摘 要：科學課程的重要教學目標之一便是培養(yǎng)學生的科學思維。在新時代的科學課堂中，教師要思索科學課程學習的本質(zhì)，順應學生的成長規(guī)律，扎扎實實做好課堂時間規(guī)劃、教學板書設計以及實驗導學單設計，以有效培養(yǎng)學生的科學思維。主要對如何合理規(guī)劃科學課堂時間、靈活設計科學教學板書、合理設計科學實驗導學單三個方面的內(nèi)容進行探討。

關鍵詞：科學課；科學思維；課堂時間；板書；實驗導學單

作者簡介：盛躍忠（1982—），男，江蘇省南京師范大學吳江實驗小學。

“大巧若拙”是先秦老子的美學觀點之一，意指真正的巧，不是違背自然規(guī)律地賣弄技巧，而是順應自然規(guī)律，呈現(xiàn)天然質(zhì)樸的美。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》立足我國義務教育科學教育現(xiàn)狀，提煉了包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任四個方面的核心素養(yǎng)發(fā)展要求［1］。科學思維是科學學科四大核心素養(yǎng)之一。在科學課程教學中培養(yǎng)學生的科學思維時，教師需要結合“大巧若拙”的觀點，根據(jù)學生真正的學習需求以及教學目標，給予學生鍛煉思維的機會。具體來說，科學教師在準備40分鐘的課堂教學內(nèi)容時，要順應學生成長的自然規(guī)律，扎扎實實做好時間規(guī)劃、板書設計以及實驗導學單設計。

一、合理規(guī)劃課堂時間，讓學生的思維張弛有度

注意力是否集中對學生的學習效率、學習質(zhì)量有重要影響。人的大腦某區(qū)域經(jīng)過一段時間的興奮后必然會進入抑制狀態(tài)，因此人的注意力在集中一段時間后，必然會進入不集中的狀態(tài)。有關研究表明，不同年齡段的人注意力集中的時間不同，一般情況下，7—10歲兒童注意力連續(xù)集中的時間約為20分鐘，10—12歲兒童注意力連續(xù)集中的時間約為25分鐘。

在小學階段，一節(jié)科學課的時間通常為40分鐘。在科學教學中，部分教師會花很多心思去設計課堂的激趣導入環(huán)節(jié)，延長此環(huán)節(jié)的時間，但如果導入環(huán)節(jié)時間過長，就會擠占其他教學環(huán)節(jié)的時間，占用過多學生注意力集中的時間。還有一些教師在一節(jié)課中安排了多個實驗環(huán)節(jié)，但忽視了有價值的思維任務的設置，使得學生在實驗操作過程中處于放松狀態(tài)，這樣的課堂雖然氣氛很活躍，但教學效果并不理想。小學生注意力連續(xù)集中的時間通常達不到40分鐘，因此科學教師在進行教學環(huán)節(jié)設計時，要合理規(guī)劃課堂時間，做到張弛有度。一些名師認為，小學課堂的前8分鐘是學生課堂學習的“黃金8分鐘”，這段時間內(nèi)學生的注意力較為集中，因此教師可以創(chuàng)設學習情境，教學一些知識性較強的內(nèi)容，以此提高學生的學習質(zhì)量。

以教科版科學三年級下冊“影子的秘密”一課的教學為例，本課內(nèi)容可分為兩部分，第一部分是探究影子形成的原因，第二部分是研究影子的變化跟什么有關。在這兩部分內(nèi)容的教學中，教師都可以安排動手操作活動，但如果一節(jié)課中學生活動的時間過長，那么學生深入思考問題的時間就會變短，這樣會導致研究深度或廣度不足。對此，教師應合理安排課堂時間。本課課堂時間可進行如下安排。

1—8分鐘：引入生活現(xiàn)象，激發(fā)學生探究興趣，并請學生嘗試解釋生活中的一些常見現(xiàn)象，一步步引出影子產(chǎn)生的三個條件——光源、阻擋物和屏。

9—11分鐘：開展3分鐘趣味觀察活動，讓學生自主制造影子，并在趣味觀察中思考。

12—19分鐘：讓學生根據(jù)現(xiàn)象進行分析討論，思考什么樣的物體不能作為阻擋物，探究屏需具備哪些特征，探究影子變化的規(guī)律。

20—40分鐘：引導學生開展動手操作實驗，讓其研究影子變化和什么有關，并在實驗后與同學交流。

課堂的時間分配是教學設計的基礎工作，怎樣合理安排，需要教師認真思考?？茖W教師要認真分析學生學情，根據(jù)不同的教學內(nèi)容，合理安排課堂時間，以有效提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的科學思維。

