經(jīng)驗在解決問題過程中的喚醒、改造和完善

俞維軍

【摘要】改造經(jīng)驗是經(jīng)驗積累過程中無法繞開的教育問題。小學生頭腦中原有的經(jīng)驗儲備大多是零散片面，甚至是錯誤的，如果不經(jīng)過系統(tǒng)整理或者糾正錯誤，便無法正確應用于解決問題。在教學中，教師應遵循循序漸進原則，善于創(chuàng)設學習情境，讓學生在矛盾沖突中喚醒經(jīng)驗，在理性發(fā)展中改造經(jīng)驗，在解決問題中完善經(jīng)驗。

【關鍵詞】經(jīng)驗 喚醒 改造 完善

現(xiàn)代教學觀認為，學生主體將其原有的知識經(jīng)驗與新知識相互融合，相互改造，以構建新的知識經(jīng)驗體系來解決問題，這是一種有效的學習方式。但由于受認知水平的限制，小學生頭腦中原有的知識經(jīng)驗儲備大多是零散片面，甚至是錯誤的，如不將這些碎片式的知識進行系統(tǒng)整理或者糾正錯誤，便無法在學習生活中正確運用，甚至可能因為錯誤應用而造成損失。所以，改造經(jīng)驗是經(jīng)驗積累過程中無法繞開的教育問題。這也正是杜威所指出的“教育的本質(zhì)就是經(jīng)驗的改造或改組”。

如何基于學生已有的知識經(jīng)驗來加以改造，使其理性發(fā)展并逐步完善，從而順利解決問題呢？下面筆者以教科版小學科學四年級下冊“點亮小燈泡”一課為例，解析如何引導學生在解決問題的過程中喚醒、改造和完善經(jīng)驗。

一、在矛盾沖突中喚醒經(jīng)驗

小學生原有的知識儲備、日常生活中的經(jīng)驗積淀，以及正在逐步發(fā)展的對科學探究的濃厚興趣，都構成了科學學習的“特定前提”。杜威現(xiàn)代教學論認為，教學應實現(xiàn)對兒童經(jīng)驗改造的任務，主張從兒童經(jīng)驗出發(fā)，通過豐富和擴展兒童直接經(jīng)驗的方式來學習人類文化知識，并最終走向對科學知識的系統(tǒng)掌握。腦科學研究也表明，只有將學生原有的知識經(jīng)驗呈現(xiàn)出來，并在此基礎上重新建構新知識經(jīng)驗，才能真正為學生所掌握。因此，教學活動需要喚醒學生與學習內(nèi)容有關的已有經(jīng)驗，尋找當前問題與過去問題的相似性，遷移解決過去問題的知識經(jīng)驗，從而解決當前問題。

教科版小學科學四年級下冊“點亮小燈泡”一課要求學生通過探究連接電路，知道電流可以使燈泡發(fā)光，認識電路的意義。教學伊始，教師另辟蹊徑，直接出示一個燈泡、一根導線和一節(jié)電池，要求學生獨立思考，讓認為能點亮小燈泡的學生將連接方法用科學簡圖表示出來。

基于學生在日常生活中對電池和導線連接等有了一定的知識經(jīng)驗基礎，教學預設中我們認為會有不少學生能夠正確連接。但在實際教學中，令人驚訝的是，筆者所在學校的四個班級，沒有一個學生能圖示出正確的連接方法。通過對所有學生科學簡圖的整理、匯總和分析后我們發(fā)現(xiàn)，在正確連接電路這個知識點上，學生主要存在以下兩個方面的局限：

1.基本沒有經(jīng)驗

個別學生遞交的是空白紙，或者是電池、導線、燈泡三者中缺少了其中某一部分的科學簡圖。經(jīng)過調(diào)查了解和分析，主要是學生未領會老師提出的圖示連接電路的要求，或者認為只要其中的兩樣就可以成功連接電路點亮燈泡。這類學生較少，四個班級中只有五六個學生。

2.片面或錯誤的經(jīng)驗

這類學生占據(jù)了絕大部分，他們已經(jīng)初步具有“電池里面有電，電能夠通過導線流動”這些知識經(jīng)驗，認為只要電流進了燈泡就能使燈泡發(fā)亮，但沒有電流回路的概念，他們的連接方法或是斷路或是短路，都不能點亮小燈泡。

