孫仙偉

摘 要：科學(xué)課的發(fā)展方向應(yīng)走向研究，研究學(xué)生、研究學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)、研究學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)、研究科學(xué)探究活動(dòng)。但當(dāng)下小學(xué)科學(xué)課堂的探究活動(dòng)出現(xiàn)許多亂象，不利于學(xué)生真正進(jìn)行探究活動(dòng)。經(jīng)實(shí)踐研究，在信息化時(shí)代背景下，我們可以從學(xué)生視角出發(fā)，利用平板設(shè)備，搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以大數(shù)據(jù)為媒介，構(gòu)建讓學(xué)生親歷“問(wèn)題—猜想—實(shí)證—修正—新的實(shí)證—再修正—正確結(jié)論”的過(guò)程，從而引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)“真”探究。

關(guān)鍵詞：探究活動(dòng)；平板電腦；大數(shù)據(jù)；自主學(xué)習(xí)

當(dāng)下的小學(xué)科學(xué)課堂中，總會(huì)出現(xiàn)各種“假”探究活動(dòng)，例如，活動(dòng)看似熱熱鬧鬧，但學(xué)生并沒(méi)有明確探究活動(dòng)目的是什么；有的是學(xué)生想到各種各樣探究話(huà)題，但教師以時(shí)間、器材等為由，將學(xué)生原本感興趣的探究想法扼殺了；還有的整堂課探究?jī)?nèi)容多，學(xué)生蜻蜓點(diǎn)水式地接觸探究活動(dòng)。

以蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第三單元第5課《擺》這一課為例，許多課堂中，教師設(shè)計(jì)活動(dòng)讓學(xué)生觸及“擺的快慢與擺錘重量、擺角大小、擺線(xiàn)長(zhǎng)短有關(guān)”問(wèn)題的猜想時(shí)，學(xué)生會(huì)提供各種各樣的想法，但教師習(xí)慣采用的套路便是：“由于時(shí)間關(guān)系，今天，我們先一起來(lái)研究一下‘?dāng)[的快慢與擺線(xiàn)常規(guī)之間的關(guān)系，請(qǐng)各小組設(shè)計(jì)一下活動(dòng)方案，思考保持不變的條件是什么，什么條件需要改變?！睂W(xué)生便在教師的引導(dǎo)下和要求下，一起進(jìn)入所謂“擺的快慢與擺線(xiàn)長(zhǎng)短是否有關(guān)”的探究活動(dòng)中。

上述情況，學(xué)生或許對(duì)于知識(shí)性問(wèn)題“擺的快慢與擺線(xiàn)長(zhǎng)短有關(guān)”能記清楚，但是，在知識(shí)的建構(gòu)上稱(chēng)不上自主，同時(shí)嚴(yán)重違背了小學(xué)科學(xué)課程設(shè)置的初衷。學(xué)生雖然親身經(jīng)歷動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，但沒(méi)有真正意義上的動(dòng)腦，更不用談了解科學(xué)探究的具體方法和技能了。如此做法，學(xué)生始終在“探究”門(mén)外徘徊，未能觸及探究活動(dòng)的真諦。針對(duì)這樣的情況，如何讓學(xué)生真正走進(jìn)探究活動(dòng)，真正親歷探究活動(dòng)？在活動(dòng)中除了自主建構(gòu)知識(shí)，其他各方面的科學(xué)素養(yǎng)也能得到提升是值得思考與研究的。

著名兒童心理學(xué)家皮亞杰將兒童認(rèn)知發(fā)展分為四個(gè)基本階段，而小學(xué)階段從二年級(jí)開(kāi)始學(xué)生基本正處于具體運(yùn)算階段，這個(gè)階段的兒童認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已經(jīng)具有了抽象概念，能從多維對(duì)事物歸類(lèi)，具有了思維的可遞性和去自我中心（loss of egocentrism），因而能夠進(jìn)行具體邏輯推理[1]?；谡J(rèn)知理論，在教學(xué)設(shè)計(jì)中，目標(biāo)的定位應(yīng)該從學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā)，不能拔高，但也不能拉低。同時(shí)，還應(yīng)注意避免出現(xiàn)“重知識(shí)，輕方法”的現(xiàn)象。經(jīng)實(shí)踐研究，在信息化時(shí)代背景下，我們從學(xué)生視角出發(fā)，利用平板設(shè)備，搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以大數(shù)據(jù)為媒介，構(gòu)建讓學(xué)生親歷“問(wèn)題—猜想—實(shí)證—修正—新的實(shí)證—再修正—正確結(jié)論”的過(guò)程，從而引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)“真”探究。筆者以蘇教版《擺》這課為例，談?wù)劸唧w做法。