二、靈活設計教學板書，整合學生的思維碎片

杜威認為，從最不嚴謹?shù)暮x來說，思維包括我們頭腦里有過的任何想法［2］。想法有時只是人隨心的、零碎的感受。而有意義的思維應該是連貫有序、因果分明和前后呼應的。當學生頭腦里出現(xiàn)一些零散的互不關聯(lián)的想法時，教師應幫助他們把這些想法串聯(lián)起來，并引發(fā)他們的深入思考。

（一）動態(tài)設計板書可以串起學生的思維

教學設計中，教學板書設計是重要的內(nèi)容。部分教師在進行教學設計的過程中，往往會忽視教學板書的設計，完全按自身的教學習慣把需要板書的內(nèi)容進行羅列，沒有認識到板書對學生思維培養(yǎng)的作用。優(yōu)秀的板書設計，不但整體布局合理，而且能在內(nèi)容呈現(xiàn)的過程中引導學生的思維，促進學生對知識、概念的掌握。

以教科版科學三年級下冊“影子的秘密”一課的教學為例，不少教師的板書設計如圖1的左圖，這樣的教學板書設計只是羅列知識點，無法呈現(xiàn)學生的探究過程。對此，教師需要對板書設計進行優(yōu)化，具體如圖1右圖。

圖 1" “影子的秘密”兩種不同的板書設計

（1）調(diào)整板書結構：調(diào)整板書排布結構，讓學生能清晰了解光源、阻擋物和屏在影子產(chǎn)生過程中所發(fā)揮的作用。

（2）簡圖呈現(xiàn)科學現(xiàn)象：在引出光源的概念之后，板貼“光源”，同時用粉筆畫上幾個長長的箭頭，以此展現(xiàn)光源能發(fā)光的特征。

（3）動態(tài)表達科學原理：在引出阻擋物的概念后，教師將“阻擋物”板貼于之前所畫的箭頭上，同時將“阻擋物”后面部分的箭頭擦除，表示阻擋物能阻擋光線的傳播。部分學生容易忽略影子產(chǎn)生的第三個條件——屏。對此，教師可通過現(xiàn)場演示，結合板書，引導學生找出影子產(chǎn)生的第三個條件，同時在黑板上畫一條豎線表示屏，并在相應的位置板貼“屏”和“影子”。之后，教師再通過師生互動交流，逐一板貼影子會發(fā)生的變化，如“大小”“形狀”“方向”“長短”等。

教師通過這樣的結構式板書設計，能讓學生對影子產(chǎn)生的原理形成更完整清晰的認識，加深學生對相關知識的理解。

（二）讓學生參與板書過程有利于其科學思維的培養(yǎng)

在板書的過程中，教師可以讓學生參與進來，這樣能幫助他們梳理知識，激發(fā)他們的學習興趣，培養(yǎng)他們的科學思維。

例如，在研究影子產(chǎn)生條件的過程中，教師可以讓學生結合板書，以小組的形式繪制小木塊的影子，并進行探討交流，將相應的板書補充完整。不同小組成員繪制的影子通常是不同的，長短、大小、形狀、方向等都有一定的差異。在學生繪制完成后，教師可讓學生小組展示其繪制的影子，并引導學生對這些影子的特點進行觀察、對比、分析，思考影子變化的特點，最終將相應的板書補充完整。這樣的教學能有效培養(yǎng)學生的科學思維。

2022年版的義務教育科學課程標準強調(diào)讓學生從熟悉的日常生活出發(fā)，聯(lián)系實際，解決真實情境中的問題，通過親身經(jīng)歷探究和實踐活動學習科學。這既是科學課程培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的要求，也是學生的興趣所在，能為學生的學習打下堅實的基礎［3］。

三、系統(tǒng)推進探究任務，促進學生思維發(fā)展

《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出，要運用以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經(jīng)歷科學探究以及技術與工程實踐的過程［4］。由此可見，在科學課堂教學中，實驗探究環(huán)節(jié)的設計非常重要，其有助于學生科學思維的發(fā)展。但目前的科學實驗探究設計還存在一些問題，如探究活動的過度指導與過度放手等。教師過度指導容易讓學生產(chǎn)生思維惰性，不利于學生自主探究能力和實驗能力的提升；教師過度放手則會影響學生的實驗探究，導致實驗探究活動無法順利開展。對此，教師可合理設計實驗導學單，以此彌補語言指導的不足，解決過度指導和過度放手的問題。

