自新课程改革实施以来，科学课程受到越来越多的重视，经过一线教师十几年的探索与思考，在科学课堂上，让探究成为主要的学习方式、让丰富的亲历活动充实教学过程已渐成共识。然而，在实际的探究性实验教学中，只重视探究活动形式、忽略学生思维深度参与的现象还比较普遍，导致探究活动流于形式，学生深度思考不够。因此，在小学科学探究性实验案例的教学设计与实施中，既要关注活动形式，更要关注探究活动中学生思维的深度参与，否则我们的教学就会失去本真。下面，借助教科版小学科学五年级上册《阳光下的影子》和六年级上册《拱形的力量》教学中三位教师不同的设计，加以说明。
误区之一：实验设计过度依赖教材，导致学生思维参与的缺失
【案例】同一物体的影子有哪些特点？
1.情境激趣，导入探究。
（1）师生表演手影，边看边思考：这是什么表演？是谁的影子？
（2）讨论：除了手有影子，其他物体也有影子吗？影子是怎么产生的呢？你觉得需要什么条件？
（3）引导学生认识光源。
（4）进一步讨论引导得出：产生影子需要光源、遮挡物和屏。
2.组织活动，开展探究。
师：在光的照射下，物体有了影子。影子都有什么特点呢？下面我们通过一些活动继续探究光源和影子的秘密。现在请大家仔细阅读课本25页的实验方法和步骤，能看懂吗？谈谈你们对实验的理解。
……
这位教师在教学影子的特点时，直接让学生参考书本上的实验设计方案，按照书上的设计机械地实施一些操作和记录，几乎不需要动脑筋就可以得出结论了。省却了学生的主动发问，实际上就是用教材的活动呈现挤占了学生的思维参与，把学生的主体学习地位剥夺了，学生成为被动参与学习者。
教材只是一个例子，更多的教学活动需要教师根据学生的认知水平和发展状态重新设计，过度依赖教材，致使学生的思维参与缺失，自主探究就成为一句空话。就这节课而言，关于影子的探究，原本应让学生从生活中的影子入手，激起学生的探究欲望，进而让学生形成思考：为什么物体会有影子？物体影子的形成需要具备什么条件？谈话并出示图片：你们觉得同样的物体产生的影子不同可能和什么因素有关？引发学生讨论、猜测。接下来采用倒推的方式出示同一物体的五个长短不同的影子，让学生分组实验探究，记录探究结果，进行研讨。这样，势必会激起学生的研究兴趣进而积极思考。
误区之二：实验设计过度依赖教师指导，导致学生思维参与的弱化
【案例】同一物体的影子有哪些特点呢？
师：生活中谁见到过自己的影子？什么时候、在哪儿见到的？
生：早上上学的时候看到的。
师：哦，那你看到的影子是什么样子的？
生：很长很长。
师：任何时候看到的影子都是一样的吗？
生：不是，有时候长，有时候短？
师：那你回忆一下，什么时候看到的影子长，什么时候看到的影子短呢？
生：好像早晨比较长，中午比较短，傍晚也会长点。
师：早晨太阳在你的什么位置？中午和晚上呢？
生：早上和傍晚是斜上方，中午在正上方。
师：也就是斜射时影子长？直射时影子短？
生：是的。
师：很细心的孩子。其他同学呢？
生：我晚上写作业时看到自己的影子，头离台灯近影子就长，离台灯远时影子就短了。
……
师：如果我给你一个手电筒和一些木块，你能不能给我造出大小不同、形状不同、长短也不相同的影子呢？你打算怎么做？
……
我们可以看出这位老师非常注重学生已有的生活经验，精心设计了问题作为铺垫，通过一问一答式的引导和太过明显的暗示，使学生基本不用思考就能完成教师的指令，整个设计只是让学生验证一下生活经验，缺少一个深度参与、深度思考、设计严密的思维训练过程。教师过于注重指导，让思维训练流于形式，使得学生的思维发展浅表化、探究实效低。
