小学科学深度探究以学生为主体，在教师支持下联系已有认知经验，通过质疑、验证、比较等方式不断修正和完善对科学现象的认识，并能将所得迁移、运用于真实问题的解决。在这一过程中，学生往往表现出持续专注、主动提问与反复尝试的学习状态；思维活动体现出推理有据、能联系多因素、能提出多种解释的特征；师生交流则以启发式提问、追问和共同讨论为主，形成合作探究的氛围。然而，当前部分科学课堂仍存在探究活动表面热闹但思维含量不足、任务停留在事实性问答、师生互动以单向提问与简单反馈为主等现象，制约了学生科学思维的深入发展。可见，深度探究的真实发生，离不开教师有目的、有策略的引导与支持，同时也依赖于适宜的任务情境与学生积极主动的参与。
学习支架是基于“最近发展区”理论和“辅助学习”机制而提出的一种促进学习者有效学习的认知协助与干预措施
［1］。因此，依据对学生认知起点、常见迷思及学习任务难度的分析，设计适切的学习支架，能够有效助力学生的深度学习。在实际教学中，教师应做到：首先，创设支持性环境支架，营造安全、开放、鼓励质疑的课堂氛围，并提供必要的资源与工具；其次，设计阶梯式学材支架，通过问题串、任务链、范例与提示卡等，引导学生在最近发展区内逐步深化对核心概念的理解与应用；最后，构建互动式交流支架，运用追问、复述、观点对比、小组合作等策略，促进师生与生生之间的深度对话与思维碰撞。
1 环境支架：营造深度探究的真实氛围
适宜的学习环境能在潜移默化中激发学生主动探究，使其在具有真实感和持续性的探究活动中保持高度投入。科学探究兼具实验操作的精确性与真实情境的延续性，因此既要依托实验室作为可控条件下开展实验、获取数据的主阵地，也需要依托大自然这一开放而真实的“教室”，从而为持续观察和深入探究提供场域。
1.1 实验室：深度探究的真实阵地
科学教师应充分发挥实验室的功能，合理规划空间布局，营造一个支持真实探究的学习氛围。例如：设置图书角、材料角、工具角、创客角、成果展示角等功能区域；墙面上张贴各种启发兴趣、树立榜样的科学元素（如“科学家这样做”的大幅海报），让实验室兼具探究味与科学气息。
实验室应保持光线充足、空气流通，以提供舒适的探究环境。这样的教室是舒心的，有暖阳，有清风，有学习的榜样。在这样的空间中，学生身心放松、干扰较少，更易沉浸于探究活动之中；教师也能放慢节奏、细心倾听，通过观察学生是否能提出问题、设计方案、基于证据修正解释并迁移应用，来判断其探究是否走向深入。
1.2 大自然：深度探究的深化与延续
深度探究是一个长期的、延续的学习过程。自然环境给探究的深化与延续提供了天然的、真实的学习环境。以教科版科学“月相变化的规律”探究活动为例，教师让学生试着给月相图片排序，比较并总结月相变化规律。这种缺乏真实经验的学习，即使学生最终掌握了其中的规律，也是机械式的灌输，不利于其科学思维的发展。对此，教师如能利用大自然这一天然观测台，指导学生提前一个月真实地记录月相变化，则这种真实体验显然更有利于学生比较、分析、总结月相的变化规律。在真实观察中，学生还会发现月相出现的时间是不同的，有时在上半夜，有时在下半夜，有时却在第二天的早晨出现。历经持续的观察思考，学生会认识到月球是一直存在的，月相的出现是因为月球反射了太阳光造成的。学生在高度沉浸、深入的探究中，不仅发展了科学思维，而且锻炼了持之以恒的科学态度。
不同的“教室”有着不同的环境，每间“教室”都应有其固有的功能气息。科学实验室体现探究环境的真实性，大自然则体现了开放性与延续性。无论哪一种环境，都应当暗含着对学生的正向引导，让学生置身其中、融入其中，不受外界干扰。
2 学材支架：唤醒深度探究的真实思维
知识的学习需要“唤醒”，而不是“灌输”。学生思考和操作的学习对象，必须是经过教师精心设计、具有教学意图的结构化的教学材料
［2］。学材支架的构建应以学情调查为基础，通过分析学生的认知起点、常见迷思及真实想法，明确其最近发展区；在此基础上，精选并创新结构化的学材（包括学具、任务单、问题链等），使材料本身蕴含思维引导与探究路径，体现教学意图；教师在正式使用前先行试做（俗称“下水实验”），检验学材的可行性、难易度与安全性，并据此优化使用方式与指引，确保学生在课堂上能规范、有效地借助学材开展探究。
2.1 学情调查：让科学探究的起点更适切
