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“科学探究的有效性”是指通过探究活动，让学生获得具体的进步或发展。这是每位科学教师组织每次科学探究活动所希望达到的目标。可在实际的教学中，教师虽认真备了课、精心准备了实验器材，在实际探究时却常常达不到预期的效果。为什么精心备了课、全力准备了材料，换来的却是学生学习活动的低效？笔者认为主要有这些原因。
低效原因之一——重材料准备轻材料呈现结构性
《一杯水的观察》一课的教学中，一教师给每个小组分发了“5个圆形透明塑料杯、1个方形透明塑料水槽、5支筷子、一瓶浑水和一瓶清水”。课始，学生看着桌上的材料马上动手研究水的性质。他们把5支筷子扔在水里，然后好奇地看它像船一样地漂。虽然教师一个劲地提醒学生仔细“看看桌上准备的材料”，可学生还是一意孤行地玩水。
课后问上课教师：这5支筷子有什么用？答是研究用筷子反映光在水中的折射现象。
反思：只重材料准备，忽略材料准备的结构性会造成探究活动的混乱和无序。“我听说了，就忘了；看见了，就领会了；我做过了，就理解了。”这句话突出了做的重要性，深刻地提示了“探求的意义在于经历”。然而教师在为学生准备实验探究活动中所需的材料时，一定要考虑到材料的结构性和材料呈现的有序性。面对有结构的材料，学生会产生自主活动的冲动，产生科学问题，不需要教师的更多引导；而面对结构松散的材料时，学生则往往会陷入迷茫之中，或者产生与课题无关的兴趣活动。案例中的“筷子”就是因为呈现的混乱或模糊而干扰了学生的探究方向，分散了学生的注意力。
低效原因之二——重探究自主轻探究有序
探究“怎样加快溶解”有三组实验，第一组是将肥皂放在热水中；第二组是用筷子搅拌切成小块的肥皂；第三组是将小块肥皂碾碎，放在水中。因为有三组实验且是对比实验，所需材料很多。一教师在上课前，把这些材料全部展示给了学生，让学生开始探究，结果造成了学生探究无从入手。
反思：只重探究自主，轻视探究的有序性会降低科学探究活动的效率。这一实验，教师认为三组对比实验非常简单，只要给了学生相应的探究材料，让学生围绕着“怎样让物体在水中溶解得快”这一主题就可放手让学生进行自主探究活动了，认为学生亲历了溶解的探究过程，就能实现知识的自我建构和自我理解，就是培养了学生的独立解决科学问题的能力。虽然教师的理想和出发点是美好的，但就因忽视了探究的有序性，导致实验松散，探究无序，从而不能达到理想的实验效果。
低效原因之三——重形式轻实质
……
师：刚才这个罐子发出了声音，咱们干脆就叫它发声罐吧。（学生点头认可）
师：哪个小组有办法让这个发生罐发出的声音变大？
各小组讨论。
组1：再加一个玻璃球，声音就大了。
组2：再多加一些零星的小东西。
组3：我觉得东西加得越多，声音就越大。
组4：摇得再猛烈一些。
……
师：大家说说，这些方法中，哪种方法最好？（小组意见子虚乌有，学生各执一词，开始个体争论）
反思：只重合作形式，不求合作方式，探究活动的效率反而会在热热闹闹中走过场。合作是新课程标准倡导的主要学习方式之一，因此科学教师应重视学生的合作学习。在实验前，小组成员应合理分工，在实验中协调合作，共同发挥才智制定方案，共同研究。在交流汇报时，发挥团队优势，取长补短，使小组成果能充分得到展示。以上案例中的合作明显只是一种形式，教师提出小组讨论，而实际一会儿时间学生就争着回答，在回答中的答案其实是个人行为，没有集体合作成果。教师只是关注了以小组为单位的合作探究形式，而没有真正发挥好群体的智慧，没有起到合作探究的效果，表面看起来很热闹，实际没有真正合作，更没有实验探究的深度。
以上这些案例在平时科学探究活动中常有发生。这样低效率的探究活动究其原因也是多方面的，那么如何提高实验探究的有效性呢？笔者认为可以从以下几方面着手。
1.培养情感态度——达成探究的有效性
情感态度是《科学课程标准》的总目标之一，渗透在每一单元的各篇教材中。情感态度是一个人科学素养的核心，只有具有浓厚、真实的情感态度，才能激情引趣，产生求知欲，对实验探究产生浓厚的兴趣。
