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        以問題為導(dǎo)向發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

        2023-06-20 02:55:38謝婷婷
        小學(xué)科學(xué) 2023年14期
        關(guān)鍵詞:問題導(dǎo)向科學(xué)思維小學(xué)科學(xué)

        謝婷婷

        〔摘? ? 要〕? 在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。為了提升學(xué)生的思維品質(zhì),使學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)落地,本文以《用沉的材料造船》一課為例,探討以問題為導(dǎo)向,通過在教學(xué)實踐中創(chuàng)設(shè)有思維含量的問題,不斷關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展,以培養(yǎng)學(xué)生思維的主動性,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

        〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué);問題導(dǎo)向;科學(xué)思維

        〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? (2023)? 14-0010-03

        2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》第一次明確地把科學(xué)思維作為核心素養(yǎng)之一,科學(xué)思維是四個核心素養(yǎng)的核心??茖W(xué)課并不是單純地做實驗,而是重在有思維含量的有效探究。學(xué)生思維的發(fā)展是課堂的靈魂,那么如何在探究中激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維呢?作為科學(xué)教師,我們應(yīng)該基于教學(xué)目標和教學(xué)內(nèi)容,精心創(chuàng)設(shè)問題,用問題牽引學(xué)生的思維,并留給學(xué)生充足的時間,通過獨立思考或者小組合作的方式探索解疑。當學(xué)生產(chǎn)生自己的想法后,就會有表達和展示的欲望,此時教師就是課堂的引導(dǎo)者,通過多樣化的方式促進學(xué)生相互交流,形成思維碰撞。

        《用沉的材料造船》是教科版五年級下冊第二單元“船的研究”中的第3課,原計劃借著項目式學(xué)習(xí)的熱潮,把整個單元做成一個大項目,把每課做成一個微項目。然而,用工程流程開展這一課的教學(xué)時,發(fā)現(xiàn)整個課堂容量太大,學(xué)生的思維也沒有實質(zhì)性發(fā)展,故將這一課重新定位??v觀整個單元,第1課是了解船的歷史,第3~5課學(xué)習(xí)與船相關(guān)的科學(xué)知識,直至第6~7課才是完成造船項目。因此,我將《用沉的材料造船》這一課定位在探究,讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)知識,發(fā)展科學(xué)思維。本文以這一課的教學(xué)實踐為例,以精心設(shè)計的問題為導(dǎo)向,在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)有層次地呈現(xiàn),旨在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,提高思維的主動性,構(gòu)建具有深度的課堂。

        一、聚焦時引入問題,思維開道

        基于上節(jié)課用浮的材料造船以及生活經(jīng)驗,學(xué)生對浮力有了初步的感知。課前學(xué)生把泡沫板壓入水中,感受水對泡沫板有一個向上托的力,這個力就是“浮力”,為課堂上浮力概念的繼續(xù)建構(gòu)做了鋪墊。聚焦時開門見山,進入課堂,通過追問的方式,從“能否造”到“怎么造”這一連串的問題,引發(fā)學(xué)生思考,造船前的設(shè)計也有了方向。

        問題1:用浮的材料能造船,那用沉的材料能造船嗎?

        問題2:鐵是沉的材料,能用來造船,那石頭能用來造船嗎?

        問題3:鋁箔紙和橡皮泥能用來造船嗎?

        問題4:你們準備怎么用鋁箔紙和橡皮泥造船?

        問題5:能看懂造船日志嗎?有什么不明白的地方?

        教學(xué)片段:

        “用浮的材料能造船,那用沉的材料能造船嗎?”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗,舉例鐵船是用鐵造的,而鐵就是沉的材料。教師追問:石頭能用來造船嗎?思考片刻,學(xué)生有了自己的判斷——不能,因為石頭太堅硬了。教師出示橡皮泥和鋁箔紙:它們在水中是怎樣的?通過演示實驗,學(xué)生觀察到它們在水中都是沉的,糾正了“鋁箔紙是浮的”這個錯誤的前概念。那這兩種沉的材料能用來造船嗎?學(xué)生一致認為“可以”。教師繼續(xù)引導(dǎo):怎么用它們造船?有的學(xué)生說,造成船型;有的說,造成碗形;有的說,邊緣造得高一點。也就是通過改變材料的形狀來造船。在造船前,教師出示造船日志:“能看懂嗎?有什么不明白的地方?”引導(dǎo)學(xué)生明確任務(wù)、交流疑惑,為接下來的探究活動做準備。

