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探究作为学习科学的主要方法，其重要性不言而喻;但在课堂中如何组织实施使探究更有效，那就仁者见仁、智者见智了。我从事小学科学教学15年来，一直关注这个问题。我认为，在小学科学课堂教学组织过程中，开展任务驱动下的自主探究活动能最大限度地照顾学生内在的学习需求并发展学生的探究能力，为其科学素养的养成奠定基础。
驱动的任务要关注目标的落实
每堂科学课，我们都设置相应的“知识能力、过程方法、情感态度价值观、人与自然和社会的关系”等目标，并努力通过探究活动去达成。开展任务驱动下的自主探究活动，其前提便是教师进行任务驱动。因此，教师布置的每一项任务都应建立在目标落实的基础上，这样才能让学生在自主探究过程中保持正确方向。每项任务可以简单概括为“利用怎样的研究材料，通过怎样的探究路线，解决怎样的科学问题”。为使探究活动能在教师的任务驱动下有效开展，我在实际教学中，着手从“问题的设计、材料的设计和探究路线的设计”三方面作为抓手，努力使驱动的任务处处关注目标的落实。
1.问题的设计——提问要引起学生的思维冲突且有明确的目标指向
学生内在的学习兴趣被激发之后，能够保证学生有足够的兴趣进行探究活动，但我们对学生学习的要求不能仅停留在“兴趣激发”这一层面上，我们还应设法让学生对探究活动或事物引起足够的思考。这就需要我们在课堂上能有效提问，引起学生的思维冲突，从而引发学生对问题本身的思考。
在执教“滑动和滚动”内容时，全课以改装一只装满重物的工具箱为主线，学生通过研究已经知道了相同物体的滚动摩擦力要远小于滑动摩擦力，因此学生提出，在工具箱底下安装滑轮，从而改变工具箱的运动方式以达到轻松转移的目的。在这一基础上，我设计问题“滑轮的安装已经让工具箱的移动变得更轻松，但滑轮与轴之间依然是滑动的运动状态，我们能不能对这一装置作出更好的改进呢？”这一问题的抛出，马上将学生的思维引向了对滑轮的思考，从而为接下来“滚珠轴承”的研究铺设了路径。学生对“滚珠轴承”的观察与模拟实验，是建立在自发的研究需求之上的，并非教师的刻意布置。
2.材料的设计——材料的设计要以能说明问题为基点，简单易上手为最佳
一套好的材料往往能成就一堂好的科学课。我比较关注材料对探究活动的影响，提供给学生研究的材料要既说明问题又简单易上手。
在探究“滚珠轴承”这一活动时，我用“大小瓶盖作轴和轮”，用铅笔固定作为转动把手，巧妙地解决了问题。模拟材料简单形象并能说明问题，为学生模拟转动滚珠轴承探究活动的开展提供了便利。
3.探究路线的设计 ——应根据学生的需求适时采用轮型或线型结构
（1）轮型结构设计
教学目标好比是轮中间的轴心，轮上的各点好比是学生要开展的各个探究活动，而且每个探究活动的目标都是指向中间的轴心。
在探究“马铃薯在液体中的沉浮”这一活动中，当学生无法确定杯中液体是不是盐水时，他们会提出“自己调一杯盐水，如果能让马铃薯浮起来，就可以推测这杯液体有可能是盐水”，但也有同学提出“如果是盐水，可以用蒸发液体的方法来验证”。因此，这里有两条不同的线路摆在学生面前，课堂就应该根据学生的内在需求进行，提供相应的材料开展活动。这样才更符合学生的学习需求，有助于学生思维的连贯性。
（2）线型结构设计
这样的课堂结构设计，往往具有明显的层次性，属于递进关系，开展这样的探究活动，教师应考虑学生的内在学习需求，进行有效的任务驱动。如蚂蚁的研究一课：
师：谁来说说你对蚂蚁的认识？（学生前概念中的蚂蚁）
师：我们来画一只蚂蚁。（探测前概念，引起思维冲突）
师：同学们画的蚂蚁是不是跟我们带来的蚂蚁一样呢？（引发学生对蚂蚁进行观察）
师：蚂蚁很小，很难观察，怎么办？（遇到困难，思考如何观察）
师：如何仔细、清楚地观察蚂蚁？（讨论观察方法）