上面案例二中有关“怎样加快溶解”的知识，对于学生来说是生活中经常碰到的事情，但学生并不曾有意地以学习的形式去研究它。把这些问题摆在课堂上，让学生亲自去探究，学生感到既熟悉又新鲜，学习热情很高涨。然而教学的目的并不是单纯让学生复制已有的生活经验，不是只知道搅拌、用热水、碾碎的方法加快溶解，而是以这些知识的认知过程为载体，培养学生控制对比实验中的变量与不变量。教师先大张旗鼓表扬学生原有的丰富的生活经验，然后有意识地将本次实验探究的目的告之学生，并鼓励学生大胆地进行更周密的实验活动，挑战和超越原有的经验，从而使学生明确科学实验是有趣严谨又具有挑战性的活动。这样学生从情感上就认同了教师组织活动的目的意义，从而体会到科学探究的价值。学生心中有了这杆秤，探究活动就会变得可近可亲，探究的有效性也就有了情感保障。
2.激发探究动机——达成参与的有效性
小学生的心理尚未成熟、自我意识和自控学习能力有待发展，他们的学习动机更需要教师去激发和调动。如果科学课上学生有了恒定的、持久的探究动机，那么他们的探究活动就不再是强制性的，也不需要外在条件的诱惑，而是自觉的、积极主动的，探究活动的有效性就能得到保证。
我们知道，每个学生都有强烈的好奇心和求知欲。当学生有了好奇心，凡事都会问个“为什么”、“怎么样”的时候，教师应精心培育，像发现课堂中的“闪光点”一样，这会使学生加深对科学这门课的兴趣。实验探究指导时，首先让学生说说他们已认识的材料和新准备的材料，并试着追问：知道这些材料能帮助我们探究什么？如案例一中，当探究活动开始之前，教师先让学生猜猜准备的材料可以用来探究什么，这样，学生的注意力会很快地集中起来，他们会对这些材料与教材探究问题产生好奇心，激发出探究的动机和热情，有利于提高课堂教学效率。其次，教师在激发学生的这种好奇心的同时，也在无形之中形成了学生对科学探究的强烈求知欲。在动机的驱动下，学生会主动参与到探究中去，此时的教师应成为学生学习的促进者和指导者，帮助学生进行有意义的探究。第三，学习的内容不是给予的，必须让学生亲自探索、发现，并内化到自己的认知结构中。教师在教学中“尽可能保留一些使人兴奋的观念”，同时“引导学生自己去发现它”，使自己成为一个发现者。有效的科学探究来源于学生对科学学习的全程参与。
3.提供结构材料——达成建构的有效性
科学教学就是要让学生去经历探究活动。而科学实验就必须要有材料。如果没有材料，实驗就无法开展，探究就只能是纸上谈兵。好材料是有效探究的保证，特别是有结构的材料可以大大提高探究的实效性。所谓有结构的材料，它是教师经过精心设计的典型教学材料的组合。这些材料的组合既具有趣味性，又能揭示与教学内容有关的一系列现象。它符合学生的年龄特征和认知规律，贴近学生的日常生活，体现教材的科学性。学生通过对材料的探索分析，形成完整的印象，获得对事物的正确认识。如在教学“物体在水中是沉还是浮”中，教师为学生准备了木块、石头、泡沫塑料、胡萝卜、铁盖、橡皮块、回形针、牙签、蜡烛等材料。有些能浮的，有些能沉的，有些既能沉也能浮的，还有一些大小相同、重量不同的球形材料一组5个；轻重相同、大小不同的立方体材料一组5个，用来探究物体沉浮的规律。这些有结构的材料集合在一起，为学生创造一个乐于实验探究的条件。在实验探究中，让学生在经历 “推测——验证”的探究中完善物体沉浮的现象。学生通过这节课的观察活动，认识到：“相同大小的物体，轻的容易浮，重的容易沉；轻重一样的物体，大的容易浮，小的容易沉”；使学生进一步感到“体积大、重量轻的物体容易浮；体积小、重量重的物体容易沉”。从以上片段可以看到，有了生动有效的结构材料，有效地促进了学生自主参与学习的全过程，从而形成完整的知识，获得对事物的正确认识。
四、明确分工职责——达成互动的有效性
科学实验教学倡导合作性学习方式，由于学生之间存在知识、习惯、能力等方面的差异，因此应合理分工搭配，落实组内职责，使实验能力强的学生得到更大进步，同时也使实验能力相对弱的学生，得到及时的辅导和帮助，获得锻炼与提高，充分发挥实验小组对实验教学的作用，增强了学生之间的沟通交往和信息交流。
如在学期始，为班级学生按照他们的特长分组、分工，确定操作员、观察员、记录员、材料保管员等，让学生人人有事做，事事有人管，并适时开展小组比赛，及时进行优秀小组活动的评价，然后或调整、轮岗，或小组重组，优化小组成员，使每一个小组成员都能团结友爱、和谐共处、互相协作，发挥最大的团队作用，达成团队合作互动的有效性。如以上“控制物体发出的声音”案例中，如果教师事先强调一下小组的团队活动，明确一下小组的分工，开展“哪个小组探究的方法多和好”的小组比赛活动，就不会在发言时面红耳赤，固执地发表自己的“一家之言”，而忘了小组的共同意见。
