小學(xué)科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)

王海英

科學(xué)與生活緊密相關(guān)，在科學(xué)課程開發(fā)過程中，將科學(xué)置于生活和社會的背景中，通過創(chuàng)設(shè)合適、生動的教學(xué)情境，調(diào)動學(xué)生的認(rèn)知動機(jī)，拉近學(xué)生與科學(xué)原理、知識之間的距離，有利于形成有意義的學(xué)習(xí)。如何創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情境是小學(xué)科學(xué)教材編寫設(shè)計(jì)中著重考慮的因素。了解教材中情境設(shè)計(jì)的思路，有助于教師深度理解教材中不同情境設(shè)置的原因，有利于教師更清晰地把握教材中情境的選取和呈現(xiàn)。

教材的情境設(shè)計(jì)

1.情境的意義

在心理學(xué)中，情境被認(rèn)為“是事物發(fā)生并對機(jī)體行為產(chǎn)生影響的環(huán)境條件”“是對人有直接刺激作用、有一定生物學(xué)和社會意義的具體環(huán)境”“是客觀的具體環(huán)境，而不是主觀的精神境界”。情境認(rèn)知理論認(rèn)為“知識是具有情境性的，知識是活動、背景和文化產(chǎn)品的一部分，知識正是在活動、文化中不斷被運(yùn)用和發(fā)展著”。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“學(xué)習(xí)者的知識可以在一定的情境下，通過自己主動探究、與他人協(xié)作和交流而獲得”。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境中，教學(xué)設(shè)計(jì)通常是從創(chuàng)設(shè)有意義的情境開始的。

在小學(xué)科學(xué)課教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，有針對性地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將課堂內(nèi)容用更加生動、形象的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，可以較好地調(diào)動學(xué)生的積極性、情感等因素，激發(fā)思維，提高課堂教學(xué)效果。

2.情境的功能

教材中的情境有多種作用，如激發(fā)興趣、任務(wù)驅(qū)動、學(xué)習(xí)遷移等。

（1）激發(fā)興趣，引發(fā)思考

創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，讓學(xué)生接觸到的學(xué)習(xí)內(nèi)容與其原有的認(rèn)知相互碰撞，從而激起學(xué)生強(qiáng)烈的問題意識和探究動機(jī)，可以促使學(xué)生積極主動地深入思考。一個好的問題情境是激活科學(xué)課堂、提高教學(xué)實(shí)效的重要途徑。

例如一年級下冊《各種各樣的葉》一課設(shè)定的情境是“不同植物的葉一樣嗎”，這個情境是學(xué)生在日常生活中熟悉的，但是大多數(shù)學(xué)生并沒有仔細(xì)觀察過甚至想過。教材上用幾種葉的圖片和問題配合呈現(xiàn)這樣一個情境，引發(fā)學(xué)生思考“不同植物的葉是一樣的，還是不一樣的？有什么不同？”讓學(xué)生帶著這樣的疑問去觀察、辨識各種植物的葉，能有效地調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

（2）任務(wù)驅(qū)動，主動探究

情境認(rèn)知理論提倡“把知識當(dāng)作動態(tài)的建構(gòu)與組織，當(dāng)作適應(yīng)環(huán)境的一種協(xié)調(diào)，因而學(xué)習(xí)方式應(yīng)是參與式的、活動式的”。在科學(xué)課教學(xué)中，有針對性地創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)情境相類似的任務(wù)情境，引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)情境中，積極主動地思考、討論、探究、交流，可以較好地幫助他們在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建起新的知識體系。

