小学科学教学中学生探究能力培养的路径与方法

一、引言：探究能力与教科版教材的内在契合

探究能力是学生在科学学习中形成的综合能力，涵盖提出问题、设计方案、动手操作、分析结果、得出结论等环节，是小学科学核心素养的关键。教科版教材依据学生认知发展规律，构建了清晰的探究能力培养梯度：1-2 年级聚焦“感官观察”（如《植物》单元用感官感知树叶特征），3-4 年级引入“对比实验”（如《水》单元的蒸发实验），5-6年级要求“系统探究”（如《能量》单元电磁铁磁力研究）。这种“活动页 + 记录单”的载体设计，为探究能力培养提供了结构化框架—低年级通过“观察记录表”培养有序观察习惯，中年级以“实验对比表”强化变量控制意识，高年级用“探究方案设计单”鼓励自主创新。

二、小学科学探究能力培养的现状与核心问题

当前探究能力培养存在三重核心矛盾，制约着教科版教材价值的实现：

其一，学段梯度与教学同质化的矛盾。教科版教材明确区分了低、中、高年级的探究重点，但部分教师忽视学段差异，用“教师讲解 + 学生模仿”的统一模式开展教学。例如，在 1 年级《动物》单元“蚂蚁观察”中，本应引导学生用感官自主描述特征，却采用5 年级的“方案设计”要求，导致低年级学生丧失探究兴趣。

其二，探究深度与形式化实验的矛盾。实验教学是探究能力培养的核心，但 32% 的课堂存在“实验走过场”现象：器材准备不充分（如《磁铁》单元缺少“铜钥匙、铝片”等进阶材料），操作流程被教师严格限定

其三，过程价值与结果导向评价的矛盾。当前评价仍侧重知识记忆（如纸笔测试考查“土壤成分”的背诵），忽视探究方法的习得。教科版教材强调的“记录单演变”（从无序到有序）、“实验改进”等过程性成果，未被纳入评价体系，削弱了学生的探究动力。

三、教材中探究能力培养的整合路径

（一）梯度化情境创设：链接生活与教材内容

依据学段认知特点，创设与教科版单元主题匹配的生活化情境，激发探究动机：

- 低年级（1-2 年级）：以“具象生活场景”激活感官体验。在《植物》单元“树叶观察”中，带学生走进校园花坛，让学生摸不同树叶的“光滑 / 粗糙”，闻“新鲜 / 枯萎”树叶的气味，将教材中的“观察记录表”转化为“树叶触感日记”，让“具身观察”更具生活温度。

- 中年级（3-4 年级）：以“生活现象矛盾”引发思考。在《声音》单元“声音产生”教学中，播放“用手按住发声的鼓面，声音消失”的生活视频，提问“为什么鼓面不动了，声音就没了？”，承接教材中“音叉实验”的探究任务，让学生从“生活疑问”自然过渡到“实验验证”。

（二）结构化问题链：引导探究逻辑进阶

结合教科版教材“活动页”的问题设计，构建“学段适配”的阶梯式问题链：

- 低年级：“特征描述—简单推测”链。在《动物》单元“蚂蚁”探究中，依据教材“观察蚂蚁身体结构”的要求，设计问题：“蚂蚁的身体分几节？（特征描述）— 蚂蚁搬家时排队走，可能是跟着前面的蚂蚁吗？（简单推测）”，符合低年级“具象思维”特点。

- 中年级：“变量关联—方法设计”链。在《水》单元“蒸发快慢”实验中，承接教材“相同水量、不同温度”的对比思路，设计问题：“温度不同，水干得快慢一样吗？（变量关联）— 怎样保证除了温度，其他条件都相同？（方法设计）”，强化控制变量意识。

（三）多元化实践操作：融合传统与创新形式

以教科版教材的“实践操作”为基础，融入多样化探究形式，落实“做中学”：

1. 分层材料探究（基础）：在《磁铁》单元，按教材要求准备“基础组（铁钉、橡皮）”和“进阶组（铜钥匙、铁夹子）”材料，让学生先通过基础组建立“磁性”概念，再通过进阶组修正“磁铁吸所有金属”的错误认知， 82% 的学生能自主得出“磁铁吸铁”的结论。

2. 项目式延伸（拓展）：在《植物》单元“种子发芽”探究后，结合教材“拓展页”内容，设计“校园种子种植大赛”项目：学生分组制定“浇水频率、光照时间”的种植方案，用手机拍摄每日生长状态（信息化记录），最终形成“种子发芽条件”的实证报告，将课堂探究延伸到课外实践。

3. 虚拟实验辅助（补充）：在《光的传播》教学中，先让学生按教材要求用“手电筒、玻璃砖”探究光的传播路径，再通过虚拟实验软件模拟“光在不均匀介质中的折射”现象，弥补传统实验中“介质难以控制”的局限，帮助学生理解抽象概念。

四、实践案例：教科版三年级下册《土壤》单元“土壤里有什么”

（一）情境与问题

播放“暴雨后校园花坛泥土流失”视频（生活化情境），结合教材问题设计链：“土壤里能看到小石子吗？（观察）— 加水搅拌有气泡，可能是什么？（推测）— 静置后分层，每层物质与流失的泥土有什么关系？（关联实际）”。

（二）实践操作

1. 基础探究：按教材要求用筛子分离小石子、沙，放大镜观察腐殖质，量筒搅拌观察分层（结构化操作）；

2. 拓展探究：分组设计“不同植被覆盖对土壤流失的影响”模拟实验（项目式延伸）；

3. 记录方式：结合信息化手段，用手机拍摄分层现象，标注每层物质名称（创新记录）。

（三）合作与评价

- 合作：“操作员（筛土、搅拌）、记录员（画分层图）、发言人（分析流失原因）”角色轮换；

- 评价：档案袋收录“分层观察图”，评语：“你发现水面漂浮的腐殖质，观察很细致！若补充每层物质占比会更完善”。

五、结论

教科版教材为小学科学探究能力培养提供了系统载体，通过“生活化情境与学段适配的问题链结合”“传统操作与创新形式融合”“过程性评价与合作机制保障”的整合路径，可有效破解“伪探究”困境。教师需立足教材梯度，灵活运用多元方法，让学生在“真探究”中实现从“知道科学”到“会做科学”的转变，落实科学核心素养。

参考文献

[1] 教育部 . 义务教育小学科学课程标准（2017 年版）[S]. 北京师范大学出版社 ,2017.

[2] 郁波 . 教科版小学科学教材的编写理念与实施建议 [J]. 课程·教材·教法 ,2019(03):89-94.

[3] 路培琦 . 小学科学探究式教学的实践与思考 [M]. 人民教育出版社 ,2018.