融合科学探究活动于游戏中

陈志远

小学科学教学是以探究为核心的一门课程，探究需要动用大量的脑力劳动，而小学生的思维容易走神的年龄特点与之相冲突，运用沉浸理论设计的游戏能让学生克服思维不集中的困难;将游戏与探究活动结合起来，能激发学生的探究欲，更好地为学生的学习服务。

儿童天生具有探究精神，对生活中的所有事物都充满了好奇心，但这种探究又是随意的、不稳定的，容易产生倦怠感，很难自发形成系统的探究能力。但游戏不同，从生理角度来看，游戏能提高儿童神经系统的兴奋程度，使他们的大脑处于良好的机能状态，促进大脑发育;从心理角度而言，游戏能使学生产生轻松愉快的情感体验，学习兴趣高涨，注意力更加集中，思维更加活跃，学习效率也会随之提高。本文将以《认识常见岩石》为例，思考如何以恰当的方式融合探究教学活动与游戏活动，服务学生的科学学习。

一、统一目标指向，科学兼具趣味

《认识常见岩石》这一课主要的教学目标是通过观察辨认几种常见岩石培养学生的观察能力，为认识其他岩石与矿物打下良好的知识与能力基础。但岩石的属性与结构特征相对复杂，学生仅用三年级学过的观察方法只能片面地、碎片化地认识岩石的外部特征，且强制要求学生深入观察、分析岩石较为深层次的内部结构特征容易使本课的学习活动变得单调乏味，较难激发学生的探究欲。

游戏是一种在某一固定的时空内进行的自愿的活动或消遣，它以自身为目的，其规则是游戏者自由接受的，但又有绝对的约束力。也就是说游戏和教学一样也是有一定的目的和框架的，将过于乏味且目标宽泛的观察岩石活动改成目标指向更强的鉴赏宝石游戏，再把在另一盒岩石与矿物中寻找五块同种岩石改成寻宝活动，激发学生积极参与到观察岩石外表的物质结构并主动观察、分析、对比其内部结构特征，从而使学生像沉浸于游戏中一样，自由、自愿地认识了几种常见岩石，主动建构观察岩石的一些独有方法。

教师执教五年级四个班级，每个班级有12个小组，每个小组由4名学生组成，其中有两个班级的教学活动融入了赏宝与鉴宝的游戏活动。采用的观察方法由学生自行选择，教师未做具体要求，借助的观察工具为放大镜，观察的结果以文字记录及学生口头汇报的形式呈现。

从学生课堂表现上看，融合游戏的探究活动极大地提高了学生活动的参与度及观察过程的专注度。从文字记录及学术口头汇报分析，融入游戏活动后，发现萤石具有半透明的小组数从2小组上升到12个小组;发现石墨能写字的小组数从16个增加到20个，并且有部分小组能将研究石墨时所用的刻画的方法引申研究滑石上;发现萤石、石英、大理石内部颗粒形状大小的小组从无上升到8个小组;发现滑石很光滑的小组从3个小组提高到13个小组。而非在未融入游戏时因为滑石前后形状改变而辨认不出。融合游戏的探究活动后，学生从简单地观察岩石的外表颜色、形状上升到自主关注岩石的内部结构特征;并且能不再将注意力分散到一些较为特殊的岩石上，而更加专注地利用观察到的岩石的特性开展“寻宝活动”。

通过融合探究目标与游戏目标，既增强了活动的趣味性，又不失科学性，很好地激发了学生的探究欲。

二、平衡游戏难度与学生认知水平，做好梯度设计

1975年，国际知名专家Mihaly Csikszentmihalyi首次提出沉浸理论（flow theory），解释了人们在进行某些日常活动时会自动去掉所有不相关的知觉，集中精力，完全投入到活动中去，进入一种沉浸状态。沉浸理论认为，挑战与技巧是影响沉浸的主要因素。挑战太高，使用者对环境会缺少控制能力，而产生焦虑或挫折感;反之，挑战太低，使用者会觉得无聊而失去兴趣，沉浸状态主要发生在两者平衡的情况下。

岩石，是由造岩矿物按一定结构集合而成的地质体。虽然，小学阶段只需初步学会辨别几种常见岩石即可，但是大部分常见天然岩石内部成分相当复杂，所含杂质很多，要想完整认识岩石并非易事，因此游戏难度的设置关系到学生能否沉浸到赏宝活动和接下去的寻宝活动中去，更好地激发学生的观察潜能。