（责编钟岚）
低效原因之一——重材料准备轻材料呈现结构性
《一杯水的观察》一课的教学中，一教师给每个小组分发了“5个圆形透明塑料杯、1个方形透明塑料水槽、5支筷子、一瓶浑水和一瓶清水”。课始，学生看着桌上的材料马上动手研究水的性质。他们把5支筷子扔在水里，然后好奇地看它像船一样地漂。虽然教师一个劲地提醒学生仔细“看看桌上准备的材料”，可学生还是一意孤行地玩水。
课后问上课教师：这5支筷子有什么用？答是研究用筷子反映光在水中的折射现象。
反思：只重材料准备，忽略材料准备的结构性会造成探究活动的混乱和无序。“我听说了，就忘了；看见了，就领会了；我做过了，就理解了。”这句话突出了做的重要性，深刻地提示了“探求的意义在于经历”。然而教师在为学生准备实验探究活动中所需的材料时，一定要考虑到材料的结构性和材料呈现的有序性。面对有结构的材料，学生会产生自主活动的冲动，产生科学问题，不需要教师的更多引导；而面对结构松散的材料时，学生则往往会陷入迷茫之中，或者产生与课题无关的兴趣活动。案例中的“筷子”就是因为呈现的混乱或模糊而干扰了学生的探究方向，分散了学生的注意力。
低效原因之二——重探究自主轻探究有序
探究“怎样加快溶解”有三组实验，第一组是将肥皂放在热水中；第二组是用筷子搅拌切成小块的肥皂；第三组是将小块肥皂碾碎，放在水中。因为有三组实验且是对比实验，所需材料很多。一教师在上课前，把这些材料全部展示给了学生，让学生开始探究，结果造成了学生探究无从入手。
反思：只重探究自主，轻视探究的有序性会降低科学探究活动的效率。这一实验，教师认为三组对比实验非常简单，只要给了学生相应的探究材料，让学生围绕着“怎样让物体在水中溶解得快”这一主题就可放手让学生进行自主探究活动了，认为学生亲历了溶解的探究过程，就能实现知识的自我建构和自我理解，就是培养了学生的独立解决科学问题的能力。虽然教师的理想和出发点是美好的，但就因忽视了探究的有序性，导致实验松散，探究无序，从而不能达到理想的实验效果。
低效原因之三——重形式轻实质
……
师：刚才这个罐子发出了声音，咱们干脆就叫它发声罐吧。（学生点头认可）
师：哪个小组有办法让这个发生罐发出的声音变大？
各小组讨论。
组1：再加一个玻璃球，声音就大了。
组2：再多加一些零星的小东西。
组3：我觉得东西加得越多，声音就越大。
组4：摇得再猛烈一些。
……
师：大家说说，这些方法中，哪种方法最好？（小组意见子虚乌有，学生各执一词，开始个体争论）
反思：只重合作形式，不求合作方式，探究活动的效率反而会在热热闹闹中走过场。合作是新课程标准倡导的主要学习方式之一，因此科学教师应重视学生的合作学习。在实验前，小组成员应合理分工，在实验中协调合作，共同发挥才智制定方案，共同研究。在交流汇报时，发挥团队优势，取长补短，使小组成果能充分得到展示。以上案例中的合作明显只是一种形式，教师提出小组讨论，而实际一会儿时间学生就争着回答，在回答中的答案其实是个人行为，没有集体合作成果。教师只是关注了以小组为单位的合作探究形式，而没有真正发挥好群体的智慧，没有起到合作探究的效果，表面看起来很热闹，实际没有真正合作，更没有实验探究的深度。
以上这些案例在平时科学探究活动中常有发生。这样低效率的探究活动究其原因也是多方面的，那么如何提高实验探究的有效性呢？笔者认为可以从以下几方面着手。
1.培养情感态度——达成探究的有效性
情感态度是《科学课程标准》的总目标之一，渗透在每一单元的各篇教材中。情感态度是一个人科学素养的核心，只有具有浓厚、真实的情感态度，才能激情引趣，产生求知欲，对实验探究产生浓厚的兴趣。
上面案例二中有关“怎样加快溶解”的知识，对于学生来说是生活中经常碰到的事情，但学生并不曾有意地以学习的形式去研究它。把这些问题摆在课堂上，让学生亲自去探究，学生感到既熟悉又新鲜，学习热情很高涨。然而教学的目的并不是单纯让学生复制已有的生活经验，不是只知道搅拌、用热水、碾碎的方法加快溶解，而是以这些知识的认知过程为载体，培养学生控制对比实验中的变量与不变量。教师先大张旗鼓表扬学生原有的丰富的生活经验，然后有意识地将本次实验探究的目的告之学生，并鼓励学生大胆地进行更周密的实验活动，挑战和超越原有的经验，从而使学生明确科学实验是有趣严谨又具有挑战性的活动。这样学生从情感上就认同了教师组织活动的目的意义，从而体会到科学探究的价值。学生心中有了这杆秤，探究活动就会变得可近可亲，探究的有效性也就有了情感保障。