在科學實驗教學設計中，教師要充分研究學生學情，根據(jù)學生的知識儲備、思維能力水平與操作能力水平等進行合理安排，設計合理的實驗導學單。一方面，教師設計的實驗導學單要具有“導學”的作用，能引導學生開展有序的實驗探究；另一方面，它要能充分發(fā)揮學生的主體性，培養(yǎng)學生的閱讀理解能力與自主實驗探究能力。在形式上，教師可設計折疊式的實驗導學單，按實驗操作難度依次排序、折疊，這樣能提升實驗探究過程的神秘性，有效激發(fā)學生的探究興趣。以教科版科學三年級下冊“影子的秘密”一課的教學為例，本課包括如下兩個實驗。

實驗一：嘗試制造影子。該實驗對學生來說操作難度較小，教師可在強調(diào)實驗注意點后放手讓學生自己完成。

實驗二：研究影子的變化。該實驗的探究內(nèi)容較復雜，學生可能無法自主完成，因此教師要給予學生一定的指導。有些教師會把這個探究實驗隨意分解成幾個小實驗，引導學生分實驗進行探究，以此降低該實驗的探究難度。但這樣一來，學生的思維會處于碎片化狀態(tài)。那如何在維持學生思維的連貫性、整體性的同時，降低實驗操作的難度呢？對此，教師可以優(yōu)化設計折疊式實驗導學單，將“研究影子的變化規(guī)律”大活動，拆解成多個有聯(lián)系的階梯性小任務，具體如下。

第一階任務：制造一個方向朝左的影子，然后讓影子方向朝右。

第二階任務：制造一個影子，讓影子先變小，再變大。

第三階任務：先制造一個圓形的影子，然后讓影子變成長方形。

第四階任務：制造一個影子，并讓它動起來。

學生在操作光源或阻擋物，讓影子動起來的過程中，影子的大小、形狀、方向、長短等均可能發(fā)生變化，這能引發(fā)學生更全面、更深入的思考。

實驗探究的過程，不能僅是學生動手操作的過程，還應該是學生培養(yǎng)思維的過程。同時，實驗現(xiàn)象的記錄、分析以及實驗結論的概括、總結等要能促進學生觀察能力、分析能力的發(fā)展。因此，教師在設計本課的折疊式實驗導學單時，除了要在每一頁設置一個相應的小任務，還要設置一個便于學生進行實驗現(xiàn)象記錄的簡圖以及引導學生進行深入思考的問題，以此促使學生在實驗操作的過程中不斷思考和分析。

教師設計這樣的實驗導學單，將大任務分解成環(huán)環(huán)相扣的小任務，能讓學生的探究目標更明確，激發(fā)學生的探究興趣，讓學生一步一步地完成任務，進而幫助學生掌握相應的探究方法，提升學生的探究能力和科學思維。雖然學生是一個一個地完成小任務，但整個過程是連貫的，小任務之間也是緊密聯(lián)系的，因此學生的思維也是連續(xù)的，他們在完成所有小任務時，會對這個探究實驗有一個整體的感知，對影子變化規(guī)律形成全面的認識。

結語

課堂時間、教學板書、導學單是每個科學教師在設計科學課程時應考慮的三個要素。小學科學教師應重視對這三個要素的設計，結合學生學習情況和教學內(nèi)容，順應學生的身心發(fā)展規(guī)律，合理規(guī)劃課堂教學時間，靈活設計教學板書，科學設計導學單。這三個要素的設計看似質(zhì)樸無華，但其對課堂教學效果的影響卻非常明顯。

在科學課堂教學設計中，大巧若拙的“巧”指向?qū)W生的靈動思考，強調(diào)教師要根據(jù)學生思維發(fā)展的特點精心設計課堂教學內(nèi)容；“拙”指的是學生稚氣而真實的表達以及教師在教學設計中的反復推敲。小學科學教師是課堂教學的引領者，需要深入研讀教材，充分了解學生學情，并在此基礎上對教學內(nèi)容進行精心設計與安排，明確哪里需要領、哪里需要引、哪里需要放，以有效促進學生科學思維的發(fā)展。

［參考文獻］

胡衛(wèi)平.在探究實踐中培育科學素養(yǎng)：義務教育科學課程標準（2022年版）解讀［J］.基礎教育課程， 2022（10）：39-45.

杜威.我們?nèi)绾嗡季S［M］.伍中友，譯.北京：新華出版社，2015.

喻伯軍.義務教育課程標準（2022年版）課例式解讀：科學［M］.北京：教育科學出版社，2022.

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