例如一年級上冊《袋子里面有什么》一課設(shè)定的任務(wù)情境是“辨別袋子里面有什么”，這個任務(wù)設(shè)計(jì)了三個環(huán)節(jié)：不打開袋子，用聽、聞、摸的方法初步辨別袋子里面有什么物體;打開袋子，用眼睛觀察袋子里有什么，與前面用手摸、用耳聽、用鼻聞辨別出的物體進(jìn)行確認(rèn);用舌嘗，辨認(rèn)兩個塑料袋里的白色顆粒是什么。在完成一系列任務(wù)的過程中，學(xué)生逐步認(rèn)識到：人體有五種感覺器官——眼、耳、鼻、舌、皮膚，它們使人具有視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等感覺，這些感覺器官是幫助人觀察的器官;觀察法是認(rèn)識周圍事物、進(jìn)行科學(xué)探究的基本方法，是科學(xué)課上經(jīng)常要用到的最基本方法。這樣，學(xué)生就能初步形成安全、有序地運(yùn)用感覺器官進(jìn)行觀察的意識。

（3）學(xué)會遷移，學(xué)以致用

學(xué)習(xí)遷移是指已經(jīng)獲得的知識、技能、情感態(tài)度等對新的學(xué)習(xí)的影響。學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生解決問題、創(chuàng)新思維以及科學(xué)發(fā)明、創(chuàng)造等必需的核心能力。有心理學(xué)家認(rèn)為，學(xué)習(xí)發(fā)生的情境是影響學(xué)習(xí)遷移效果的重要因素。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更加優(yōu)化的情境，通過這一情境幫助他們對知識進(jìn)行重新建構(gòu)，或者在新的問題情境中使用已經(jīng)習(xí)得的技能，就是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的遷移。復(fù)合而豐富的學(xué)習(xí)情境更有利于學(xué)習(xí)遷移的發(fā)生。

例如一年級下冊《前后左右》一課，在學(xué)生學(xué)習(xí)了用前、后、左、右等方位詞描述位置的基本方法后，設(shè)計(jì)了“描述校園里物體的位置”這一情境，通過引導(dǎo)學(xué)生站在校園操場上說一說自己的前、后、左、右各有什么，以及站在校園的不同地方，描述教學(xué)樓、圖書館或其他物體的位置。在這樣的情境中，檢驗(yàn)、鞏固學(xué)生描述物體位置的知識，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感受到科學(xué)知識在實(shí)際生活中的重要性。

3.情境設(shè)計(jì)的基本原則

教材中的情境一般包含對象、關(guān)系、時空、性質(zhì)等要素。在科學(xué)教材中，情境設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則：

科學(xué)性原則?？茖W(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要保證涉及的知識、理論等正確、準(zhǔn)確。同時，情境要具有自洽性，自身與自身、自身與生活的論述不能有矛盾或沖突。

生活性原則。科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要注重聯(lián)系學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，注重從鮮活的日常生活中挖掘素材。情境素材源于生活，符合學(xué)生的實(shí)際，學(xué)生才會對科學(xué)產(chǎn)生親近感，產(chǎn)生主動探究的欲望。

生動性原則?？茖W(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要注重選取學(xué)生感興趣的方面，用生動、活潑的語言展示應(yīng)用科學(xué)知識和科學(xué)原理的情境，使枯燥、抽象的科學(xué)知識、科學(xué)原理生活化、具體化。

開放性原則。科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要避免封閉的問題，情境中包含的問題要有一定的梯度，要通過有梯度的問題給學(xué)生搭建一個連接已知和未知的“橋梁”，使學(xué)生在解決矛盾、沖突問題的過程中，不斷提高思維能力、辨析能力。

目的性原則?？茖W(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要保證其目的性，即要始終做到情境設(shè)計(jì)的指向性與教學(xué)目標(biāo)一致，避免創(chuàng)設(shè)無意義的教學(xué)情境。在創(chuàng)設(shè)情境時，要深入細(xì)致地分析教學(xué)內(nèi)容，準(zhǔn)確把握它在整個知識體系中的地位和作用，吃透教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)提出適當(dāng)?shù)膯栴}。切忌為了單純創(chuàng)設(shè)情境而創(chuàng)設(shè)無效、無意義的情境。