一、通過(guò)觀(guān)察數(shù)據(jù)，聚焦問(wèn)題

問(wèn)題是學(xué)生思維開(kāi)始的觸發(fā)器，針對(duì)教材提煉核心問(wèn)題顯得尤為重要，因此，課前做好研讀課標(biāo)與教材必不可少，正如連云港師專(zhuān)一附小教育集團(tuán)張曉靜老師在《小學(xué)科學(xué)有效性課堂教學(xué)的建構(gòu)》一文中提到：“課前教師認(rèn)真研讀教材，仔細(xì)琢磨，認(rèn)真推敲，才能駕馭課堂，才能更好地組織課堂教學(xué)，讓學(xué)生更有序地經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)的過(guò)程?！?[2]

在課的伊始，教師利用平板匯總第一課時(shí)中收集的第一種狀態(tài)（明確擺錘重量、擺角大小、擺線(xiàn)長(zhǎng)短等信息）下的各個(gè)小組的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生觀(guān)察。學(xué)生在觀(guān)察過(guò)程中產(chǎn)生了疑惑，如“為什么各個(gè)小組數(shù)據(jù)不一樣？”“為什么同樣的時(shí)間，有的快，有的慢？”“什么條件影響了擺的擺動(dòng)快慢？”“擺擺動(dòng)的快慢跟什么（擺線(xiàn)、擺錘、擺角）有關(guān)系？”隨著學(xué)生問(wèn)題的深入，教師引導(dǎo)學(xué)生將思考聚焦到了“擺擺動(dòng)的快慢與什么條件有關(guān)系？”

各小組平板中的數(shù)據(jù)在教師這端進(jìn)行匯總并直觀(guān)呈現(xiàn)，由于數(shù)據(jù)源自學(xué)生，問(wèn)題同樣源自學(xué)生，學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的研究興趣，大大激發(fā)了探究的欲望和樂(lè)趣。緊接著，教師讓學(xué)生先獨(dú)立思考，而后在小組內(nèi)交流。學(xué)生只有善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題，才能夠在此基礎(chǔ)上思考和尋找解決問(wèn)題的方法。因此，教師在教學(xué)中要經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑問(wèn)難、大膽提出問(wèn)題[3]。

二、明確活動(dòng)任務(wù)，自主探究

本環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生組內(nèi)自主設(shè)計(jì)驗(yàn)證小組假設(shè)的方案。在此，教師強(qiáng)調(diào)各個(gè)小組要注意“再精心設(shè)計(jì)兩種不同狀態(tài)的擺，比較這三種不同狀態(tài)擺的擺動(dòng)數(shù)據(jù)”，目的在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用對(duì)比觀(guān)察法。但在學(xué)生還未操作前，完全可以預(yù)見(jiàn)學(xué)生本輪實(shí)驗(yàn)中選擇兩種不同狀態(tài)的擺，可能會(huì)將各個(gè)條件都進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于學(xué)生可能出現(xiàn)的問(wèn)題，教師不予以否認(rèn)，也不給予評(píng)價(jià)，而是讓學(xué)生自主研究。這樣操作，旨在讓學(xué)生先學(xué)會(huì)調(diào)用已有經(jīng)驗(yàn)，在小組內(nèi)協(xié)同的情況下展開(kāi)研究，允許學(xué)生出錯(cuò)，但要求每位學(xué)生都參與到研究中。

在各組收集完組內(nèi)的三種數(shù)據(jù)后，要求學(xué)生及時(shí)將組內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。緊接著，讓學(xué)生觀(guān)察本組三種不同狀態(tài)的擺的相關(guān)數(shù)據(jù)，獨(dú)立思考，并在此基礎(chǔ)上嘗試得出結(jié)論。要求學(xué)生在組內(nèi)交流自己的結(jié)論，在說(shuō)出自己的結(jié)論的同時(shí)，需將得出結(jié)論的依據(jù)說(shuō)清楚，讓組內(nèi)的伙伴聽(tīng)懂，依次發(fā)言。組內(nèi)其他伙伴在聽(tīng)完伙伴發(fā)言后，可以在同伴發(fā)言基礎(chǔ)上反思自己，在反思的過(guò)程中促進(jìn)同伴之間的相互學(xué)習(xí)。小組內(nèi)每位伙伴經(jīng)歷了這樣的思考和交流過(guò)程后，達(dá)成一致的意見(jiàn)，在后續(xù)的互動(dòng)交流中派代表進(jìn)行發(fā)言。每個(gè)學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中都扮演著重要的角色，可以自由地發(fā)表自己的見(jiàn)解和與他人進(jìn)行討論，全身心地投入解決問(wèn)題和探究的活動(dòng)中去[4]。

