控制變量”“重復(fù)實驗”等關(guān)鍵步驟；03表達(dá)意愿強(qiáng)，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)弱：能描述現(xiàn)象（如“氣泡冒得更快了”），但難以用“因為…所以…”的因果句式解釋規(guī)律。04022科學(xué)探究的核心教育價值2科學(xué)探究的核心教育價值《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，小學(xué)階段科學(xué)探究的目標(biāo)是“經(jīng)歷科學(xué)探究的主要過程，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力”。具體到四年級，需重點培養(yǎng)以下能力：問題意識：從“老師問我答”轉(zhuǎn)向“我觀察、我提問”；實證思維：學(xué)會用數(shù)據(jù)、現(xiàn)象支撐觀點，而非憑直覺判斷；合作能力：在小組探究中分工協(xié)作，尊重他人的不同觀點；反思習(xí)慣：能分析實驗誤差，嘗試改進(jìn)探究方案。過渡：明確了“為何學(xué)”，我們需要進(jìn)一步理清“學(xué)什么”——科學(xué)探究的完整流程究竟包含哪些環(huán)節(jié)？各環(huán)節(jié)的操作要點與指導(dǎo)策略是什么？科學(xué)探究的完整流程：從“問題”到“交流”的七步閉環(huán)結(jié)合教材內(nèi)容與教學(xué)實踐，我將科學(xué)探究流程提煉為“七步閉環(huán)”（見圖1）：提出問題→猜想假設(shè)→制定計劃→實驗驗證→記錄分析→得出結(jié)論→表達(dá)交流。這七個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，既需循序漸進(jìn)，又需根據(jù)具體探究內(nèi)容靈活調(diào)整。031第一步：提出問題——讓探究始于“真好奇”1第一步：提出問題——讓探究始于“真好奇”“提出一個問題往往比解決一個問題更重要?！保◥垡蛩固梗λ哪昙墝W(xué)生而言，提出有探究價值的問題是首要挑戰(zhàn)。1.1問題的來源與類型學(xué)生的問題主要源于三類情境：課堂實驗：如“攪拌能加快食鹽溶解，那加熱也能嗎？”（來自《溶解的快與慢》實驗）；日常觀察：如“為什么冬天水管容易凍裂？”（來自《水的三態(tài)變化》單元）；教材引導(dǎo)：如教材中“聲音是怎樣產(chǎn)生的？”“天氣變化有規(guī)律嗎？”等驅(qū)動性問題。1.2指導(dǎo)策略：從“無序提問”到“聚焦問題”實際教學(xué)中，學(xué)生常提出“無邊際”的問題（如“宇宙有多大？”）或“非科學(xué)”的問題（如“外星人吃什么？”）。教師需通過三步引導(dǎo)聚焦：1篩選問題：用“是否可觀察、可實驗、可驗證”的標(biāo)準(zhǔn)篩選（如“聲音能在水中傳播嗎？”可實驗，“鬼會發(fā)出聲音嗎？”不可驗證）；2細(xì)化問題：將“大問題”拆解為“小問題”（如將“怎樣讓物體發(fā)聲？”細(xì)化為“敲擊、摩擦、拉伸三種方法，哪種更容易讓橡皮筋發(fā)聲？”）；3明確變量：引導(dǎo)關(guān)注問題中的“自變量”與“因變量”（如“攪拌是否影響溶解速度”中，自變量是“是否攪拌”，因變量是“溶解時間”）。41.2指導(dǎo)策略：從“無序提問”到“聚焦問題”案例：去年執(zhí)教《溶解的秘密》時，有學(xué)生觀察到“糖塊在熱水中消失得更快”，提出“水的溫度越高，物質(zhì)溶解得越快嗎？”這一問題。我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確：“這里的‘物質(zhì)’是否包括所有可溶物？比如鹽和糖是否都符合這一規(guī)律？”最終聚焦為“50毫升水在20℃、40℃、60℃時，10克食鹽完全溶解的時間是否有差異？”