教材情境設(shè)計(jì)思路

人教鄂教版《科學(xué)》教材編寫設(shè)計(jì)的基本原則之一是注重結(jié)合學(xué)生的已有認(rèn)知，通過創(chuàng)設(shè)情境引出問題，針對概念的建構(gòu)過程設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)踐活動，讓學(xué)生通過親歷科學(xué)實(shí)踐過程來建構(gòu)科學(xué)概念。情境設(shè)計(jì)的思路主要有以下幾個方面：

1.以學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)課題引入的情境

義務(wù)教育階段一個重要的課題，是如何將學(xué)生帶入課堂的來自生活經(jīng)驗(yàn)的前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變成科學(xué)概念。從生活走進(jìn)科學(xué)，從科學(xué)走向生活，不僅是科學(xué)教材體系設(shè)計(jì)的核心思想，也是課程改革和教學(xué)改革的重要指導(dǎo)思想，實(shí)現(xiàn)這一指導(dǎo)思想的重要途徑就是設(shè)計(jì)與學(xué)生生活相關(guān)的教學(xué)情境。人教鄂教版《科學(xué)》教材，注重將小學(xué)生可能接觸到的生活常識、自然現(xiàn)象引入科學(xué)課堂來，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生感受到生活與科學(xué)緊密聯(lián)系，認(rèn)識到科學(xué)對生活的重要性。

例如二年級上冊《推和拉》單元，單元頁的問題是“我們都喜歡蕩秋千。秋千是怎樣蕩起來的？怎樣越蕩越高？”通過這個問題情境，喚起學(xué)生的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，將探究目標(biāo)指向拉力和推力。第一課《拉力》，課頁呈現(xiàn)的是孩子們拔河時的情境——兩撥人都在用力朝自己一方拉繩子，下面提出問題：“拔河時，需要怎樣用力？”第二課《推力》，課頁呈現(xiàn)的是兩個人一起推著坐在輪椅上的老人過馬路時的情境，下面提出問題：“怎樣用力才能使輪椅向前移動？”第三課《巧用力》，課頁呈現(xiàn)的是工人用小車?yán)屯浦徇\(yùn)貨物時的情境，下面提出問題：“生活中，什么時候該用拉力，什么時候該用推力？”無論是單元頁的情境，還是各課課頁的情境，都是孩子們熟悉的生活情境，都直接指向課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容相聯(lián)系。

2.以充滿童趣的實(shí)驗(yàn)、游戲、表演等活動創(chuàng)設(shè)探究的情境

人教鄂教版《科學(xué)》教材中的許多課都是從創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境開始的，力求讓學(xué)生借助實(shí)物操作，理解抽象的科學(xué)原理。例如一年級下冊《磁鐵的磁極》一課創(chuàng)設(shè)了小鋼珠放到條形磁鐵中部的實(shí)驗(yàn)情境，提出問題：“將小鋼珠放在條形磁鐵的不同部位，放開手后小鋼珠會怎樣？”《磁極間的作用》一課創(chuàng)設(shè)了將一塊條形磁鐵靠近磁鐵小車，小車會前進(jìn)或后退的實(shí)驗(yàn)情境，通過這個實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生思考：磁鐵沒有接觸小車，小車就被推遠(yuǎn)了，這是怎么回事？這些有趣的實(shí)驗(yàn)情境，有助于孩子們在動手操作的過程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)的奧秘。

孩子們都喜歡玩游戲。人教鄂教版《科學(xué)》教材抓住學(xué)生的這一特性，通過創(chuàng)設(shè)游戲情境，利用游戲連接教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)具有感染力的氛圍，吸引學(xué)生了解相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如一年級下冊《前后左右》一課，在學(xué)生學(xué)習(xí)了用前、后、左、右描述位置的知識后，設(shè)定了做“找位置”游戲的情境——拿著“找位置”提示條找到指定位置;《校園“尋寶”》一課設(shè)定了“尋寶”游戲的情境——根據(jù)“尋寶”提示到校園里尋找“寶物”。這些充滿了趣味性的游戲活動，可以使學(xué)生在愉悅的氛圍中學(xué)習(xí)、鞏固和應(yīng)用科學(xué)知識。