        思考:有效的提問可以快速聚焦教學(xué)目標,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。本課以浮的材料能夠造船引入,聚焦“沉的材料能否造船?”引發(fā)新課學(xué)習(xí),喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗。鋼鐵能用來造船,但并不是所有沉的材料都能用來造船,滲透“材料具有一定的特性與功能”的觀念。鋁箔紙和橡皮泥能用來造船,該怎么造呢?問題層層遞進,學(xué)生的思維從“能否造”到“怎么造”轉(zhuǎn)變,思考并提出造船的辦法。造船前引導(dǎo)學(xué)生先動腦,主動從造船日志中獲取信息并提出疑惑,體現(xiàn)課堂上學(xué)生的主體地位。

        二、探究時結(jié)合問題,思維輔助

        本課的任務(wù)是挑戰(zhàn)制作一艘平穩(wěn)浮在水面上且可以承載一定重量的船。在造船過程中,學(xué)生會不斷遇到問題,如何改進?無論挑戰(zhàn)成功與否,學(xué)生都會有很多收獲。這時需要一些時間來回顧整理、反思總結(jié)。以下3個問題指向造船過程,輔助學(xué)生整理自己的思維,同時也有利于后面的交流研討。

        問題1:我們用了什么方法,讓橡皮泥船或鋁箔船浮在水面上?

        問題2:我們用了什么方法,來防止橡皮泥船或鋁箔船側(cè)翻?

        問題3:我們用了什么方法,來增加橡皮泥船或鋁箔船的載重量?

        思考:在做中學(xué),整個造船過程培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力,學(xué)生的思維也不斷發(fā)展。但是如果沒有對造船過程的及時整理,學(xué)生可能只關(guān)注結(jié)果,而忘記了最重要的過程,因此造船后的思維整理很重要。借助上述問題,學(xué)生整理的過程中,其實也就是反思造船時遇到的問題,歸納影響船穩(wěn)定性和載重量的因素,提出可行的提高船穩(wěn)定性和載重量的方法,初步建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。

        三、觀摩時依托問題,思維卷入

        試教時采取畫廊漫步的形式進行展示觀摩,結(jié)果學(xué)生沒有目的,只是走走過場,互評時也只是停留在“美觀、承重量大、容易漏水”等這些表面評價上。如此,整個觀摩過程就顯得毫無意義。反思之后,我根據(jù)材料對船進行分類展示,并將兩類船分別根據(jù)載重量大小排列。學(xué)生觀摩時需帶著以下問題,邊觀摩邊思考,有所發(fā)現(xiàn)就及時記錄。

        問題1:相同質(zhì)量的橡皮泥、相同大小的鋁箔紙,大家造的橡皮泥船、鋁箔船載重量一樣嗎?這是為什么呢?

        問題2:你對哪組的船有什么疑惑或者質(zhì)疑,把它記錄下來。

        問題3:比較橡皮泥船和鋁箔船,你有什么發(fā)現(xiàn)?

        思考:觀摩環(huán)節(jié)預(yù)設(shè)4分鐘時間,相比之前沒有問題的觀摩,帶著問題后,學(xué)生有方向了,時間到了還意猶未盡?!霸瓉泶羞@么多造法!”“為什么這個船承重量這么大?是不是因為……”“我的船可以怎么改進?”“我對這艘船有疑惑?!薄瓕W(xué)生的思路更加開闊了。通過觀摩對比各組的船,學(xué)生不但發(fā)現(xiàn)了影響船載重量的因素,還記錄了很多自己的想法,培養(yǎng)了敢于質(zhì)疑的科學(xué)品質(zhì)。

        四、研討時發(fā)現(xiàn)問題,思維碰撞

        造船和觀摩后怎么交流,利用問題1~3,教師采用“成果分享會”的形式給學(xué)生提供交流的平臺。通過對前面造船和觀摩過程的再次梳理,研討環(huán)節(jié)學(xué)生就有話說了。此外,浮力是本課的難點,為了突破這個難點,在學(xué)生交流的基礎(chǔ)上,教師適時追問,引發(fā)學(xué)生思考,促進浮力概念的繼續(xù)建構(gòu)。

        問題1:在造船過程中,大家有什么想說的嗎?

        問題2:在觀摩過程中,大家有什么想說的嗎?

        問題3:其他造船師,你們有什么疑惑或者補充?

        問題4:橡皮泥和鋁箔紙原先是沉的,造成船后竟然能浮在水面上,這是怎么回事呢?

