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        《它們?nèi)ツ睦锪恕氛n思維型教學(xué)讓學(xué)生學(xué)會“像科學(xué)家一樣思考”

        2022-10-29 07:10:18崔深根北京北京市陳經(jīng)綸中學(xué)分校望京實(shí)驗(yàn)學(xué)校
        小學(xué)科學(xué) 2022年14期
        關(guān)鍵詞:概念科學(xué)情境

        ◇崔深根(北京:北京市陳經(jīng)綸中學(xué)分校望京實(shí)驗(yàn)學(xué)校)

        為推動“雙減”落地,小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)立足學(xué)情,敢于針對實(shí)際教學(xué)過程中存在的問題,對現(xiàn)行教學(xué)模式進(jìn)行改造與完善,精心建構(gòu)指向多元發(fā)展的梯度科學(xué)探究實(shí)踐活動。

        “雙減”背景下的小學(xué)科學(xué)教育應(yīng)回歸教育本質(zhì):以幫助學(xué)生成長為核心,關(guān)注學(xué)科本質(zhì);以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為重心,實(shí)施“以思維為素養(yǎng)核心,在科學(xué)探究實(shí)踐中整合多維素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展”的教學(xué)模式,即思維型教學(xué)模式。這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)對學(xué)生個(gè)體的關(guān)注,是對教育教學(xué)方式方法的改進(jìn),是提質(zhì)增效的價(jià)值取向,有助于“雙減”在科學(xué)教育中落到實(shí)處。

        小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式的教學(xué)過程分為“聚焦問題、質(zhì)疑猜想—探究實(shí)踐、驗(yàn)證推測—反思提升、形成概念—聯(lián)系生活、應(yīng)用遷移”4 個(gè)環(huán)節(jié)。(見圖1)

        在教學(xué)過程中,學(xué)生將碎片化的學(xué)習(xí)活動融合在一起,使之成為具有延續(xù)性、系統(tǒng)性、進(jìn)階性的整體活動,保障學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)高效建構(gòu)知識間的概念關(guān)系,在綜合性學(xué)習(xí)中獲得更多發(fā)展,為學(xué)生多維成長賦能,使小學(xué)生在科學(xué)探究過程中學(xué)會“像科學(xué)家一樣思考”。

        圖1 小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式的教學(xué)過程框架圖

        一、在問題情境中質(zhì)疑

        教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,聚焦問題隱藏上位概念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī),暴露學(xué)生前概念和經(jīng)驗(yàn)。

        皮亞杰認(rèn)知發(fā)展的階段性理論認(rèn)為,構(gòu)建科學(xué)概念的過程就是學(xué)生的原有認(rèn)知與新概念間不斷發(fā)生沖突,通過學(xué)習(xí)不斷相互融合的過程。教師創(chuàng)設(shè)情境,師生聚焦探究的科學(xué)問題,研究的問題中要隱藏上位概念,研究的問題一定要與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān),從而引發(fā)學(xué)生的興趣,通過學(xué)生表述自己的觀點(diǎn)(或猜想)與理由(或依據(jù)),在學(xué)生的理由(或依據(jù))中暴露出學(xué)生已有的與探究問題相關(guān)的前概念(即原有認(rèn)知)。但是學(xué)生擁有的下位概念不能解釋該例子,從而引起學(xué)生認(rèn)知上的不平衡,使之和原有知識結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突,就能引起學(xué)生強(qiáng)烈的興趣和求知欲。當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生某種需要而沒有得到滿足時(shí),便能迅速激活其思維。

        教師在設(shè)置教學(xué)情境的內(nèi)容時(shí)需注意:低年級宜偏重科學(xué)探究的興趣,高年級則可偏重科學(xué)探究的內(nèi)容。

        教學(xué)情境的引入需注意:大多數(shù)教師只是“引”到了學(xué)生對于科學(xué)現(xiàn)象的觀點(diǎn)(或猜想)環(huán)節(jié),并沒有繼續(xù)追問學(xué)生得出這種觀點(diǎn)(或猜想)的理由(或依據(jù))。也就是說,情境引入環(huán)節(jié)只是到達(dá)了“引”的層次,并沒有達(dá)到“入”的深度,沒有將學(xué)生的原有認(rèn)知充分挖掘出來,只是一種流于表象的“情境引入”。

