從“現(xiàn)象”到科學本質(zhì)的教學

馬學軍

廣東省東莞市松山湖中心小學科學組致力于深度學習在科學學科的研究與實踐，探索基于學生身邊真實的自然或科學現(xiàn)象的科學學習。在引導(dǎo)學生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中，幫助學生解釋自然或科學現(xiàn)象，掌握科學探究方法，建構(gòu)科學概念。這種“現(xiàn)象教學”的方式非常值得探索。

本文所述的“現(xiàn)象教學”與芬蘭的“現(xiàn)象式教學”（Phenomenon-based Learning）不盡相同。雖然兩者均強調(diào)基于學生日常所能接觸到的“現(xiàn)象”來組織教學，但前者側(cè)重于由真實現(xiàn)象產(chǎn)生的真實問題以及由此形成的探究任務(wù)，有別于后者圍繞生活中某一現(xiàn)象形成特定學習主題的跨學科教學。

莫春榮老師的“梁橋的秘密”一課，很好地體現(xiàn)了“現(xiàn)象教學”的特點，圍繞生活中的科學現(xiàn)象提出可探究的真實問題而展開科學探究和工程實踐活動，并在此過程中發(fā)展學生的思維。

一、真實現(xiàn)象入手，引發(fā)探究問題

《義務(wù)教育小學科學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“課程標準”）倡導(dǎo)探究性學習，對科學探究的各個要素規(guī)定了具體的學段目標。其中，在“提出問題”要素的學段目標中，課程標準要求3～4年級的學生要“在教師的引導(dǎo)下，能從具體的現(xiàn)象與事物的觀察、比較中，提出可探究的科學問題”，要求5～6年級的學生“能基于所學的知識，從事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學問題”。這要求科學教師在組織教學活動中，要引導(dǎo)學生探究自己身邊的自然現(xiàn)象或科學現(xiàn)象，并提出有探究價值的問題。

“梁橋的秘密”一課，從人們在河流上架橋這個生活現(xiàn)象入手，通過創(chuàng)設(shè)真實的情境，引發(fā)學生產(chǎn)生探究的欲望：在河的兩岸建造橋墩，并鋪設(shè)橋面，就像這個模型一樣成了一座簡單的橋。生活中的橋就是用類似的方式搭建的嗎？這樣搭建的橋結(jié)實嗎？這些問題來源于學生對身邊現(xiàn)象的思考，因此也更能引起學生自主探究的興趣。如果學生們能對自己提出來的問題進行真正的思考，并能嘗試自己去解決問題，那么在接下來的探究活動中，他們將會“變身”為真正的研究者。

大多數(shù)情況下，孩子們提出的問題可能并不深奧，思考的深度看起來也不夠，但這些問題往往是孩子們從親眼所見的真實情境或現(xiàn)象中引發(fā)出來的真實的科學問題。這種從真實情境或現(xiàn)象中，或者教師根據(jù)真實現(xiàn)象虛擬的“真實”情境中產(chǎn)生的真實問題，才是有價值的、值得探究的問題。這種問題能在學生的經(jīng)驗世界中引起共鳴，有利于學生運用策略性知識去主動地解決問題，并在此過程中培養(yǎng)科學思維能力。

二、思維深度參與，探究事物本質(zhì)

美國教育家布魯納曾說過：“教學某些領(lǐng)域的知識，并不是帶著學生去銘記已有的結(jié)果，而要教他如何參與知識獲取的過程，其核心就是思考的深度參與?！笨茖W探究學習是一個思維深度參與的過程。在科學教學實踐中，課堂學習效果的優(yōu)劣很大程度上取決于學習者在科學探究活動中思維的參與程度。課程標準指出，要“知道科學探究需要圍繞已提出和聚焦的問題設(shè)計研究方案，通過收集和分析信息獲取證據(jù)，經(jīng)過推理得出結(jié)論，并通過有效表達與他人交流自己的探究結(jié)果和觀點；能運用科學探究方法解決比較簡單的日常生活問題”。其強調(diào)把學生的學習置于有意義的問題情境中，通過小組合作解決真實問題，使學生形成自主學習的能力。在此過程中，學生通過提出探究問題、設(shè)計探究過程、選擇探究方法、收集探究證據(jù)、分析探究結(jié)果等理性思維過程，于真實情境中解決具體問題。