        問題5:大家造的船在水中受到的浮力大小一樣嗎?哪艘船受到的浮力最大?你有什么證據(jù)?

        教學(xué)片段:

        (一)橡皮泥船研討

        一位橡皮泥船造船師展示了自己造的橡皮泥船,并分享了自己的造船過程,即通過把船做大的方法完成挑戰(zhàn)。有學(xué)生提出意見:這艘船高低不平,底部也不夠平。同時又有學(xué)生建議:放重物時要均勻擺放,船才能更穩(wěn)定地承重。此外,還有學(xué)生指出這個船的面積不夠大,以自身經(jīng)驗說明面積越大載重量越大。教師追問:“如果把船做成像第7組那樣,完全攤平,面積最大,可以嗎?”學(xué)生一致認為不行,必須把四周加高。教師順勢引導(dǎo):船不但要底部面積大,還要有船舷,也就是船所占據(jù)的空間要大。引出數(shù)學(xué)中的“容積”概念。最后教師引導(dǎo):怎樣的橡皮泥船穩(wěn)定性和載重量比較好?學(xué)生總結(jié):“容積大、質(zhì)量均勻、均勻擺放重物……就像第12組的船那樣。怪不得它的承重量最大?!?/p>

        (二)鋁箔船研討

        一位鋁箔船造船師展示了自己造的鋁箔船,并分享了自己的造船過程,發(fā)現(xiàn):船如果造得太大,四周就會很低,容易漏水;造得太小也不行,載重量反而會降低。部分學(xué)生表示贊同,指出恰當?shù)谋壤亲詈玫?。教師順勢指出:恰當?shù)谋壤鋵嵕褪莿倓偽覀冋f的容積。容積越大,載重量越大。其他學(xué)生也相繼提出“平整、質(zhì)量均勻、均勻擺放重物……”等建議。還有學(xué)生分享了自己在觀摩過程中的發(fā)現(xiàn),并對一些小組的船(如第4組)質(zhì)疑,覺得這艘船不可能承重這么多。于是當場進行復(fù)測,最后第4組的造船師對結(jié)果進行解釋,其他造船師對這艘船提出改進建議。

        (三)浮力概念的繼續(xù)建構(gòu)

        基于以上交流,教師提問:“橡皮泥和鋁箔紙這兩種沉的材料,造成船后竟然能浮在水面上,這是怎么回事呢?”引發(fā)學(xué)生思考,原來沉的材料和浮的材料一樣,在水中也會受到水的浮力?!按蠹以斓拇谒惺艿降母×Υ笮∫粯訂幔俊睂W(xué)生一致認為不一樣。教師繼續(xù)追問:“哪艘船受到的浮力最大?你有什么證據(jù)?”學(xué)生通過分析比較不同船的載重量數(shù)據(jù),反推出第3組造的鋁箔船受到的浮力最大。

        思考:相比于傳統(tǒng)的知識灌輸,交流時以學(xué)生為主體,通過教師引導(dǎo)、生生交流和質(zhì)疑,不斷地引發(fā)思維碰撞。漢斯-格奧爾奧·迦達默爾曾說,質(zhì)疑意味著攤開、公開。只有善于質(zhì)疑的人,才能獲得真正的理解。學(xué)生在質(zhì)疑的過程中,打破原有的認知,建立新的解釋,促進思維提升。這節(jié)課浮力是難點,為了突破這個難點,教師呈現(xiàn)了各組的造船作品,學(xué)生通過船載重量的不同,反推出船受到的浮力不同。載重量越大,船受到的浮力越大。一系列有思維層次的問題,再結(jié)合浮力的視頻講解,促進學(xué)生“浮力”概念的構(gòu)建。

        啟示:在平時教學(xué)時,科學(xué)教師應(yīng)該將發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維作為長期的教學(xué)目標。根據(jù)學(xué)生的認知特點和思維發(fā)展水平,教師在課堂上要以問題為導(dǎo)向,找準學(xué)生思維的切入點,用問題貫穿課堂教學(xué)的每個環(huán)節(jié),循序漸進地引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),持續(xù)不斷地提升學(xué)生的科學(xué)思維,以期實現(xiàn)預(yù)設(shè)的教學(xué)目標。同時,教師需要敏銳地察覺到學(xué)生的思維狀況,并及時進行調(diào)整。如此循環(huán)往復(fù),學(xué)生的科學(xué)思維能力定會逐步發(fā)展,科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)定會真正落地。

        參考文獻

        [1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標準[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022.

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