2.激发探究动机——达成参与的有效性
小学生的心理尚未成熟、自我意识和自控学习能力有待发展，他们的学习动机更需要教师去激发和调动。如果科学课上学生有了恒定的、持久的探究动机，那么他们的探究活动就不再是强制性的，也不需要外在条件的诱惑，而是自觉的、积极主动的，探究活动的有效性就能得到保证。
我们知道，每个学生都有强烈的好奇心和求知欲。当学生有了好奇心，凡事都会问个“为什么”、“怎么样”的时候，教师应精心培育，像发现课堂中的“闪光点”一样，这会使学生加深对科学这门课的兴趣。实验探究指导时，首先让学生说说他们已认识的材料和新准备的材料，并试着追问：知道这些材料能帮助我们探究什么？如案例一中，当探究活动开始之前，教师先让学生猜猜准备的材料可以用来探究什么，这样，学生的注意力会很快地集中起来，他们会对这些材料与教材探究问题产生好奇心，激发出探究的动机和热情，有利于提高课堂教学效率。其次，教师在激发学生的这种好奇心的同时，也在无形之中形成了学生对科学探究的强烈求知欲。在动机的驱动下，学生会主动参与到探究中去，此时的教师应成为学生学习的促进者和指导者，帮助学生进行有意义的探究。第三，学习的内容不是给予的，必须让学生亲自探索、发现，并内化到自己的认知结构中。教师在教学中“尽可能保留一些使人兴奋的观念”，同时“引导学生自己去发现它”，使自己成为一个发现者。有效的科学探究来源于学生对科学学习的全程参与。
3.提供结构材料——达成建构的有效性
科学教学就是要让学生去经历探究活动。而科学实验就必须要有材料。如果没有材料，实驗就无法开展，探究就只能是纸上谈兵。好材料是有效探究的保证，特别是有结构的材料可以大大提高探究的实效性。所谓有结构的材料，它是教师经过精心设计的典型教学材料的组合。这些材料的组合既具有趣味性，又能揭示与教学内容有关的一系列现象。它符合学生的年龄特征和认知规律，贴近学生的日常生活，体现教材的科学性。学生通过对材料的探索分析，形成完整的印象，获得对事物的正确认识。如在教学“物体在水中是沉还是浮”中，教师为学生准备了木块、石头、泡沫塑料、胡萝卜、铁盖、橡皮块、回形针、牙签、蜡烛等材料。有些能浮的，有些能沉的，有些既能沉也能浮的，还有一些大小相同、重量不同的球形材料一组5个；轻重相同、大小不同的立方体材料一组5个，用来探究物体沉浮的规律。这些有结构的材料集合在一起，为学生创造一个乐于实验探究的条件。在实验探究中，让学生在经历 “推测——验证”的探究中完善物体沉浮的现象。学生通过这节课的观察活动，认识到：“相同大小的物体，轻的容易浮，重的容易沉；轻重一样的物体，大的容易浮，小的容易沉”；使学生进一步感到“体积大、重量轻的物体容易浮；体积小、重量重的物体容易沉”。从以上片段可以看到，有了生动有效的结构材料，有效地促进了学生自主参与学习的全过程，从而形成完整的知识，获得对事物的正确认识。
四、明确分工职责——达成互动的有效性
科学实验教学倡导合作性学习方式，由于学生之间存在知识、习惯、能力等方面的差异，因此应合理分工搭配，落实组内职责，使实验能力强的学生得到更大进步，同时也使实验能力相对弱的学生，得到及时的辅导和帮助，获得锻炼与提高，充分发挥实验小组对实验教学的作用，增强了学生之间的沟通交往和信息交流。
如在学期始，为班级学生按照他们的特长分组、分工，确定操作员、观察员、记录员、材料保管员等，让学生人人有事做，事事有人管，并适时开展小组比赛，及时进行优秀小组活动的评价，然后或调整、轮岗，或小组重组，优化小组成员，使每一个小组成员都能团结友爱、和谐共处、互相协作，发挥最大的团队作用，达成团队合作互动的有效性。如以上“控制物体发出的声音”案例中，如果教师事先强调一下小组的团队活动，明确一下小组的分工，开展“哪个小组探究的方法多和好”的小组比赛活动，就不会在发言时面红耳赤，固执地发表自己的“一家之言”，而忘了小组的共同意见。
（责编钟岚）