這樣的問題更具探究價值。042第二步：猜想假設(shè)——讓思維“有理有據(jù)”2第二步：猜想假設(shè)——讓思維“有理有據(jù)”猜想不是“瞎猜”，而是基于已有經(jīng)驗與知識的“合理推測”。四年級學(xué)生常出現(xiàn)兩種偏差：要么“不敢猜”（認(rèn)為“猜想必須正確”），要么“亂猜”（脫離現(xiàn)象隨意假設(shè)）。2.1猜想的依據(jù)學(xué)生可從三方面尋找依據(jù)：生活經(jīng)驗：如根據(jù)“用熱水沖奶粉溶解更快”，推測“溫度越高，食鹽溶解越快”；前概念：如學(xué)過“摩擦生熱”，推測“快速摩擦鋼尺可能發(fā)出聲音”；類比遷移：如觀察到“攪拌能讓糖溶解更快”，推測“攪拌可能也能讓鹽溶解更快”。2.2指導(dǎo)策略：用“因為…所以…”規(guī)范表達(dá)教師需引導(dǎo)學(xué)生用“因為（依據(jù)）…所以（假設(shè)）”的句式表述猜想，避免空泛。例如：錯誤表述：“我猜攪拌能加快溶解?！闭_表述：“因為攪拌時水流動更快，可能讓食鹽顆粒與水接觸更充分，所以攪拌能加快食鹽溶解?！碧崾荆航處熜杳鞔_“猜想可能被驗證正確，也可能被推翻”，鼓勵學(xué)生接納“錯誤猜想”的價值——它能引導(dǎo)我們更仔細(xì)地觀察現(xiàn)象、修正認(rèn)知。053第三步：制定計劃——讓探究“有章可循”3第三步：制定計劃——讓探究“有章可循”計劃是探究的“路線圖”。四年級學(xué)生常忽略計劃的重要性，急于動手操作，導(dǎo)致實驗混亂（如忘記記錄時間、材料準(zhǔn)備不全）。3.1計劃的核心要素一份完整的探究計劃需包含：探究問題：明確要解決的具體問題（如“溫度是否影響食鹽的溶解速度？”）；實驗材料：列出所需物品（如燒杯、溫度計、食鹽、計時器、熱水/冷水等）；實驗步驟：按順序描述操作流程（如①量取50毫升20℃的水；②加入10克食鹽，同時計時；③觀察并記錄完全溶解的時間；④重復(fù)2次取平均值；⑤換40℃、60℃的水，重復(fù)上述步驟）；變量控制：明確“改變的量”（自變量，如水溫）、“不變的量”（控制變量，如水的體積、食鹽的質(zhì)量、是否攪拌等）、“觀察的量”（因變量，如溶解時間）；分工安排：小組內(nèi)分配任務(wù)（如記錄員、操作員、計時員、觀察員）。3.2指導(dǎo)策略：從“教師示范”到“學(xué)生設(shè)計”初期可提供“計劃模板”（如表1），引導(dǎo)學(xué)生填空；后期逐步放手，讓學(xué)生自主設(shè)計。需重點強(qiáng)調(diào)“控制變量”的重要性——這是小學(xué)階段科學(xué)探究的核心方法，也是培養(yǎng)實證思維的關(guān)鍵。案例：在《聲音的產(chǎn)生》探究中，某小組最初計劃“用不同力度敲擊音叉，觀察聲音大小”，但未控制“音叉類型”（有的用小音叉，有的用大音叉）。我引導(dǎo)學(xué)生討論：“如果音叉大小不同，能確定是‘力度’還是‘音叉大小’影響了聲音嗎？”學(xué)生立刻意識到需選擇“同一音叉”進(jìn)行實驗，這就是“控制變量”意識的萌芽。064第四步：實驗驗證——讓操作“規(guī)范有序”4第四步：實驗驗證——讓操作“規(guī)范有序”實驗是探究的“核心動作”。四年級學(xué)生的操作常出現(xiàn)“重玩輕學(xué)”（專注于攪拌、敲擊等動作，忽略觀察）、“急于求成”（未完成步驟就下結(jié)論）等問題。4.1操作規(guī)范的關(guān)鍵點安全第一：強(qiáng)調(diào)實驗材料的使用規(guī)范（如加熱時用酒精燈外焰、不觸碰熱水燒杯）；細(xì)節(jié)觀察：除了“看到什么”（如溶解時的氣泡），還要關(guān)注“何時發(fā)生”（如開始溶解的時間）、“如何變化”（如溶解速度由快變慢）；重復(fù)實驗：至少重復(fù)2-3次，避免偶然誤差（如某一次溶解時間特別短，可能是攪拌過猛導(dǎo)致，重復(fù)后取平均值更可靠）。