师：蚂蚁的身体是怎样的？分成几个部分？每部分都长着什么？（任务驱动，保证探究的有效性）
师：对于蚂蚁，我们还想了解什么？（丰富概念，提升思维）
科学探究活动需要教师为学生搭建一个又一个的脚手架，帮助学生开展探究活动，直至攀上顶峰。教师设计的一个个科学探究活动好比是手中的一颗颗珍珠，我们需要一根线将它们串起来，从而形成漂亮的项链。所谓“条条大道通罗马”，目的是一样的，但我们可以设计多种路线到达。对于学生开展的探究活动，我们同样可以设计多样化的学习路线帮助他们达成目标。
教学要关注学生内在学习需求
教学过程一般分为“导入—探究—总结”三个部分，虽然核心部分是“探究”环节，但不能忽视其他两个环节对学生内在学习需求的激发。因为学生对于科学的学习热情，首先是建立在兴趣之上的，如果能在课堂的起始阶段就吸引住学生，让学生产生浓厚的学习兴趣;在课堂上做足探究环节，在课后组织有效的后续研究活动，那么学生对于科学学习的兴趣将是持续的、连贯的。我尝试从以下四个方面进行教学：
1.了解前概念，开展针对性活動——利用课前3分钟，了解学生认知前概念，做到心中有数
开展任务驱动下的自主探究活动，要先了解学生对事物的认知前概念，再从学生的认知高度作为起点设计并开展活动。这样的活动，才是符合学生探究需要的，所谓“跳一跳摘到桃子”说的就是这个道理。
在执教“空气”内容前，我就抛出问题“对于空气，你了解它的哪些方面？”学生在回答中充分暴露了自己对“空气”这一概念的认识，他们认为空气具有“摸不着、看不见、无色、无味、能流动”等特点，为接下来“空气和水的比较”活动提供了依据，还为“怎样证明空气的存在”这一探究活动的开展提供了依据。因为学生前概念里认为空气是看不见的事物，那么，设计实验证明空气的存在就足够引起学生的内在学习需求了，学生也能在这样的探究活动中拨动思维的琴弦，更自然地进行探究活动。 2.兴趣导入，让“导入”成为吸引学生的法宝——为每堂课设计一个3分钟的导入环节，最好是游戏类活动
兴趣是学习的第一动力，学生因为有了学习兴趣，就能在接下去的探究活动中表现出持续的探究动力，为保证探究活动高效开展奠定基础。
在执教“磁铁的磁性”内容时，我事先在外套内层缝了回形针，在乒乓球内安装了强力磁铁，使看似平常的乒乓球能轻松自如地停留在我衣服的任意位置，从而大大激发了学生研究磁铁的兴趣，使他们在后续探究活动的开展中有了源源不断的动力。
在执教“我们周围的空气”内容时，我把一根普通的吸管轻松地扎入生马铃薯内，并告诉学生，老师只是利用了空气的一点点知识，使学生在接下来的学习中始终保持高涨的情绪。
3.搭建支架，开展自主探究——仔细阅读并分析书上的每幅插图、每段提示语
当学生内在的学习兴趣被激发之后，接下来就是课堂的主体部分，也是教师最关注的环节。每堂科学课一般都会安排学生经历1—2个探究活动，每个探究活动之间具有严谨的关联性。教师要让学生经历一个思维连续的探究过程，可以由教材中的文字、图片、实验提示为学生设置路线，搭建一个个支架，为学生探究引领方向。
关于“空气”的内容，教材有两幅图片：一幅是装满空气的塑料袋浸入水里后冒出气泡的图片，既能说明空气的存在，又能说明空气比水轻;另一幅是塑料袋在空气中摆动的图片，既能说明空气的存在，又能说明空气能流动的特点。因此，在让学生开展“证明空气的存在”的探究活动中，教师可以把这两幅图片作为一个支架，把“空气能流动”“空气比水轻”这两个知识点穿插其中，这样才能使学生的自主探究更顺畅。
4.后续拓展，让探究一直持续——科学课需要给学生布置家庭作业
科学课上有不少后续研究的内容，这些后续探究活动可以作为家庭作业布置给学生，让他们课后继续探究。
比如观察种子萌发的实验，学生在课后观察到了“幼苗开始生长时，它的子叶慢慢开始萎缩并最终脱落”，这远比教师讲给他们听要印象深刻得多。