        那么,如何做到真正讓學(xué)生在情境引入中“入”進(jìn)去?這需要教師教會學(xué)生“既表達(dá)他的觀點(diǎn),又說出他的理由”的科學(xué)邏輯敘述方式,也就是要說“觀點(diǎn)+理由”的完整話語。隨后,我們要針對學(xué)生說出的理由(或依據(jù)),恰當(dāng)、及時(shí)地進(jìn)行精準(zhǔn)追問,深挖學(xué)生知識體系中與科學(xué)概念對應(yīng)的原有認(rèn)知。

        例如,教學(xué)教科版小學(xué)一年級科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n時(shí),我采用三匹小馬馱貨過河的情境進(jìn)行教學(xué)。小馬1 到達(dá)河對岸說自己馱的鹽袋變輕了,小馬2 到達(dá)河對岸說自己馱的紅糖袋也變輕了,馱著石子的小馬3 聽了它們的話,興奮地說:“我覺得我過河后我的貨物也會變輕?!?/p>

        師提出問題:三匹小馬誰說得對呢?

        通過生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生們得出自己的觀點(diǎn):“小馬1 是對的,小馬2 是對的,小馬3 是錯(cuò)的?!比欢@只是他們的觀點(diǎn)(或判斷),并不是學(xué)生對于溶解概念的原有認(rèn)知,這時(shí)就需要教師深度挖掘他們提出這個(gè)觀點(diǎn)的理由是什么。

        師:“你為什么覺得小馬1是對的?”

        “你為什么覺得小馬2是對的?”

        “你為什么覺得小馬3是不對的?”

        當(dāng)學(xué)生提出自己的理由后,教師一定要及時(shí)展開追問,“追”的是學(xué)生更深層的理由,實(shí)際上追問所得到的答案,就是學(xué)生對于“溶解”的前概念(原有認(rèn)知),同時(shí)這個(gè)過程也是學(xué)生運(yùn)用自己的前概念(原有認(rèn)知)對溶解概念進(jìn)行初步拆解的過程。通過追問得到的答案,更加貼近“溶解”的科學(xué)概念。(見圖2)

        圖2 《它們?nèi)ツ睦锪恕非榫骋朐O(shè)計(jì)框架圖

        這時(shí),教師需判斷出學(xué)生前概念(原有認(rèn)知)的起點(diǎn)在哪里,區(qū)分出學(xué)生原有認(rèn)知的特點(diǎn)。有的學(xué)生的已有認(rèn)知離科學(xué)概念很近,是屬于科學(xué)概念的內(nèi)涵中的,教師可以通過同化豐富這部分學(xué)生原有認(rèn)知的內(nèi)涵。有的學(xué)生的已有認(rèn)知距離科學(xué)概念很遠(yuǎn),并且有錯(cuò)誤,教師可以通過糾正這部分學(xué)生的原有認(rèn)知的外延,讓他們的認(rèn)知更加靠近科學(xué)概念?;诖?,教師可以確定選取哪些教學(xué)內(nèi)容,采用怎樣的教學(xué)策略,幫助學(xué)生將原有認(rèn)知達(dá)到本節(jié)課的階段終點(diǎn),即正確理解溶解的科學(xué)概念。

        基于上面充分的情境“引入”環(huán)節(jié),在第二環(huán)節(jié)中學(xué)生才能進(jìn)行真實(shí)的、有選擇的、有目的性的觀察,高效地進(jìn)行邏輯求證的探究實(shí)踐活動。

        二、在探究實(shí)踐中建構(gòu)

        教師提供學(xué)習(xí)材料,基于上面的預(yù)設(shè),有針對性地開展探究性科學(xué)實(shí)踐活動,讓學(xué)生自主建構(gòu)科學(xué)解釋。

        學(xué)生認(rèn)知水平相近,感知模式相似,通過合作交流,豐富感知經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)自主思維加工提供基礎(chǔ)。依據(jù)小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),低、中年級可以從具體的或?qū)W生熟悉的日常物品入手,利用韋恩圖等形象的手段引導(dǎo)學(xué)生尋找、發(fā)現(xiàn)共同點(diǎn);中、高年級學(xué)生已具備了某些下位概念,可引導(dǎo)他們直接從外部的、非本質(zhì)的特征向內(nèi)部的、本質(zhì)的特征深入,一步步抽象,達(dá)到概括。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式搜集證據(jù),對證據(jù)進(jìn)行感知、比較、歸納、概括,從而產(chǎn)生推測,形成科學(xué)解釋。

        例如,教學(xué)教科版小學(xué)一年級科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n時(shí),我為學(xué)生提供了三組實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)材料,經(jīng)過合理排序,便于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行有效的比較與歸納。(見圖3)

