指向探究实践的项目作业设计

科学课程标准立足我国义务教育科学教育的现状，提出了科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个方面的核心素养发展要求。探究实践是育人目标，是学习方式，也是教学方法，是学生科学素养的重要内容。科学课程标准指出，探究实践主要指在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题以及技术与工程实践的过程中，形成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力。科学教师要重视学生的探究实践，将其落实在科学教学的各个环节。在设计“观察多样种子发芽”项目作业时，我重点关注学生的实验设计能力、观察能力、记录能力、分享与表达能力。

一、在问题链驱动中培养学生实验设计能力

实验设计能力是指学生根据已有的知识经验，运用身边材料和已知方法，针对具体的问题情境，提炼出有价值的实验问题，创新设计实验的能力。

在完成“观察多样种子发芽”项目作业的过程中，学生用自己认为种子能发芽的方法来开展实验，结果有一些种子始终不发芽，他们由此产生了强烈的探究欲望：为什么有的种子不发芽呢？种子发芽的必要条件有哪些？这有效聚焦了实验目的：探究种子发芽的条件。

提升学生的实验设计能力，除了有明确的目标外，还需要提出有价值的问题。影响种子的发芽因素有很多，学生在对比种子的环境因素中，提炼出影响种子发芽的因素有水、空气、温度等条件。教师引导学生将这些因素转化成有价值的问题，形成可探究的实验问题。例如，种子发芽是否需要水分？种子发芽是否需要合适的温度？学生再根据每个问题设计对比实验。这样的任务驱动，促进项目作业的延伸，源于学生自发的需求，有着明确的实验目标，是他们完成实验设计、提升实验有效性的起点。

根据有价值的问题设计有效的实验方案，是提升学生实验能力的关键。在“观察多样种子发芽”项目作业中，关于种子发芽的条件、不同种子发芽的时间长短不同，教师引导学生设计对比实验方案，并根据方案选择实验器材，创造适宜的条件来满足控制变量的要求。例如，关于种子发芽是否需要水分这个实验，一份种子放在垫有纸巾且加入适量水的杯子里，另一份种子则是直接放在干燥的杯子里，两份种子都放在室内的桌子上。关于种子发芽是否需要空气这个实验，一份种子加入较多的水，使种子浸没在水中，同时在水面上滴几滴食用油隔绝空气；一份种子放在湿纸巾上，保持种子一半浸入水中、一半暴露在空气中的状态。关于种子发芽的温度条件，则是把一份种子放进冰箱里，另一份种子放在室内的桌面上。

经过种子发芽对比实验的设计、操作、观察等一系列探究之后，学生更加深入地了解对比实验探究的目的、有价值的问题、正确的操作方法等，经历了探究实验的重要过程，有效地训练了实验设计能力，提升了探究实践的自信。

二、在实验探究中培养学生观察能力

细致、全面的科学观察能力，是学生科学素养的重要组成部分。在实验探究中，教师要引导学生明确观察的目标，使观察对象更直观、丰富，并设置有效的激励机制，帮助他们形成持久的观察动力，并提升他们的观察能力。

提升学生的观察能力，需要有明确的观察目标。在“观察多样种子发芽”项目作业中，稻谷、小麦、蚕豆、绿豆等干种子的外形特点，浸泡一天、两天、三天后种子的发展变化，不同种子的发芽情况，这些都是观察目标。教师还要引导学生关注容易忽视的目标，如种子发芽时水质的变化、纸巾的形态、种子内部的结构等。学生有了明确的观察对象后，才能有效地完成观察任务。

观察对象更直观、丰富，可以激发学生的观察欲望，为他们的观察提供支架。在“观察多样种子发芽”项目作业中，种子浸泡一天后的变化是重点观察内容之一。第一天，学生将全部的种子都浸泡了，但第二天观察浸泡后种子的特点时，已经全然忘记了干种子的特点。为了让学生更加直观地观察，对比教师可以提示他们在第一天浸泡种子时，留一部分种子不浸泡，将干种子和浸泡后的种子并排放在一起观察。同时，教师要指导学生学习正确的观察方法，利用看一看、摸一摸、掂一掂、捏一捏、闻一闻等方法，全面观察种子浸泡后的变化。教师还可以鼓励学生将种子浸泡后的样子进行拍照，上传到班级群，让其他学生一起观察，这样能促使学生之间交流、分享，提升他们的观察兴趣。

学生观察的持续性，是观察品质的重要内容之一。在“观察多样种子发芽”项目作业中，种子发芽过程的变化是持续性的，每一天种子都在发生变化，为学生持续性观察提供了可能。为激励学生持续观察，教师可以设置每一天的观察任务和一定的奖励机制。如当学生提出了自己的发现，完成观察任务后，教师奖励他们花生、豌豆等其他种子，用新的任务来激发他们的学习热情和兴趣。

观察能力的培养，一定程度上有赖于学生观察到了有趣、有意义的现象，体验到成就感和幸福感。观察目的明确，观察材料的丰富，观察过程的持续激励，都能提升学生观察的成就感和幸福感。在“观察多样种子发芽”项目作业中，不同种子的发芽变化，教师的激励措施，学生群内照片的分享，都有助于树立学生观察的信心，让他们在观察时体验到乐趣和满足感，从而激发他们持续观察，进而发展观察能力。

三、在持续实践中培养学生记录能力

科学记录是学生科学探究实践的重要环节之一，也是他们科学素养的重要表现。精准、翔实的记录可以为学生的探究活动提供证据和帮助，也是对他们的学习情况进行评价的依据。教师要关注学生科学记录能力的培养，充分发挥科学记录在科学教育中的作用。