首先，岩石的数量要控制在合理范围内。首次教本课时，教师给每个4人小组分发7块常见岩石进行观察，第一个游戏活动“赏宝”环节费时20分钟，一个班级12个小组中还有3个小组未完成观察活动，再加上赏宝活动后的汇报环节，学生完全没时间进行寻宝活动。过多的岩石及时间的限制导致整个活动挑战难度过大，超过了学生能力范围，学生无法沉浸其中，失去了游戏的乐趣，观察活动也无法深入进行。进行观察的岩石数量也不能给太少，一个小组有4个学生，只给2个或3个就会出现部分学生无法参与其中，游戏活动就可能因为部分学生抢岩石而中断，或者未观察岩石的学生完全不能参与到游戏中来，即无法让学生“沉浸”于观察岩石的游戏中又不符合《小学科学课程标准》中的要求：科学课程要面向全体学生，大大降低了设计这个游戏的意义，经过多次试验，观察岩石的数量定在5块。因为这样可以更好地面向全体学生的能力水平。为此，赏宝环节设置了游戏难度阶梯：一级难度在10分钟内鉴赏3块宝石，二级难度在10分钟内鉴赏4块宝石，三级难度在10分钟内鉴赏5块宝石。同样，寻宝活动环节也设计了游戏难度：一级难度找出3块宝石，二级难度找出4块宝石，三级难度找出5块宝石。不同能力的孩子适应不同难度的挑战，这样既照顾了能力水平较低的学生，又能激发能力较强的学生观察更多的岩石，让不同水平的学生都能沉浸在自己的活动中。

其次，岩石类别的选择也决定了游戏的难度。有些岩石结构过于简单，如白云母就一片如银色塑料状，一看便知，挑战难度太小，会让学生觉得无聊而失去游戏的兴趣;有些岩石所含杂质过多，干扰因素过多，如标本中的正长石，一半有片麻岩的黑白相间的点状结构，另一半有硅石的灰色片状结构，学生会因挑战难度过大而放弃游戏;还有一些岩石学生平时未曾见过，刚接触就要熟悉会让游戏难度增大很多，也容易让学生失去兴趣。因此，游戏设计中选择的岩石是一些学生平时容易见到的如大理石、萤石、石英、石墨，这些岩石学生既不会觉得陌生，各自又有一定的特征，在学生完成赏宝、寻宝活动中会不自觉地观察大理石、石英、石英之间内部结构的不同，会用刻画的方法辨别石墨的特性，为了更好地引导学生认识观察岩石还可以用刻画的方法，还选择了结构较为简单但硬度很小的滑石，从而发现岩石间软硬的不同。

适当的游戏难度让学生保持持久的注意力，自觉挖掘自身潜力，既发现更多知识，又提高探究能力。

三、开发性的游戏设计，应适合学生自主学习

由于观察岩石活动并不容易，在以往的教学中，教师总会一步步地教学生如何开展观察活动：先看岩石颜色不同、形状各异，再敲岩石软硬不同，又察岩石内部形态结构，后滴盐酸发现反应现象不同……这种教学方式学生只是跟着教师做实验，并非自主思考观察参与进来的，学生的观察欲、探究欲并未真正被调动起来，而且教师在完成某一环节的观察后，很可能出现有些能力较差学生还未深入观察并理解、吸收，而有些学生早早地观察结束后无所事事，很难面向全体学生。

游戏的开放性能让游戏教学的个性化和社会化相统一。游戏教学的个性化是在游戏教学的过程中，尊重学生个性、为学生提供个性化的教学环境、教学内容、教学策略、教学评价;游戏教学的社会化就是指在游戏教学的过程中，培养与人交流合作、参与社会实践、适应社会的能力。在本课中，赏宝游戏给了学生“观察宝石的特征”这个目标后就放开手让学生自由观察：他们在10分钟内可以在不受教师干扰的情况下尽情地享受赏宝活动;可以独立观察某块岩石;也可以和小组成员合作探讨某些岩石，在小组内及时反馈，纠正错误的观察结果;教师在10分钟内巡视也会参與到他们的观察活动中去，及时反馈信息，促进学生更深入地“赏宝”;不同能力的学生也不会因为教师赶进度而中断对某块岩石的观察、探究。在赏宝活动后，教师根据学生的汇报，及时反馈他们观察的信息，帮助学生总结观察方法、建立信心，为接下来的寻宝活动打下良好基础，促进学生更好地运用观察手段认识常见岩石。经过两轮的游戏活动，学生完全沉浸在观察游戏中，不仅认识了几种常见岩石，还自主建构了观察岩石的方法，从中肯定了自己的能力水平，建立了信心。

总而言之，探究式游戏是为了让学生更好地在探究中主动建构知识并习得探究能力，让游戏的目标指向科学探究，在游戏中充分调动学生探究的欲望，让学生沉浸在探究中，让不同能力的学生都能得到发展，从而提高学生的科学素养，这才是探究式游戏设计根本所在。

【作者单位：厦门市演武小学  福建】