腦科學研究表明，片面和錯誤的經(jīng)驗會直接干擾對新知識的接受，而基于證據(jù)的科學教育有助于較好地抑制錯誤概念并幫助學生重新建構。好奇心和求知欲是推動學生開展科學學習的內(nèi)在動力，對學生的發(fā)展具有重要的作用。當學生們展示出各自的連接方法后，教師組織學生當堂用自己的方法連接電路（因為存在短路連接，教師一定要提醒學生，用自己的連接方法持續(xù)連接的時間要短，建議不能超過10秒）。當學生信心滿滿地完成連接，卻發(fā)現(xiàn)不能點亮小燈泡時，原有的知識經(jīng)驗與現(xiàn)實產(chǎn)生了強烈的矛盾沖突，疑問頓生，他們迫切想知道原因，探究的興趣瞬間被激發(fā)出來。

二、在理性發(fā)展中改造經(jīng)驗

《義務教育小學科學課程標準（2017版）》在闡述課程基本理念時指出：在小學科學教學中，教師要突出學生的主體地位，基于學生的認知水平，聯(lián)系學生已有的知識和經(jīng)驗，創(chuàng)設良好的學習環(huán)境，引起學生的認知沖突，引導學生主動探究，啟發(fā)學生積極思維。在小學科學教學中，學生獲得知識經(jīng)驗的重要途徑是參與到具體的活動中去，并通過理性的思維才能達到對科學知識的實質(zhì)性的理解。

兒童科學教育專家韋鈺認為：學生建構新知識經(jīng)驗有兩種情況，一種是在學習過程中增加的知識和學生原來擁有的知識經(jīng)驗之間不存在沖突，這種微小的變化就比較容易被學生接受；第二種情況是需要原有知識經(jīng)驗發(fā)生根本性的移轉，需要重新建構。在“點亮小燈泡”一課的教學中，教師通過提出問題喚醒了學生原有的知識經(jīng)驗并產(chǎn)生了矛盾沖突以后，接下來就要趁熱打鐵，組織探究活動，幫助學生在理性發(fā)展中重新建構或者改造經(jīng)驗。

1.觀察與思考

這個環(huán)節(jié)的教學重點是認識電池和燈泡的構造，為學生探究電流回路的原理做好鋪墊。師生課堂交流如下：

師：請大家觀察一下電池的特點，說說你有什么發(fā)現(xiàn)？

生1：電池一端凸起，另一端凹下去。

生2：一邊有一個“+”，另一邊有一個“-”。

生3：我的這個電池上寫著1.5V。

……

師：電池里面儲存著電，并有正負兩極，正極用“+”號表示，負極用“-”號表示。這是燈泡，請大家仔細觀察燈泡的構造，并將觀察到的燈泡構造用科學簡圖記錄下來。

學生通過交流，認識到燈泡主要的構造有玻璃泡和螺旋狀的金屬外殼。玻璃泡里面是兩根金屬小棒，中間連接著燈絲，金屬外殼外側面有一個連接點，燈泡底部有一個連接點。

教師乘勢追問：“金屬外殼包著的里面部分會是什么樣的構造？”然后當著學生的面用大剪刀將螺旋狀金屬部分剪開，利用實物投影向學生展示內(nèi)部構造。就像一個魔盒被打開的瞬間，學生驚奇地發(fā)現(xiàn)，兩根金屬小棒中的一根一直向下延伸并與下面的連接點相連，另一根和邊上的連接點相連。教師引導學生將燈泡構造圖補充完整。

正如偉大的生物學家達爾文所說：“只是在覺察那些稍縱即逝的事物并對它們進行精細觀察能力上，我可能在普通人之上?！边@樣的觀察活動，幫助學生全新建構了對燈泡和電池構造的認知體系。但教師不能只局限于關注學生經(jīng)歷了活動，而更應該重視活動中發(fā)現(xiàn)新知識的意義，這樣才能幫助學生認識到經(jīng)驗改造的重要性。因此，教師繼續(xù)追問：“電池有正負兩個極，燈泡有兩個連接點，它們會有什么作用？”學生經(jīng)過深刻思考之后再動手實踐，嘗試正確連接。