4.2指導(dǎo)策略：“三看三記”法我常教學(xué)生用“三看三記”記錄實驗過程：1看現(xiàn)象：記錄“是否有氣泡/顏色變化/聲音產(chǎn)生”；2看數(shù)據(jù)：記錄“時間/溫度/體積”等量化信息；3看同伴：記錄“分工是否合理，操作是否規(guī)范”；4記疑問：記錄“與猜想不符的現(xiàn)象”（如“60℃時溶解時間反而更長，可能是水溫測量不準(zhǔn)？”）；5記改進(jìn)：記錄“下次實驗可以優(yōu)化的步驟”（如“用溫度計實時監(jiān)測水溫”）；6記發(fā)現(xiàn)：記錄“意外收獲”（如“攪拌時產(chǎn)生的漩渦可能影響溶解速度”）。7075第五步：記錄分析——讓數(shù)據(jù)“說話”5第五步：記錄分析——讓數(shù)據(jù)“說話”記錄不是“抄數(shù)據(jù)”，而是“用證據(jù)支撐思考”。四年級學(xué)生的記錄常出現(xiàn)“零散混亂”（數(shù)據(jù)隨意寫在草稿紙）、“重結(jié)果輕過程”（只記最終時間，不記中間變化）等問題。5.1記錄的形式與要求1推薦使用“實驗記錄單”（如表2），包含：2文字描述：簡明記錄現(xiàn)象（如“20℃時，食鹽顆粒逐漸變小，3分鐘后完全溶解”）；5問題標(biāo)注：用“？”標(biāo)注疑惑點（如“40℃時溶解時間比20℃短，但60℃時反而更長，為什么？”）。4示意圖：用簡筆畫記錄關(guān)鍵現(xiàn)象（如“敲擊音叉時，接觸水面濺起水花”）；3數(shù)據(jù)表格：用表格整理量化數(shù)據(jù)（如不同溫度下的溶解時間）；5.2分析的方法與引導(dǎo)分析數(shù)據(jù)時，教師可引導(dǎo)學(xué)生用“對比法”（如比較不同溫度下的溶解時間）、“找規(guī)律”（如“溫度每升高20℃，溶解時間縮短約1分鐘”）、“查異?！保ㄈ缒辰M數(shù)據(jù)明顯偏離平均值，可能是操作失誤）。例如：“觀察表格，哪組數(shù)據(jù)和其他組差異大？可能是哪里出錯了？”“溫度與溶解時間的變化趨勢一致嗎？”086第六步：得出結(jié)論——讓結(jié)論“基于證據(jù)”6第六步：得出結(jié)論——讓結(jié)論“基于證據(jù)”結(jié)論是“用數(shù)據(jù)解釋現(xiàn)象”的過程。四年級學(xué)生常出現(xiàn)“結(jié)論與數(shù)據(jù)脫節(jié)”（如數(shù)據(jù)顯示“攪拌組溶解更快”，卻得出“溫度影響更大”的結(jié)論）、“絕對化表述”（如“所有物質(zhì)在熱水中都溶解更快”）等問題。6.1結(jié)論的表述要求結(jié)論需滿足“三性”：相關(guān)性：與探究問題直接相關(guān)（如問題是“溫度是否影響溶解速度”，結(jié)論應(yīng)圍繞“溫度升高，溶解速度加快”）；限定性：明確結(jié)論的適用范圍（如“在本次實驗中，50毫升水、10克食鹽的條件下，溫度升高能加快溶解速度”）；實證性：用“根據(jù)實驗數(shù)據(jù)…”“觀察到…”等句式，避免“我覺得…”“可能…”等主觀表述。6.2指導(dǎo)策略：“證據(jù)鏈”構(gòu)建法我常引導(dǎo)學(xué)生用“問題→證據(jù)→結(jié)論”的邏輯鏈?zhǔn)崂恚簡栴}：溫度是否影響食鹽的溶解速度？證據(jù)：20℃時平均溶解時間3分10秒，40℃時2分05秒，60℃時1分30秒；結(jié)論：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在50毫升水、10克食鹽、不攪拌的條件下，水的溫度越高，食鹽溶解速度越快。01030204097第七步：表達(dá)交流——讓思維“可視化”7第七步：表達(dá)交流——讓思維“可視化”表達(dá)交流是“共享成果、修正認(rèn)知”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。