采取学情调查，在了解学生前概念的基础上，精选适合学生知识经验、认知水平的探究切入点，就能循序渐进、由浅入深地开展探究活动。基于学情调查的教学导入，能使学生对知识的吸收更温润、适切，让学习从真实的起点出发。
例如，在探究“用水计量时间”的活动中，教师需要先了解学生是否已掌握太阳钟、燃香钟的计时原理。事实上，很多学生知道太阳钟、燃香钟可以计时，却很难准确描述所有用于计时的物体都具有“规律运动”的特点。如果用这一原理直接导入，让学生说出水钟的“滴漏”也是有规律的，并不能调动学生的兴趣点。但如果换成比较“古代计时工具的优缺点”，那么学生很容易知道“水钟的计时更科学”，进而更愿意探究水钟的计时原理。
2.2 精选学具：以结构化设计体现真实意图
张红霞教授在其著作《科学究竟是什么》中提出，活动中的学具要有严密的结构。结构化的学具体现知识的生命力，具体表现为学具对学习者的启发，对探究活动的助力，对教学进程循序渐进的引导。学具要与学习的目标和内容有密切的联系，学具的使用次序要遵循教学的进展，体现学习进阶。
（1） 学具的选择要有启发性。
启发性反映进阶的起点。教师提供的学具要能启发学生去思考。例如，教师给学生提供自封口塑料袋、塑料杯、碗，让学生把石块、水、空气分别装入合适的容器里，依次传递给小组的学生。实验中，教师即使不去提示、组织学生思考，学生也会在真实任务的体验中自然而然地联想到石块、水、空气的不同。
（2） 学具的准备要简单易得。
《义务教育科学课程标准（2022年版）》提倡学具的准备要充分利用身边的、易得的资源，体现思想性、多元性和适宜性。以“摆的快慢”实验为例，考虑到学校学具数量有限，笔者要求学生自备筷子、细绳、螺母，让每一位学生都经历真实的探究实践过程。课堂上，学生一边用自制的摆演示实验，一边改进自己的装置，既有效完成“摆的快慢”的探究，又体验了一次技术与工程问题的解决过程，效果颇佳。
（3） 学具的使用要科学精确。
时间的正确计量对实验结果会有很大的影响，因此秒表的使用就显得尤为重要。以教科版科学三年级上册“相同距离比快慢”一课为例，需要在两条相同的轨道（长度、坡度、材质都相同）上，比较不同小球运动的快慢。当选用实验盒中提供的秒表时，发现尽管可以清楚地看出两个小球速度不同，但学生测得的时间又确实是相同的，即实验测得的结果是速度一样。原因是轨道较短（受实验地点和材料限制），而使用的秒表计时精确到“秒”，这就导致两个小球虽然到达终点有先后，但时间差如果小于1 s，则计时仍是相同的，其实验数据是不精确、不科学的。最终通过比较后，笔者选择体育教师测量跑步用的秒表，这样当时间精确到0.01 s时，就能精确地比较出相同距离内小球运动的快慢。
（4） 学具的发放要具有进阶性。
随着探究问题的推进，学具要循序渐进地发放，由简单到复杂。例如，在探究“空气占据空间”的实验时，笔者先提供完好的透明塑料杯，学生通过实验发现杯子竖直倒扣入水，纸没有湿，得出杯子被空气占据空间的结论。接着，请学生思考：如果将空气放出去，纸会湿吗？此时，教师就可以自然而然地向学生发放用于扎孔的小针。当水浸满杯子后，笔者进一步追问：如果让空气重新占据空间，水会被挤出杯子吗？这时学生就会想到需要一支打气筒。实践证明，学具要按需发放，体现学习进阶的规律。
2.3 “下水实验”：规范学材的选择与运用
选择适切的学材、规范使用学材，是实现深度探究的捷径，而“下水实验”是检验学材的选择与使用的有效途径。所谓“下水实验”，即教师在课前对即将开展的实验亲自预演，把握实验的科学性、可行性、高效性，从而在课堂上有效指导学生精准探究的实验。
教师只有亲自实验，才可能预设实验过程、检验实验方法、控制实验难度，进而不断提高探究的效率。比如，一位教师在演示“音叉”实验时，用锤子敲打音叉后将其放入水中，结果并没有像预设的那样激起水花。遗憾的是该教师并没有找出原因，而是认为音叉有问题。其实，这位教师并不知道，他在敲击音叉时，示范错误了——音叉不是敲正面，而是敲侧面。这位教师如果在课前亲自“下水实验”，发现问题并及时请教同事，就不会出现这样的尴尬。
学情调查，让知识的获得有依据；学具的选择与创新，让学生沿着思维发生的路径理解知识；“下水实验”，增加了探究方式的科学性、准确性和合理性。构建学材支架，就是让学生不再机械式地学习知识，而是在结构化的学材支持下，在真实任务的驱动下，有序递进、层层深入地开展探究活动。