执教“做框架”相关内容后，我发现学生对于框架的知识掌握不错，但对框架能大大减轻建筑物重量却依然能保持很好的承重力的认识不足，为此我提出用18根竹签、2米长线作为材料，开展一次“承重力大比赛”，专门利用一节课的时间开展此项活动。事实证明，在这样的任务驱动下，因为符合学生的内在学习需求，小组合作开展得非常成功。当高度到达近2米，重量达到40千克的重物压在学生制作的框架上仍然岿然不动时，他们发出了啧啧的惊叹声，科学学习的热情也在这一刻被点燃。
教学要重视学生自主探究
有了教师的任务驱动，又能充分考虑学生的内在学习需求，大体就能保证学生有效开展探究活动。为充分保证探究活动的高效，我进行了以下尝试：
1.留给学生更长时间自主探究——做足长时探究，先从时间上给予保障
长时探究不是以时间的长短作为探究活动的衡量标准，而是注意学生探究兴趣的持久性和探究活动的连续性。因此，长时探究不必将探究活动贯穿在整节课中，而是根据教学目标的需要展开;长时探究不仅可以在课内进行，还可以延续到课外，为学生科学素养的进一步提高提供帮助。
要让学生经历一次有效果的探究活动，首先应该保证学生能有较长时间的自主探究时间。如在执教“金属能热胀冷缩吗”相关内容时，教师演示铜球能热胀冷缩的实验后，提出问题：黑板上写的这些材料，它们也具有这个性质吗？我们通过怎样的方式来研究呢？之后，师生用了6分钟讨论研究方法，在学生实验操作时，教师则安排了15分钟之久。
2.引导学生更深程度地自主探究——教师要认真对待课堂上出现的“另類”的实验数据
科学探究活动常常涉及数据的搜集与分析，学生由于操作过程中的疏忽，总会出现一些“另类”的数据或提出一些意外的问题。对于这样的情况，我认为，这恰巧能引起他们的思维冲突。当学生在研究中出现这样的情况时，教师应指导学生分析这些数据是在怎样的情况下得到的（实验环境差异对数据的影响），分析这些数据是在怎样的原始数据基础上得到的（数据的偶然性），指导学生思考实验过程是否准确（加强实验过程的严谨性）。当学生深入思考时，这些数据不但成了结论的强有力支撑，而且潜移默化地促进了学生实证意识的养成。
驱动的任务要关注目标的落实
每堂科学课，我们都设置相应的“知识能力、过程方法、情感态度价值观、人与自然和社会的关系”等目标，并努力通过探究活动去达成。开展任务驱动下的自主探究活动，其前提便是教师进行任务驱动。因此，教师布置的每一项任务都应建立在目标落实的基础上，这样才能让学生在自主探究过程中保持正确方向。每项任务可以简单概括为“利用怎样的研究材料，通过怎样的探究路线，解决怎样的科学问题”。为使探究活动能在教师的任务驱动下有效开展，我在实际教学中，着手从“问题的设计、材料的设计和探究路线的设计”三方面作为抓手，努力使驱动的任务处处关注目标的落实。
1.问题的设计——提问要引起学生的思维冲突且有明确的目标指向
学生内在的学习兴趣被激发之后，能够保证学生有足够的兴趣进行探究活动，但我们对学生学习的要求不能仅停留在“兴趣激发”这一层面上，我们还应设法让学生对探究活动或事物引起足够的思考。这就需要我们在课堂上能有效提问，引起学生的思维冲突，从而引发学生对问题本身的思考。
在执教“滑动和滚动”内容时，全课以改装一只装满重物的工具箱为主线，学生通过研究已经知道了相同物体的滚动摩擦力要远小于滑动摩擦力，因此学生提出，在工具箱底下安装滑轮，从而改变工具箱的运动方式以达到轻松转移的目的。在这一基础上，我设计问题“滑轮的安装已经让工具箱的移动变得更轻松，但滑轮与轴之间依然是滑动的运动状态，我们能不能对这一装置作出更好的改进呢？”这一问题的抛出，马上将学生的思维引向了对滑轮的思考，从而为接下来“滚珠轴承”的研究铺设了路径。学生对“滚珠轴承”的观察与模拟实验，是建立在自发的研究需求之上的，并非教师的刻意布置。