讓學(xué)生在課堂上扮演不同角色并進(jìn)行表演活動，可以解決一些用實(shí)驗(yàn)等其他方法無法解決的科學(xué)問題，因此創(chuàng)設(shè)表演活動的情境也成為人教鄂教版《科學(xué)》教材情境設(shè)定的一種途徑。例如，探究影子的形成和變化，設(shè)定了用手影或制作道具編排影子戲的情境;探究太陽、地球和月球的運(yùn)動關(guān)系，設(shè)定了讓學(xué)生扮演太陽、地球和月球，模擬三者之間運(yùn)動關(guān)系的情境。通過引導(dǎo)學(xué)生表演，既達(dá)成了科學(xué)課的教學(xué)目標(biāo)，又鍛煉了學(xué)生的語言組織、科學(xué)表達(dá)以及表現(xiàn)能力。

3.以生活、生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)應(yīng)用科學(xué)的情境

學(xué)習(xí)科學(xué)要從實(shí)踐中來，到實(shí)踐中去，這樣才能真正地學(xué)好科學(xué)、用好科學(xué)。人教鄂教版《科學(xué)》教材在編寫中，注重科學(xué)概念和科學(xué)規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用，注意引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識解釋科學(xué)現(xiàn)象，分析和解決實(shí)際問題，將學(xué)到的科學(xué)知識運(yùn)用到生活中，服務(wù)于生活。教材每一課的最后都安排有“拓展與應(yīng)用”欄目，很多內(nèi)容都是在聯(lián)系生活、社會實(shí)際問題的情境中，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解和運(yùn)用科學(xué)概念，起到拓展視野、啟迪思維等多方面的作用。

例如二年級上冊《推和拉》單元，第一課《拉力》“拓展與應(yīng)用”欄目設(shè)定的情境是“生活中哪里用到拉力”，分別呈現(xiàn)了“做拉面”“放風(fēng)箏”“拉線木偶”“拉著雪橇滑雪”的情境。第二課《推力》“拓展與應(yīng)用”欄目設(shè)計(jì)的情境是“生活中哪里用到推力”，分別呈現(xiàn)了“推門”“推土機(jī)推土”“推乒乓球”“推著孩子騎車”的情境。第三課《巧用力》“拓展與應(yīng)用”欄目設(shè)計(jì)的情境是“巧用拉力和推力”，分別呈現(xiàn)了“拉手風(fēng)琴”“磨面”“劃船”“玩水槍”“給籃球打氣”的情境，這些活動既涉及拉力也涉及推力，還需要巧用力。這些生動的生活情境有利于幫助學(xué)生在新的問題情境中理解各課所學(xué)的知識，并能夠重新建構(gòu)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)遷移的目的。

4.以科學(xué)、技術(shù)對生活產(chǎn)生的影響創(chuàng)設(shè)科學(xué)、技術(shù)、社會相互作用的情境

科學(xué)、技術(shù)問題都是直接或間接與生活和社會相聯(lián)系的?？茖W(xué)教育不單純是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)原理和科學(xué)知識，還要使他們從科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展歷史中認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)的性質(zhì)，認(rèn)識到科學(xué)活動是人類活動的重要部分，科學(xué)知識和科學(xué)精神是人類文化的重要組成部分和寶貴資源。因此，科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)還要重視科學(xué)、技術(shù)、社會相互作用的情境。人教鄂教版《科學(xué)》教材在編寫中，盡可能注意科學(xué)知識與生活、技術(shù)、社會的聯(lián)系，介紹并探討科學(xué)、技術(shù)與社會之間相互關(guān)聯(lián)的問題。