影子变化活动的研究是一个典型的科学探究性活动，从以上两位执教教师的教学设计中不难看出，表面上两位教师的教学设计似乎非常重视学生探究活动的组织，但是这样的探究式学习活动设计尽管也有探究的一系列步骤和外显活动，然而学生知识自主建构的空间却非常小，自主的思维活动也很有限。可见，两位教师的设计仍然只注重科学探究的一般程序，只抓住了探究式学习的形式与躯壳，而非探究式学习的实质与灵魂。教学有法，但无定法，实验设计需要教师的指导，但不可以过分指导，要根据教师的课堂驾驭能力、学生学情、知识特点来决定指导的程度，要尽可能减少不必要的“台阶”，给学生足够的时间和空间，多给学生独立思考的机会，以学生的思维参与作为主线，看学生是怎么想的，为什么会这么想，适时提供指导而不替代。
误区之三：实验设计过度依赖教学预案，导致学生思维发展的闭合
对教师来说，一个常见的误区就是只接受他们所期望的答案，只希望得到自己喜欢的回答。他们在教授新内容时会努力使自己更安全、更有信心一些，于是往往会把答案限制在自己所熟悉的范围之内，对于超出自己认为的恰当范围之外的答案，会拒之门外。
【案例】如何让纸拱在保持跨度不变的情况下承受更大的压力呢？
在教学《拱形的力量》时，教师首先出示一个纸拱，并在拱顶上放垫圈来测试拱形的承重力，同时让学生观察纸拱的变化。此时，学生会发现拱顶向下凹、拱足向两边张开、跨度变大等。教师借此提出一个新的研究问题：怎样才能让纸拱在保持跨度不变的情况下承受更大的压力呢？教师请同学们发表自己的看法并把想法画在黑板上。第一位同学在两个拱足的外侧各画一个螺母，第二位同学在左边拱足的外侧画一个螺母，右边拱足的外侧并排画了两个螺母，教师表示满意并继续问：“还有谁要表达自己的想法？”当第三位同学走到黑板前并分别在两个拱足的内外侧各画一个螺母时教师着急了，连忙追问：“当拱顶受力时，拱足向哪儿推？” “向外推。”学生答道。教师又接着问：“那我们应该在哪儿抵住拱足？”生：“外侧。”师：“所以我们应该把里面画的螺母去掉。”然后，顺手将两个拱足内侧的螺母擦掉了。
“如何让拱形承受更多的垫圈？”这是一个开放性的问题。开放性问题鼓励答案多样性，然而正是因为教师对这种多样性保持警惕才把一个原本是为了寻求学生更多想法的问题压缩为一个限制性问题。显然教师这样的互动对话，是在对学生进行心理暗示，暗示螺母只能放在外侧来抵住拱足，否则就是不对的。这样便趋向于缩减学生的回答、趋向于结束所有更多的想法，并将学生的注意力集中于他们认为的教师想要的东西。果不其然，第三位学生之后便没有人再继续表达想法了，而教师也顺势进入下一个环节：动手实验，验证自己的想法。
在和学生交流时教师首先要做的就是听取他们的想法，让学生充分展示他们的想法、观念、观点，让他们感到自己的想法是有价值的，是会受到尊重的，感到没有顾虑地表达想法是安全的，不用担心自己所说的是错的。即便第三位同学的想法不合理，教师也不应该当场进行这种对与错的强化，尤其是当我们想了解学生更多的想法的时候，这样的做法显然是背道而驰的。
这里我们应该尊重学生错误的想法，给他们机会去尝试自己的想法，在接下来的分组实验中可以通过引导他们做一组对比实验来发现问题，这样才能更好地促进学生在课堂中进行思考和检验选择，形成他们的观点。而停留在“引导”学生寻找“正确”答案这种低水平上的交流互动，只会限制学生更高级的心理过程的发展，使其思维闭合。
探究式实验教学的基本理念和做法受到了广大小学科学教育者的支持和肯定，但由于没有把“学生知识自主建构的权力”这一本质与核心问题凸显出来，这种理论上、观念上的不清晰、不明确，必然导致实践中的种种误区。我们对探究式实验教学的研究应从基本行动过程、操作步骤、方法技能等实践中的具体行为细节上升到对儿童内部学习心理机制上的研究，注重儿童思维的深度发展，使学科逻辑心理学化，这才是一个好的实验教学设计的核心。
参考文献
[1] 任长松.探究式学习：学生知识的自主建构.北京：教育科学出版社，2005.
[2] [美]布兰思福特，等，著.人是如何学习的.程可拉，等，译.上海：华东师范大学出版社，2012.
【责任编辑：陈国庆】