3 交流支架：在真实互动中促进深度探究
科学探究以严谨和基于证据为核心，但探究过程中的交流却需要营造平等、宽松、合作、真实的氛围。只有给予学生充分表达见解的机会，不以任何理由压制、嘲讽或打击其积极性，善于倾听并给予回应，与学生平等地展开讨论，才能促进学生全身心地投入探究活动，进行深度学习
［3］。
这种平等、宽松的交流氛围，与佐藤学提出的“润泽的教室”理念相通。佐藤学指出：“在‘润泽的教室’里，教师和学生都不受束缚，大家安心地、轻松自如地构筑着人与人之间的关系。在这种关系中，即使耸耸肩膀，拿不出自己的意见来，每个人的存在也能够得到大家自觉的尊重，得到承认。”
［4］在师生交流中，教师需要耐心等待，给予学生充分的探究时间，充分发挥其思维能力；在生生交流中，学生不仅要积极表达，还应学会倾听、质疑、补充证据，并在讨论中共同完善探究方案，从而形成相互支持的学习共同体。
3.1 师生交流：静待深度探究自然发生
深度探究的“深”，不是一蹴而就的。就像井打得越深，水越甘甜，但需要的时间也会越久。在学生探究时，教师要学会慢下来、等一等，做一个有准备的观察者。这种“无声”的陪伴与交流，往往更能促进学生思维的发散，催生意想不到的探究成果。
以“不同形状的物体在斜面上的运动情况”实验为例，在探究六棱柱和圆柱体时，大部分学生发现，在本次实验条件下，六棱柱更容易保持静止，而圆柱体更容易滚动，于是提出“物体在斜面上的运动可能与物体形状有关”的猜想。但也有少数学生根据自己的观察提出相反看法：似乎是六棱柱在滚动而圆柱体静止。此时，教师并没有因为多数人得出某一结论就“见好就收”，而是组织学生继续探究。由于教师的耐心等待，学生才有充足时间去尝试横放六棱柱的“棱”、竖放圆柱体的“底”。最终，他们惊喜地发现：同样的物体在斜面上，摆放方式不同，运动状态会随之改变——这实际上与物体的重心位置和支撑面的稳定性有关。
课堂中的“生成”，既包括这类意外的精彩发现，也包括学生看似错误的想法与争论，它们都是真实体验的反映，是转瞬即逝的宝贵教学资源。若能准确、及时地捕捉并利用这些生成性资源，探究便能进入更深一层。
3.2 生生交流：构建深度探究共同体
学习共同体是指在班级教育活动中，以共同愿景、价值和情感为基础，以真实任务为核心，通过师生、生生之间持续的、深层的合作与互动，实现共同成长与进步的学习组织形式，其本质蕴含着一种精神追求
［5］。只有目标一致、人人参与、分工合作，形成真正的学习共同体，才能充分体现以学生和活动为中心的理念，进而促进深度探究的实现。在学习共同体中，生生交流是“润泽”而真实的，课堂呈现出“实验轻声、讨论小声、发言大声、倾听无声”的深度探究样态。
体现为“实验轻声”——学生在实验中专注于活动与探究，沉浸在自己的小组圈中，做到心无旁骛。
体现为“讨论小声”——围绕探究问题进行平和、深思熟虑的交流，而非随意喧哗。
体现为“发言大声”——面向同伴群体（包括教师在内的全班），以分享的形式，有理有据地描述观察到的现象和探究结论，声音洪亮、表达清晰。
体现为“倾听无声”——用心聆听，能通过复述、赞同或补充引发思维碰撞，这是形成深度探究共同体的重要标志。
4 结语
环境支架、学材支架和交流支架的构建，可以为学生提供一个促使深度探究自然发生的平台。营造真实氛围、唤醒真实思维、选择合适的学材完成真实任务，以及促进师生和生生之间的真实交流，能够让学生在自主沉浸的学习中，探寻知识的深层意义，批判性和创造性地建构对科学现象的理解，并形成个性化的解释。
卡尔·雅思贝尔斯说：“真正的教育是用一棵树去摇动另一棵树，用一朵云去推动另一朵云，用一个灵魂去唤醒另一个灵魂。”
［6］教育不是灌输而是唤醒。教师唯有努力设计助力学生深度探究的多元学习支架，才能让学生从游离其外的“课堂观光者”转变为“全身心投入的探索者”，最终让深度探究真实发生。
江苏省教育科学“十四五”规划2025年度课题“基于真实性学习的小学科学‘技术与工程’探究实践的研究”(C/2025/03/15)
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