2.實踐與想象

實踐證明，教學到這一環(huán)節(jié)，大部分學生能通過操作成功點亮小燈泡了。一盞盞小燈泡伴隨著學生喜悅的喊聲在教室內(nèi)發(fā)光發(fā)亮，這正是學生改造后知識經(jīng)驗的應用。柏拉圖曾經(jīng)指出：我們應該區(qū)分兩種不同的存在——經(jīng)驗的存在和理性的存在。經(jīng)驗的存在是有缺陷的，理性的存在才是完美的。成功實踐和科學想象結合的路徑，必然能幫助學生在理性發(fā)展中繼續(xù)深入改造經(jīng)驗。

師：你能想象電流在里面是怎樣流動的嗎？

生1：電從正極出發(fā)通過導線流入燈泡，再流出燈泡回到負極。

生2：電流從正極和負極同時出發(fā)，通過導線和金屬棒流到燈絲上碰頭，把小燈泡點亮。

生3：電流從負極出發(fā)，流經(jīng)燈絲，流到正極。

可見，學生思維的差異性提供了思考問題的不同視角，他們雖然不能看見電的流動，但都認為電在電路里流動必須要經(jīng)過一條接通正極和負極的通路，從而初步形成了電流回路的概念。

三、在解決問題中完善經(jīng)驗

杜威指出：教師的責任就是把學習者引入到思考之中，使之通過激動、驚奇或消極經(jīng)驗（即負效經(jīng)驗）而在其已經(jīng)獲得的知識關系中開啟新知識可以填補進去的“空間”，增添學習者經(jīng)驗中還不存在的某種東西，這就是教學方法的本質(zhì)。學校傳統(tǒng)教育的弊端就是容易忽視學生主體能動的創(chuàng)造性內(nèi)容，不利于學生改造和建構新的知識經(jīng)驗。有效的教學就是要通過組織具有挑戰(zhàn)性的活動，引導學生逐步深入思考探究，讓學生在解決問題的過程中不斷完善經(jīng)驗。同時，要考慮到學生認知能力基礎，充分留出足夠的思維時間和空間，通過合作與交流，提升學生解決問題的能力。

1.推理與創(chuàng)新

學生理解了電流回路的概念，學會了最基礎的連接電路點亮小燈泡的方法?？瓷先ニ坪跬瓿闪私虒W任務，但這就像地圖和旅行者的關系，地圖是人腦思維的外在呈現(xiàn)，是基于許多探索者經(jīng)驗集合，看了地圖，不能代替一場旅行的收獲。而如果去旅行，沒有地圖的指導，就可能會浪費時間和精力。一場旅行，條條大路通羅馬，只有在地圖指引下的親身經(jīng)歷，才會順利地收獲豐富的體驗和經(jīng)驗。

高質(zhì)量地改造經(jīng)驗的過程是離不開推理和創(chuàng)新的。所謂推理，是思維的基本形式之一，是由一個或幾個已知的判斷（前提）推出新判斷（結論）的過程。而創(chuàng)新是指在特定的環(huán)境中，改進或創(chuàng)造新的事物、方法等并獲得一定有益效果的行為。

如果本課的教學就此戛然而止，將是一個很大遺憾。有沒有其他的連接方法也能點亮小燈泡？學生們通過合作探究，發(fā)現(xiàn)理論上至少還有另外三種連接方法能點亮小燈泡，他們通過創(chuàng)新的連接方法成功點亮了小燈泡。至此，學生對電路回路的概念已經(jīng)完全掌握并能熟練運用。

2.完善與鞏固

改造后的經(jīng)驗能否順利成為學生自身認知素質(zhì)的一部分，關鍵看學生是否可以熟練應用并解決生活中的問題。本課的最后環(huán)節(jié)，教師出示斷路和短路的連接方式，學生通過抓住電流回路的意義，深入分析并了解原因，再一次幫助他們鞏固了新經(jīng)驗的認知。

《義務教育科學課程標準（2017年版）》多次強調(diào)“注重學習內(nèi)容與已有經(jīng)驗的結合”“在實踐中體驗和積累認知世界的經(jīng)驗”。也是明確要求我們一線科學教師要和學生在不斷改造經(jīng)驗的過程中解決問題?！包c亮小燈泡”一課的教學，正是通過學生經(jīng)歷原有知識經(jīng)驗的喚醒，在觀察和思考中，通過實踐和想象，展開理性推理和創(chuàng)新實踐，不斷完善和改造新的經(jīng)驗，提升他們解決問題的能力?？傊?，學生經(jīng)驗的“喚醒—改造—完善”，是科學合理地解決問題的途徑。