學(xué)生在經(jīng)歷上述組內(nèi)自主探究、組內(nèi)思考和互動(dòng)交流的過(guò)程中，慢慢掌握研究的方法：學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，討論交流有理有據(jù)，學(xué)會(huì)求證。

三、提供組間交流，自主建構(gòu)

本環(huán)節(jié)為學(xué)生搭建了組間思維碰撞的平臺(tái)，當(dāng)各個(gè)小組記錄員將本組數(shù)據(jù)在平板錄入并保存后，教師電腦上將可以隨時(shí)調(diào)用各個(gè)小組的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀(guān)察與分析。例如第一小組發(fā)言，教師調(diào)用第一小組的三種不同狀態(tài)的擺的數(shù)據(jù)，讓其他小組能一目了然。接著另一個(gè)小組展示時(shí)，教師可以利用表格中的篩選工具，將匯報(bào)小組的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用，同時(shí)保留上一個(gè)匯報(bào)小組的數(shù)據(jù)，教師根據(jù)學(xué)生的匯報(bào)，及時(shí)將各個(gè)組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變的條件情況，通過(guò)添加背景色的方式進(jìn)行標(biāo)注。如此一來(lái)，有助于各個(gè)小組之間數(shù)據(jù)的對(duì)比和觀(guān)察。

各組匯報(bào)過(guò)程中，教師不對(duì)各組的結(jié)論和數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但要求各組匯報(bào)員把本組的結(jié)論和得出結(jié)論的依據(jù)講清楚。教師不對(duì)各組結(jié)論和數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，一方面尊重學(xué)生的研究成果，另一方面希望后續(xù)學(xué)生在觀(guān)察中自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行自我糾錯(cuò)。讓學(xué)生在介紹結(jié)論的同時(shí)把得出結(jié)論的依據(jù)也說(shuō)清楚，主要是向?qū)W生傳遞一種理念：各種結(jié)論的得出需要求證，需要有理有據(jù)，也就是培養(yǎng)學(xué)生的求證意識(shí)。

當(dāng)各組匯報(bào)結(jié)束后，教師向所有學(xué)生拋出了引發(fā)思維沖突的問(wèn)題：“仔細(xì)觀(guān)察這幾個(gè)小組的匯報(bào)結(jié)果，請(qǐng)問(wèn)你們覺(jué)得哪個(gè)小組得出結(jié)論的過(guò)程更為科學(xué)、合理，為什么？”該問(wèn)題的拋出起到了“一石激起千層浪”的效果。學(xué)生原來(lái)更多關(guān)注的是自己小組的數(shù)據(jù)，當(dāng)需要在各組間對(duì)比優(yōu)劣時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生在關(guān)注個(gè)體的同時(shí)關(guān)注整體，在整體觀(guān)察的情況下，進(jìn)行有效對(duì)比，從而訓(xùn)練學(xué)生對(duì)比觀(guān)察的能力和數(shù)據(jù)分析能力。

在互動(dòng)交流中，學(xué)生逐漸理清了各組間收集數(shù)據(jù)的方法：一種是 “只改變一個(gè)條件”的方法，另一種是“改變兩個(gè)或兩個(gè)以上條件”的方法。在兩種方法中對(duì)比優(yōu)劣時(shí)，學(xué)生逐漸意識(shí)到：如果數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，同時(shí)改變兩個(gè)或兩個(gè)以上條件，究竟哪個(gè)條件引起最終結(jié)果改變，無(wú)法判斷。因此，在數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，采用“只改變一個(gè)條件”的方法較為合理和科學(xué)。學(xué)生在此環(huán)節(jié)互動(dòng)中，思維碰撞較為激烈，一方面需要堅(jiān)持自己的觀(guān)點(diǎn)，盡量讓自己站住腳跟，另一方面要經(jīng)得起別人的質(zhì)疑。慢慢的，有的小組發(fā)現(xiàn)了自己存在的錯(cuò)誤，這對(duì)學(xué)生而言，是一種突破，學(xué)生需要自我糾錯(cuò)的勇氣和意識(shí)，同時(shí)要有歸納總結(jié)的能力。在互動(dòng)交流中，學(xué)生意識(shí)到科學(xué)收集數(shù)據(jù)要采用“控制變量”法，“控制變量”操作慢慢自主建構(gòu)起來(lái)。