        圖3 《它們?nèi)ツ睦锪恕诽骄繉?shí)踐活動設(shè)計(jì)框架圖

        學(xué)生完成前兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后,對自己的依據(jù)進(jìn)行求證,將取得的證據(jù)通過歸納、概括等手段,自主求證(得到)溶解的科學(xué)解釋,對溶解的概念進(jìn)一步地進(jìn)行拆解,從而逐步構(gòu)建出溶解概念的知識體系。

        三、在反思交流中提升

        教師組織小組數(shù)據(jù)展示、匯報(bào)交流活動,引導(dǎo)學(xué)生反思自己的理由是否正確,分享自己的推測與科學(xué)解釋,并互相進(jìn)行評價(jià)。針對探究過程、結(jié)果和學(xué)生的科學(xué)解釋,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思。聽取不同的觀點(diǎn)并從中得到啟發(fā),進(jìn)而能從不同角度完善對概念的理解,發(fā)展自己的思維,形成準(zhǔn)確的科學(xué)概念。

        例如,教學(xué)教科版小學(xué)一年級科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n時(shí),學(xué)生在互評環(huán)節(jié)中首先對食鹽顆粒與紅糖顆粒由大變小的速度進(jìn)行進(jìn)一步的討論,從而完善“溶解”概念中“慢慢地”特點(diǎn)。

        在觀察到清水被紅糖染色現(xiàn)象后,有學(xué)生提出:紅糖顆粒溶解過程中,紅糖顆粒就像我們上操時(shí),先排隊(duì)在一起,然后隨著音樂均勻分散到各個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行做操。學(xué)生通過枚舉法,形象描述出“溶解”概念中“均勻分布”的特點(diǎn)。

        在不同的觀點(diǎn)與推理中,學(xué)生們逐漸完善自己認(rèn)知的“溶解”概念,更加理解與接近“溶解”的科學(xué)概念。

        在通過對小馬3 與小馬1、小馬2 所取得的不同證據(jù)的對比,學(xué)生認(rèn)識到“能被水溶解”“不能被水溶解”的區(qū)別之處,從而潛移默化地與生活中的物品相聯(lián)系,運(yùn)用這把“尺子”判斷哪種物體能被水溶解,哪種物體不能被水溶解。

        四、在新情境中遷移

        教師提供新情境,鼓勵(lì)應(yīng)用新概念,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)概念的遷移應(yīng)用。

        概念學(xué)習(xí)完成之后,教師精心選擇新的問題情境,使學(xué)生將新概念遷移到新情境中,不斷加深對概念的理解和應(yīng)用,做到融會貫通,發(fā)展高階思維。

        例如,學(xué)習(xí)教科版小學(xué)一年級科學(xué)《它們?nèi)ツ睦锪恕芬徽n后,為了發(fā)散學(xué)生思維,拓寬學(xué)生視野,達(dá)到學(xué)以致用、舉一反三的目標(biāo),我們設(shè)計(jì)了一個(gè)小環(huán)節(jié):生活中哪些物質(zhì)可以被水溶解?哪些物質(zhì)不可以被水溶解?進(jìn)行舉例說明。

        絕大多數(shù)學(xué)生都能提出“速溶咖啡能被水溶解”“橡皮不能被水溶解”等。其中一名學(xué)生認(rèn)為:“食用油不能被水溶解,因?yàn)橥械稳胧秤糜?,可以看到一滴滴的油花?!甭牭剿岢龅氖吕?,教室里沸騰了,學(xué)生紛紛發(fā)表自己的見解與判斷。我抓住了這個(gè)轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)會,為學(xué)生繼續(xù)創(chuàng)設(shè)“哪些液體可以被水溶解?”的科學(xué)情境,進(jìn)一步探究液體之間溶解的奧秘。

        小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式重視學(xué)生在概念學(xué)習(xí)進(jìn)程中上、下位概念的聯(lián)結(jié)及核心概念的深度建構(gòu),重視對學(xué)生前概念(原有認(rèn)知)的指導(dǎo)與挖掘,重視核心概念的遷移與應(yīng)用。

        小學(xué)科學(xué)思維型教學(xué)模式的教學(xué)過程,在有限時(shí)間內(nèi),關(guān)注教育的每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)細(xì)節(jié),幫助教師有效開展聚焦核心概念的教學(xué),充分調(diào)動學(xué)生的思維高速運(yùn)轉(zhuǎn),使學(xué)生在“邏輯求證”的教學(xué)過程中,不斷驗(yàn)證、完善、更改自己的原有認(rèn)知,形成正確的科學(xué)觀念,發(fā)展科學(xué)思維,運(yùn)用科學(xué)的方法提升小學(xué)科學(xué)課程教育效能,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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