林晓峰

【摘   要】科学探究是人们探索和了解自然、获得科学知识的重要方法。然而在实际教学中，教师往往因过分注重数据、思维、理性思考而忽略学生的认知规律，在学生感性认识还不足时就急于让他们开展探究，使得探究难以深入。小学科学学习是一个由“感”到“识”的过程，教师应设法让学生获得充分的“直观体验”，通过“基础性直观体验，提出能理解的问题；全过程直观体验，搜集深层次的证据；开放性直观体验，激发有广度的思维；延续性直观体验，推动基于结论的探究”，让直观体验贯穿科学探究的全过程，并在此基础上开展符合儿童需要的“真探究”。

【关键词】小学科学；直观体验；科学探究；进阶式思维

直观体验指的是通过对客观事物的直接接触而获得感性认识，让客观事物在大脑中形成最直接、最生动的反映。脑科学研究表明：人在儿童时期最早发育的是和语言、感官有关的区域，而负责逻辑思维的前额皮层则成熟得较晚。因此，利用直观体验，充分调动学生的多种感官，是开展科学“真探究”的前提。

一、基础性直观体验，提出能理解的问题

科学探究往往从问题的提出开始。只有那些能引发学生思考，且学生内心深处渴望解决的科学问题，才能引导学生开展科学探究。换言之，科学问题一定是基于学生的不同理解水平提出的。那些基础性的直观体验，如推、拉、按等学生生活中熟悉的体验活动，便是引导他们理解问题的有效途径。

（一）充分体验，建构核心概念

科学概念的建构，由于受到客观条件的限制，往往会涉及一些看不见、摸不着，或者不易观察、不易测量的内容。学生只有通过对大量感性认识的整理与分析，将其转化为理性的证据，才能归纳、概括出事物的本质属性和内部联系，实现概念的建构。比如，学生在初次接触“力”“能量”等比较抽象、不易解释的科学概念时，无法理解力是物体间的相互作用，能量是物体做功能力的大小。传统教学试图通过车的发展史让学生认识不同的力，通过快速运动的物体的图片让学生认识能量。这表面上是在联系生活实际唤醒旧知，实际上用的仍是一些远离学生生活的现象，其本质仍是以抽象的现象解释抽象的概念。事实上，教师只需带领学生开展推一推、拉一拉、敲一敲、弹一弹等直观体验活动，即可充实学生对“力”和“能量”的感性认识。在感性认识基础上提出的探究问题显然更有价值。

（二）关键体验，击破探究难点

有时，探究的难点源于个人主观感受的不充分。比如学生在研究杠杆时，“省力”一词是难点。为了加深学生的理解，教师设计了一个“省力”体验活动（如图1）：先在塑料瓶上放一根筷子，一头挂有重物，另一头让学生用手指按住；然后移动筷子，让学生感受手指上力的变化，以简单按压的方式建立起“省力”和“不省力”的直观体验；最后再带领学生对省力条件进行分析和研究。

基础性直观体验活动本身难度不大，多是学生日常生活中熟悉的活动，但这些活动却能使学生充分感知事物，从而击破探究难点。这些活动更强调主体根据自己的经验、理解赋予事物意义，而这种理解往往决定了科学探究的第一个环节——提出问题的有效性。

二、全过程直观体验，搜集深层次的证据

学生的探究活动是对科学家研究工作的一种仿真。二者在本质上都属于科学探究的范畴。但因知识经验、认知水平的不同，这种探究活动又表现出不同的特点：（1）学生的探究活动从现实出发，以获得的相关知识经验为基础进行归纳和推理，形成对事物或现象特征的认知；（2）学生的科学探究有着自我中心化的倾向；（3）学生的科学探究带有很强的主观性。

搜集证据在科学探究中的主要作用有两个：一是为探究活动指明方向，决定科学探究的内容和方法，使探究过程有的放矢；二是为后续的信息处理、结论得出提供事实依据。因此，证据本身的真实性是科学探究的关键。科学事实证据是“人们通过感官获得，以感觉、知觉、直觉、表象形式描述出来的外在经验知识”。充分的全过程体验有助于学生在课堂上有效获取科学事实证据。

以教科版《科学》四年级上册第二单元中的《食物在口腔里的变化》一课为例，仅通过食物品尝和角色扮演来让学生理解食物在口腔里的变化，只能帮助他们形成一个基于表面现象的推测，而对于食物在口腔里究竟是如何一步一步转变，各个结构分别起到什么作用，学生的认知是不充分的。此时，教师应给予学生充足的时间，让他们分别咀嚼5下、10下、20下……直至食物即将被吞下。同时让他们边咀嚼，边观察食物的具体变化，感受每一次咀嚼具体是哪些结构在起作用。学生在多感官参与的基础上，逐步发现食物在口腔里的具体变化，以及这种变化在整个消化过程中所发挥的作用。