为了培养学生的科学记录能力，教师可以引导他们欣赏中外科学家的科学记录故事及优秀的科学记录作品，提高他们对科学记录重要性的认识，激发他们浓厚的记录兴趣；可以帮助他们明确实验记录的内容，包括实验的目的、具体条件和结果，特别是实验中运用各种感官得到的信息；可以根据实验记录的难度和复杂程度，对他们进行画图、文字、关键词、记录结构框架等记录方面的指导，在他们记录之后，给予及时的反馈评价。

在“观察多样种子发芽”项目作业的引入环节，教师介绍了许多科学家的记录故事。例如，伽利略在用望远镜观察天象的过程中曾做过数年记录，从而研究出天体运动的规律；我国现代著名科学家竺可桢，从青年时代起每天早晨起床的第一件事情是观测并记录气温、气压、风向、湿度等气象要素，数十年如一日，从未间断。科学家的科学记录故事能让学生提高对科学记录重要性的认识。

根据学生实验记录的具体情况，教师可以为他们搭建记录框架和关键词等学习支架。在“观察多样种子发芽”项目作业中，记录观察不同种子的外形特征，是认识种子结构特点的重要环节。面对习以为常的种子，学生很难用科学的语言描述种子的外观特点，教师可以给出记录的关键词（粗糙程度、颜色、大小、形状等），有效降低了他们记录的难度，提升了记录的准确性。教师还可以设计完整的项目学习手册，依据手册的提示，指导学生记录种子发芽过程中的各种细节特征，如绿豆根的长度变化、子叶的颜色变化、小麦种子芽的数量等。

教师的及时评价、反馈和指导，是学生科学记录不断持续的动力。在“观察多样种子发芽”项目作业中，教师可以要求学生将每天的记录结果拍照上传到班级群，并对每一位学生的记录结果进行评价、指导和反馈，表扬其优点，指出其不足，并提出改进建议，在他们上传改进的记录后，教师再给予评价。

在科学探究实践的过程中，教师有效地指导学生记录，能帮助他们获得详细的学习信息，完整地再现学习过程，能促进他们的科学探究，还能使他们掌握科学概念及得出科学结论的过程有据可依。同时，这能帮助教师准确把握学生的思维过程，有针对性地展开教学。

可见，教师充分激发学生科学记录的兴趣，让他们认识科学记录的重要性，为他们搭建科学记录的支架，能够使他们真正感受到科学记录的意义，做到享受记录、精准记录。

四、在交流分享中培养学生表达能力

学生在探究实践过程中形成思想、组织语言、进行表达的过程是科学思维发展的过程。在交流分享的过程中，学生能够形成思维的碰撞，产生灵感火花，加速对知识的理解和吸收，更加深入地理解知识背后蕴含的科学规律。

为了培养学生的表达能力，教师可以营造轻松愉快的科学表达课堂氛围和环境，让学生敢于表达，不怕错误；可以为学生的表达提供支架，消除他们科学表达的障碍；可以为学生创造多样化的科学表达机会，搭建他们自由表达的平台；可以通过及时恰当的激励措施，给予学生科学表达的正确反馈。在“观察多样种子发芽”项目作业中，教师努力营造轻松的表达环境，搭建表达交流的平台，创造多样化的表达主题，提供科学表达的支架，为学生的科学表达注入动力。

交流分享种子的外形特点时，教师让学生把自己的记录本拿到展台上，通过投影放大记录成果，同时为他们配备“小蜜蜂”，让分享更高效、庄重。同时，教师对台下的学生提出倾听的要求，要求他们听完台上学生的分享后，找出优点和不足，并提出改进建议。

教师为学生提供精准表达的支架，是消除他们表达障碍的有效方法。在“观察多样种子发芽”项目作业中，学生在分享不同种子发芽的特点时，教师为他们提供固定的表达句式，如我发现小麦种子    ，绿豆的根    ，我猜测这是    ，欢迎大家    。

创设多种表达平台和途径，也是锻炼学生科学表达能力的有效方法。在“观察多样种子发芽”项目作业中，教师可以引导学生通过录制语音、视频来分享记录结果，将优秀的视频在学校大屏幕上展示；可以鼓励学生撰写观察日记，选取优秀的观察日记配图之后，在班级的公众号上发表推送，或在教室的黑板报上集体展示；可以为优秀的视频展示者和日记展示者颁发“小小科学家”的奖状，用奖状来肯定激励他们，增强他们科学表达的自信心，提升他们语言表达和文字表达的能力。

科学表达是将脑海中纷繁复杂的想法整理成准确恰当的语言，是一种科学思维的方式。教师要善于激发学生的表达欲望，给予他们足够的表达空间，给他们创设合适的表达情境，并在他们完成表达后给予适当的鼓励性评价。这样，学生才能逐步树立科学表达的信心，逐步养成正确的科学语言表达习惯，从而逐步提升科学素养。

（作者单位：浙江省杭州市钱塘区幸福河小学）

参考文献

[1]胡卫平.在探究实践中培育科学素养——义务教育科学课程标准（2022年版）解读[J].基础教育课程，2022（10）.

[2]王丽丽，丁邦平，王萍.中小学科学实验教学的演变与改革：国际经验及其启示[J].课程·教材·教法，2022（11）.

[3]郑雪梅.用好科学记录 促进思维发展[J].湖北教育（科学课），2020（05）.