四、引導(dǎo)自我修正，揭秘新知

學(xué)生在自我糾錯(cuò)中明白收集數(shù)據(jù)要用科學(xué)的方法，并自主建構(gòu)起正確操作過(guò)程，這對(duì)于探究式教學(xué)模式而言是成功的做法。當(dāng)然，在此過(guò)程中，平板電腦的快捷、實(shí)用發(fā)揮了重要的輔助作用，為探究活動(dòng)有效開(kāi)展提供了重要的參考和借鑒意義。

本環(huán)節(jié)中，教師讓學(xué)生根據(jù)自己梳理的“控制變量”方法進(jìn)行二次探究，學(xué)生顯得得心應(yīng)手，操作速度也提升了。當(dāng)各組數(shù)據(jù)保存后，教師將學(xué)生的結(jié)論和數(shù)據(jù)再次呈現(xiàn)，揭開(kāi)了影響擺擺動(dòng)快慢的條件——擺線(xiàn)長(zhǎng)短。此時(shí)的意義不僅僅是揭開(kāi)新知的秘密，借助平板收集數(shù)據(jù)，教師將各組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)后，各組的結(jié)論和原來(lái)自己小組的假設(shè)進(jìn)行了強(qiáng)烈對(duì)比。學(xué)生此時(shí)發(fā)現(xiàn)，有的小組原來(lái)的假設(shè)是錯(cuò)誤的，有的小組原來(lái)的假設(shè)是正確的。讓學(xué)生真正意義上意識(shí)到：假設(shè)（猜想）不一定正確，科學(xué)結(jié)論的得出需要建立在科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上。

五、引發(fā)學(xué)以致用，拓展延伸

本環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生將課堂習(xí)得的方法進(jìn)行拓展運(yùn)用，學(xué)以致用。

其實(shí)，優(yōu)秀的小組在接受任務(wù)后，在觀(guān)察其他組的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，會(huì)發(fā)現(xiàn)10秒鐘擺動(dòng)10次的擺，其擺線(xiàn)在22厘米左右，因此，有的小組迅速依據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生有這樣的思考，說(shuō)明學(xué)生開(kāi)始學(xué)會(huì)觀(guān)察，并調(diào)用自己觀(guān)察后留下的印象跟自己的任務(wù)進(jìn)行了串聯(lián)，同時(shí)開(kāi)始懂得了運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)和信息進(jìn)行推理。這得益于大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的效應(yīng)，以往各組數(shù)據(jù)采用紙質(zhì)方式，更多停留在本組數(shù)據(jù)的觀(guān)察分析，無(wú)法與大數(shù)據(jù)平臺(tái)比擬。

章鼎兒老師在《關(guān)于科學(xué)探究活動(dòng)與課堂教學(xué)改革》一文曾經(jīng)提到：科學(xué)課的發(fā)展方向應(yīng)走向研究，研究學(xué)生、研究學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)、研究學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)、研究科學(xué)探究活動(dòng)。教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該是設(shè)計(jì)一個(gè)向著科學(xué)探究活動(dòng)方向走的小學(xué)生的觀(guān)察實(shí)踐活動(dòng)，同時(shí)具有探究意義的設(shè)計(jì)應(yīng)該是一個(gè)有意義的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，是一個(gè)猜想—實(shí)證—修正—新的實(shí)證—再修正的過(guò)程。

在科學(xué)探究課教學(xué)中通過(guò)利用平板設(shè)備，記錄和保存數(shù)據(jù)，教師端可以隨時(shí)呈現(xiàn)各組數(shù)據(jù)，學(xué)生在觀(guān)察本組數(shù)據(jù)的同時(shí)，還可以關(guān)注其他組的數(shù)據(jù)，如此一來(lái)，有助于學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的提升。通過(guò)借助平板輔助科學(xué)探究，搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)，讓學(xué)生在自主觀(guān)察中提出問(wèn)題，在數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，自我糾錯(cuò)，再實(shí)踐再研究，從而自主建構(gòu)知識(shí)，引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)科學(xué)課堂“真”探究，不失為一種有效策略。

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