学生探究活动的全过程都在直观体验中进行，所获得的科学事实就是他们的亲身体验与感受。这样的体验和感受真实且强烈，在这个过程中搜集的证据也更有深度、更有层次。在此基础上进行的思考才是真正有价值，且符合学生内心需求和科学探究要求的。因此，学生在学习过程中要尽可能亲身经历全过程，并通过深层次的体验获取认知上的满足以及内心的感悟。

三、开放性直观体验，激发有广度的思维

随着《义务教育科学课程标准（2022年版）》的颁布，科学思维被提到空前的高度。心理学研究表明，小学生的思维主要属于初步逻辑思维，还带有具体形象性，并逐步向抽象逻辑思维过渡。因此，如何引导学生发生思维的转变就显得尤为重要。

所谓开放性直观体验，是指在一个较容易的任务驱动下，通过积累直观体验而点燃更多思维火花的体验性活动。思维会随着体验发生改变，学习是一个源于体验，并随着学习者体验的不断改变，修正所获得观念的持续过程。开放性直观体验活动可以点燃学生的思维火花。

以教科版《科学》二年级下册第一单元中的《磁铁能吸引什么》一课为例。教师设计了一个学习任务，让各小组在教室里寻找尽可能多的铁制品，把它们贴在设有强磁的黑板上。寻找铁制品本身没有多大难度，对学生的发展意义也比较有限。但就是这么一个开放性活动，给了学生充分感知磁性的机会，让他们在自由尝试和体驗中点燃了不同维度的思维火花。

生1：水笔的头是铁制品，笔身不是铁制的，不能被吸引。

师：这给我们什么启示？

生1：描述物体的材料时，我们需要精准到具体的部分。

生2：我用钥匙试了一下，发现钥匙不能被吸引。

师：这说明什么？

生2：有时候，光靠感觉去判断物体的材料是不准确的，还需要用实验验证。

生3：我觉得凳脚也是铁制的，但不能被吸到黑板上。

生4：我刚刚用手掂过凳子，发现凳子很重，黑板上的磁铁磁性不够。

生5：这说明磁性是有强弱的。

……

体验学习是一种强调学习过程的非结果本位学习方式。库伯认为，传统理性主义教育方法只关注行为的结果，与之相比，体验学习更加关注学习的过程。开放性直观体验虽然没有明确的结果指向，但对活动过程提出了更高的要求，对开发学生潜能、拓宽学生的思维广度具有重要意义。学生根据自身能力体验，积累不同的认知，在研讨中碰撞出不同的思维火花。教师则通过开放性科学探究，引导学生从自己积累的感性认识中发现新知识，提高学生解决新问题的积极性，拓宽学生思维的广度。

四、延续性直观体验，推动基于结论的探究

课堂结束≠探究结束。人类认识自然世界、发现自然规律的腳步从未停止，课堂中的科学探究亦是如此。科学探究没有终点，本质上这是由一个探究推动下一个探究的不断延续的过程。前一个科学探究产生的直观体验，能够激发下一个科学探究的欲望。

学生对自身充分体验过的项目往往带有强烈的主动性和认知感受。正是这种主动性和认知感受给学生带来了强大的探究动力，使学生逐步深入思考自己开展的探究项目中的问题，在思维提升、能力发展、情感培养方面也变得更加主动积极。

以教科版《科学》三年级上册第二单元中的《一袋空气的质量是多少》一课为例。教师引导学生利用改良后的可乐瓶收集空气，经准确测量得知，一袋空气的质量相当于25颗绿豆、15根回形针、175粒米粒的质量。这一探究结论事实上推动了下一个探究活动的开始。此时，教师只要再让学生把质量相同的空气、绿豆、回形针、米粒放在一起掂一掂、比一比，学生借助直观的感受、体验就会发现：相同质量的物质，空气掂起来明显感觉更轻；空气的体积明显要比其他三者大很多。这样，学生的思考就将从“空气质量”的探究逐步延伸到对“空气密度”的探究。当然，“密度”的探究不是本课的学习范围，可以留到课后或是下一堂课。到时，学生再带着这个延续性直观体验去思考“为什么上一节课我们会觉得空气没有质量”，课堂学习不断向科学本质推进。

延续性直观体验既是对前一个科学探究结论的有效总结，也是提出下一个科学探究问题的感性基础。前一个探究的结论即下一个探究的起点。

“走向探究的科学课”是科学教师追求的目标和前进的方向。直观体验是学生把握自然规律、获取科学信息的一种动态化的感性认知活动。它可以发生在探究前的问题提出阶段、探究过程的证据搜集阶段、研讨时的思维碰撞阶段和得出结论后的探究延伸阶段。总之，直观体验可以贯穿科学探究的全过程，是开展科学“真探究”的基础。

参考文献：

［1］邵锋星.科学素养怎么教？［M］.北京：教育科学出版社，2021.

［2］喻伯军.小学科学教学关键问题指导［M］.北京：高等教育出版社，2020.

［3］来文.基于特征分析和本质研究的儿童科学教学的实践探索［M］.南京：河海大学出版社，2021.

［4］中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

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