例如二年級下冊《從自然世界到人工世界》單元，在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自然世界和人工世界時，需要引導(dǎo)他們知道周圍的人工世界是由人設(shè)計(jì)并制造出來的;知道為了改善人們的生活，人類不斷創(chuàng)造發(fā)明人工產(chǎn)品;體會科技產(chǎn)品給人們生活帶來的便利、快捷和舒適。教材中設(shè)計(jì)了《不斷發(fā)展的人工產(chǎn)品》一課，本課設(shè)定了“通信工具的發(fā)展”情境，在這一情境中，引導(dǎo)學(xué)生了解從古至今人類傳遞信息方式的發(fā)展，從烽火臺到驛站、郵局、電報(bào)、固定電話，再到手機(jī)等，使學(xué)生深刻地感受到科技的發(fā)展對人們生活產(chǎn)生的深刻影響。在本課的“拓展與應(yīng)用”欄目，設(shè)計(jì)的情境是“人工產(chǎn)品帶來的改變”，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)查身邊更多人工產(chǎn)品的發(fā)展，如取水、做飯、照明以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等所用的方式，采用對比方式，體會發(fā)明創(chuàng)造如何改變了人們的生活方式，體會到科學(xué)、技術(shù)和生活、社會發(fā)展的緊密聯(lián)系。

5.以工程技術(shù)實(shí)踐任務(wù)創(chuàng)設(shè)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)相互聯(lián)系的情境

注重培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的STEM教育是當(dāng)前科學(xué)教育的潮流，新修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容。為此，人教鄂教版《科學(xué)》教材中的每一冊都專門安排了一個STEM單元。這一單元編寫的主要思路是：基于學(xué)生的生活情境，提出一個任務(wù)或問題，通過任務(wù)驅(qū)動，讓學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作、測試、展示和改進(jìn)等一系列科學(xué)實(shí)踐過程，在完成任務(wù)或解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

例如一年級下冊《做個指南針》單元，是在學(xué)習(xí)了《有趣的磁鐵》單元的基礎(chǔ)上開展的技術(shù)與工程實(shí)踐。它以制作一個指南針為任務(wù)情境，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷制作一個小物品的基本流程，即：明確任務(wù)—準(zhǔn)備材料和工具—根據(jù)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)—根據(jù)設(shè)計(jì)動手制作—展示與評價(jià)—改進(jìn)作品。在制作過程中，這一單元還關(guān)注科學(xué)原理的滲透，如《有趣的磁鐵》單元所學(xué)的磁鐵指南北的性質(zhì);關(guān)注科學(xué)知識的應(yīng)用，如之前的《位置和方向》單元所學(xué)的描述位置和方向的知識;關(guān)注技術(shù)手段的運(yùn)用，如磁化鐵質(zhì)物品成磁針;關(guān)注數(shù)學(xué)知識的融入，如磁化鋼針時摩擦數(shù)量的要求，具體制作過程中對材料的測量等。因此，設(shè)計(jì)、制作指南針的過程實(shí)質(zhì)是一個簡單的工程技術(shù)實(shí)踐過程。此外，一年級上冊《制作小物品》、二年級上冊《制作小船》、二年級下冊《我們的創(chuàng)意》等STEM單元或課文，都是采取這種任務(wù)驅(qū)動的模式，基于生活情境提出一個任務(wù)或問題，所進(jìn)行的技術(shù)與工程實(shí)踐，體現(xiàn)了初步的STEM教育思想。

教材設(shè)計(jì)的問題情境有利于把抽象的科學(xué)知識、科學(xué)原理和技能生活化、具體化、實(shí)踐化，有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)學(xué)習(xí)與生活、社會和現(xiàn)實(shí)的直接關(guān)聯(lián)，因此，創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境始終是一套好的科學(xué)教材所追求的目標(biāo)，也是教材編寫者需要不斷研究的問題。