2.材料的设计——材料的设计要以能说明问题为基点，简单易上手为最佳
一套好的材料往往能成就一堂好的科学课。我比较关注材料对探究活动的影响，提供给学生研究的材料要既说明问题又简单易上手。
在探究“滚珠轴承”这一活动时，我用“大小瓶盖作轴和轮”，用铅笔固定作为转动把手，巧妙地解决了问题。模拟材料简单形象并能说明问题，为学生模拟转动滚珠轴承探究活动的开展提供了便利。
3.探究路线的设计 ——应根据学生的需求适时采用轮型或线型结构
（1）轮型结构设计
教学目标好比是轮中间的轴心，轮上的各点好比是学生要开展的各个探究活动，而且每个探究活动的目标都是指向中间的轴心。
在探究“马铃薯在液体中的沉浮”这一活动中，当学生无法确定杯中液体是不是盐水时，他们会提出“自己调一杯盐水，如果能让马铃薯浮起来，就可以推测这杯液体有可能是盐水”，但也有同学提出“如果是盐水，可以用蒸发液体的方法来验证”。因此，这里有两条不同的线路摆在学生面前，课堂就应该根据学生的内在需求进行，提供相应的材料开展活动。这样才更符合学生的学习需求，有助于学生思维的连贯性。
（2）线型结构设计
这样的课堂结构设计，往往具有明显的层次性，属于递进关系，开展这样的探究活动，教师应考虑学生的内在学习需求，进行有效的任务驱动。如蚂蚁的研究一课：
师：谁来说说你对蚂蚁的认识？（学生前概念中的蚂蚁）
师：我们来画一只蚂蚁。（探测前概念，引起思维冲突）
师：同学们画的蚂蚁是不是跟我们带来的蚂蚁一样呢？（引发学生对蚂蚁进行观察）
师：蚂蚁很小，很难观察，怎么办？（遇到困难，思考如何观察）
师：如何仔细、清楚地观察蚂蚁？（讨论观察方法）
师：蚂蚁的身体是怎样的？分成几个部分？每部分都长着什么？（任务驱动，保证探究的有效性）
师：对于蚂蚁，我们还想了解什么？（丰富概念，提升思维）
科学探究活动需要教师为学生搭建一个又一个的脚手架，帮助学生开展探究活动，直至攀上顶峰。教师设计的一个个科学探究活动好比是手中的一颗颗珍珠，我们需要一根线将它们串起来，从而形成漂亮的项链。所谓“条条大道通罗马”，目的是一样的，但我们可以设计多种路线到达。对于学生开展的探究活动，我们同样可以设计多样化的学习路线帮助他们达成目标。
教学要关注学生内在学习需求
教学过程一般分为“导入—探究—总结”三个部分，虽然核心部分是“探究”环节，但不能忽视其他两个环节对学生内在学习需求的激发。因为学生对于科学的学习热情，首先是建立在兴趣之上的，如果能在课堂的起始阶段就吸引住学生，让学生产生浓厚的学习兴趣;在课堂上做足探究环节，在课后组织有效的后续研究活动，那么学生对于科学学习的兴趣将是持续的、连贯的。我尝试从以下四个方面进行教学：
1.了解前概念，开展针对性活動——利用课前3分钟，了解学生认知前概念，做到心中有数
开展任务驱动下的自主探究活动，要先了解学生对事物的认知前概念，再从学生的认知高度作为起点设计并开展活动。这样的活动，才是符合学生探究需要的，所谓“跳一跳摘到桃子”说的就是这个道理。
在执教“空气”内容前，我就抛出问题“对于空气，你了解它的哪些方面？”学生在回答中充分暴露了自己对“空气”这一概念的认识，他们认为空气具有“摸不着、看不见、无色、无味、能流动”等特点，为接下来“空气和水的比较”活动提供了依据，还为“怎样证明空气的存在”这一探究活动的开展提供了依据。因为学生前概念里认为空气是看不见的事物，那么，设计实验证明空气的存在就足够引起学生的内在学习需求了，学生也能在这样的探究活动中拨动思维的琴弦，更自然地进行探究活动。 2.兴趣导入，让“导入”成为吸引学生的法宝——为每堂课设计一个3分钟的导入环节，最好是游戏类活动
兴趣是学习的第一动力，学生因为有了学习兴趣，就能在接下去的探究活动中表现出持续的探究动力，为保证探究活动高效开展奠定基础。