理解“梁”的作用，是解決“梁橋的秘密”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。采用何種方法設(shè)計教學過程，才能更好地引導(dǎo)學習的思維？教師設(shè)計了“探究增加紙橋承重能力的方法”和“設(shè)計與制作梁橋模型”兩個環(huán)節(jié)，漸次引導(dǎo)學生理解“梁”在橋體結(jié)構(gòu)中的形態(tài)和作用。在這個過程中，教師并沒有采取具清晰目標指向的結(jié)構(gòu)化材料來組織教學——先介紹梁的作用，然后探究梁與橋面和橋墩連接的工程問題，再體會梁所起的關(guān)鍵作用；而是采取了非結(jié)構(gòu)化的、具有一定挑戰(zhàn)性的教學環(huán)節(jié)引導(dǎo)學生進行探究——先嘗試用各種方法（例如增加紙的厚度、改變紙的形狀等）加強紙橋的承重力，再通過一個具體任務(wù)（利用兩張210mm×297mm的A4尺寸的紙張設(shè)計一座橋墩距離25 cm、橋面寬度為10cm的紙橋），引導(dǎo)學生在前一活動的基礎(chǔ)上給紙橋增加功能性的“橋面”，從而理解什么樣結(jié)構(gòu)的橋才既能承重又能滿足其通行功能，最后再引導(dǎo)學生理解其中起主要支撐和承重作用的結(jié)構(gòu)——梁。

教師在教學中采用這種順應(yīng)學生思維發(fā)展過程的教學結(jié)構(gòu)，既能引起學生探索的興趣，又能引導(dǎo)學生從關(guān)注表象轉(zhuǎn)向理解隱藏在現(xiàn)象背后的本質(zhì)。一方面，教師以非結(jié)構(gòu)化問題引導(dǎo)學習過程，培養(yǎng)了學生解決復(fù)雜問題的能力，有效地促進了他們的高階認知能力的發(fā)展；另一方面，通過對事物本質(zhì)的深入探究，有效地促進了學習者對知識的深度理解。

三、回歸生活現(xiàn)象，實現(xiàn)有效遷移

讓學生經(jīng)歷探究學習過程，不僅僅是為了學習科學知識和科學方法，接受現(xiàn)成的科學結(jié)論，更重要的是幫助學生在“從生活走向科學、從科學回歸生活”的過程中維持和培養(yǎng)他們對自然界和身邊世界的好奇心，發(fā)現(xiàn)生活中的問題，探索科學現(xiàn)象，揭示其中隱藏的科學規(guī)律，從而自主地建構(gòu)科學知識，形成良好的思維習慣，獲得初步的實踐能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W精神。

“梁橋的秘密”一課的最后，設(shè)計了“了解梁在生活中的應(yīng)用”的環(huán)節(jié)和“制作更長的橋”的拓展活動。一方面，引導(dǎo)學生觀察與發(fā)現(xiàn)梁在橋梁之外的應(yīng)用實例（如屋頂天花板上的梁、桌椅下的“梁”、瓦楞紙箱結(jié)構(gòu)中的“梁”等），培養(yǎng)學生學會運用科學概念解釋生活現(xiàn)象的能力，從而實現(xiàn)更高層次的抽象和知識的有效遷移；另一方面，也為后續(xù)的拱橋、懸索橋、桁架橋等內(nèi)容的教學做了很好的鋪墊。

教育心理學家皮連生認為，學習的遷移是指學生將一種情境中習得的知識與技能運用于另一種情境中的能力?？茖W學習的最終目的，并不只是要求學生去掌握許許多多具體的事實性知識，也不僅僅要求學生能夠應(yīng)用所學的學科知識，還要能夠形成學習的遷移，能在現(xiàn)實生活中運用先前的知識、技能、策略等解決新的情境中的問題。事實性知識是基礎(chǔ)的知識，在知識結(jié)構(gòu)中處于最低的層級，無法遷移；而在理解和應(yīng)用事實性知識的調(diào)控性、技術(shù)性實踐過程中形成的策略性知識，才能夠引發(fā)學生學習的有效遷移，從而達到舉一反三的效果。

（作者系廣東省廣州市教育研究院義務(wù)教育教研室副主任，廣東教育學會小學科學教育專業(yè)委員會理事長）

責任編輯：孫昕

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