四年級學(xué)生的表達(dá)常出現(xiàn)“自說自話”（不傾聽他人）、“表述混亂”（邏輯不清晰）等問題。7.1交流的形式與目標(biāo)組內(nèi)交流：分享實驗過程中的發(fā)現(xiàn)與疑問（如“我們組攪拌時濺出了水，可能影響數(shù)據(jù)”）；1全班匯報：用“實驗視頻+記錄單+結(jié)論”展示成果（如用手機(jī)拍攝溶解過程，配合表格講解）；2質(zhì)疑答辯：其他小組提問（如“你們的水溫是實時測量的嗎？”“為什么只測了三次？”），匯報組答疑。37.2指導(dǎo)策略：“結(jié)構(gòu)化表達(dá)”訓(xùn)練可教學(xué)生用“三句話模板”匯報：我們探究的問題是…；我們的實驗方法是…；我們的結(jié)論是…，依據(jù)是…。案例：在《聲音的產(chǎn)生》匯報中，某小組用“我們探究的是‘聲音是否由振動產(chǎn)生’，通過敲擊音叉接觸水面（濺起水花）、撥動鋼尺（看到振動）、說話時摸喉嚨（感受到振動）三個實驗，發(fā)現(xiàn)發(fā)聲的物體都在振動，所以結(jié)論是聲音由物體振動產(chǎn)生?！边@樣的表述邏輯清晰，得到了全班的認(rèn)可。7.2指導(dǎo)策略：“結(jié)構(gòu)化表達(dá)”訓(xùn)練常見誤區(qū)與應(yīng)對策略——讓探究“少走彎路”在多年教學(xué)中，我總結(jié)了四年級學(xué)生探究時的四大誤區(qū)及解決方法：101誤區(qū)一：“只做不想”——重操作輕思考1誤區(qū)一：“只做不想”——重操作輕思考表現(xiàn)：忙于動手實驗，忽略觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)；對策：實驗前明確“觀察重點”（如“溶解時，食鹽顆粒的大小如何變化？”），實驗中用“暫停提問”（如“現(xiàn)在請暫停，說說你看到了什么？”）引導(dǎo)思考，實驗后用“問題清單”（如“哪些現(xiàn)象和猜想一致？哪些不一致？”）深化反思。112誤區(qū)二：“數(shù)據(jù)崇拜”——重結(jié)果輕過程2誤區(qū)二：“數(shù)據(jù)崇拜”——重結(jié)果輕過程表現(xiàn)：只關(guān)注“是否成功”（如“溶解了嗎？”），忽略“如何變化”（如“溶解速度先快后慢”）；對策：強(qiáng)調(diào)“每一個數(shù)據(jù)都是線索”，引導(dǎo)學(xué)生用“折線圖”“柱狀圖”呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化趨勢（如“溫度與溶解時間的關(guān)系圖”），從“靜態(tài)結(jié)果”轉(zhuǎn)向“動態(tài)過程”分析。123誤區(qū)三：“結(jié)論絕對”——重確定輕開放3誤區(qū)三：“結(jié)論絕對”——重確定輕開放表現(xiàn)：認(rèn)為“結(jié)論必須正確”，不敢提出“可能有其他原因”；對策：展示科學(xué)家的“錯誤結(jié)論”（如“早期科學(xué)家認(rèn)為熱是一種‘熱質(zhì)’”），說明“結(jié)論會隨證據(jù)更新”，鼓勵學(xué)生用“在…條件下，結(jié)論是…”的表述，保留探究的開放性。134誤區(qū)四：“合作低效”——重個人輕團(tuán)隊4誤區(qū)四：“合作低效”——重個人輕團(tuán)隊表現(xiàn)：小組中“少數(shù)人操作，多數(shù)人旁觀”；對策：采用“角色輪換制”（如每次實驗輪換記錄員、操作員），制定“合作評價表”（如“是否傾聽他人意見？”“是否主動承擔(dān)任務(wù)？”），將合作表現(xiàn)納入探究評價。結(jié)語：讓科學(xué)探究成為“思維的旅程”回顧本文，我們從四年級學(xué)生的認(rèn)知特點出發(fā)，詳細(xì)解析了科學(xué)探究的“七步閉環(huán)”，并針對常見