在执教“磁铁的磁性”内容时，我事先在外套内层缝了回形针，在乒乓球内安装了强力磁铁，使看似平常的乒乓球能轻松自如地停留在我衣服的任意位置，从而大大激发了学生研究磁铁的兴趣，使他们在后续探究活动的开展中有了源源不断的动力。
在执教“我们周围的空气”内容时，我把一根普通的吸管轻松地扎入生马铃薯内，并告诉学生，老师只是利用了空气的一点点知识，使学生在接下来的学习中始终保持高涨的情绪。
3.搭建支架，开展自主探究——仔细阅读并分析书上的每幅插图、每段提示语
当学生内在的学习兴趣被激发之后，接下来就是课堂的主体部分，也是教师最关注的环节。每堂科学课一般都会安排学生经历1—2个探究活动，每个探究活动之间具有严谨的关联性。教师要让学生经历一个思维连续的探究过程，可以由教材中的文字、图片、实验提示为学生设置路线，搭建一个个支架，为学生探究引领方向。
关于“空气”的内容，教材有两幅图片：一幅是装满空气的塑料袋浸入水里后冒出气泡的图片，既能说明空气的存在，又能说明空气比水轻;另一幅是塑料袋在空气中摆动的图片，既能说明空气的存在，又能说明空气能流动的特点。因此，在让学生开展“证明空气的存在”的探究活动中，教师可以把这两幅图片作为一个支架，把“空气能流动”“空气比水轻”这两个知识点穿插其中，这样才能使学生的自主探究更顺畅。
4.后续拓展，让探究一直持续——科学课需要给学生布置家庭作业
科学课上有不少后续研究的内容，这些后续探究活动可以作为家庭作业布置给学生，让他们课后继续探究。
比如观察种子萌发的实验，学生在课后观察到了“幼苗开始生长时，它的子叶慢慢开始萎缩并最终脱落”，这远比教师讲给他们听要印象深刻得多。
执教“做框架”相关内容后，我发现学生对于框架的知识掌握不错，但对框架能大大减轻建筑物重量却依然能保持很好的承重力的认识不足，为此我提出用18根竹签、2米长线作为材料，开展一次“承重力大比赛”，专门利用一节课的时间开展此项活动。事实证明，在这样的任务驱动下，因为符合学生的内在学习需求，小组合作开展得非常成功。当高度到达近2米，重量达到40千克的重物压在学生制作的框架上仍然岿然不动时，他们发出了啧啧的惊叹声，科学学习的热情也在这一刻被点燃。
教学要重视学生自主探究
有了教师的任务驱动，又能充分考虑学生的内在学习需求，大体就能保证学生有效开展探究活动。为充分保证探究活动的高效，我进行了以下尝试：
1.留给学生更长时间自主探究——做足长时探究，先从时间上给予保障
长时探究不是以时间的长短作为探究活动的衡量标准，而是注意学生探究兴趣的持久性和探究活动的连续性。因此，长时探究不必将探究活动贯穿在整节课中，而是根据教学目标的需要展开;长时探究不仅可以在课内进行，还可以延续到课外，为学生科学素养的进一步提高提供帮助。
要让学生经历一次有效果的探究活动，首先应该保证学生能有较长时间的自主探究时间。如在执教“金属能热胀冷缩吗”相关内容时，教师演示铜球能热胀冷缩的实验后，提出问题：黑板上写的这些材料，它们也具有这个性质吗？我们通过怎样的方式来研究呢？之后，师生用了6分钟讨论研究方法，在学生实验操作时，教师则安排了15分钟之久。
2.引导学生更深程度地自主探究——教师要认真对待课堂上出现的“另類”的实验数据
科学探究活动常常涉及数据的搜集与分析，学生由于操作过程中的疏忽，总会出现一些“另类”的数据或提出一些意外的问题。对于这样的情况，我认为，这恰巧能引起他们的思维冲突。当学生在研究中出现这样的情况时，教师应指导学生分析这些数据是在怎样的情况下得到的（实验环境差异对数据的影响），分析这些数据是在怎样的原始数据基础上得到的（数据的偶然性），指导学生思考实验过程是否准确（加强实验过程的严谨性）。当学生深入思考时，这些数据不但成了结论的强有力支撑，而且潜移默化地促进了学生实证意识的养成。