關(guān)注學(xué)生的思維

趙龍

由《科學(xué)課》雜志承辦的中國(guó)教育學(xué)會(huì)科學(xué)教育分會(huì)第五屆小學(xué)科學(xué)特級(jí)教師及名師論壇，其主題是“發(fā)展學(xué)生思維能力的課堂教學(xué)研究與改進(jìn)”，筆者聽完全部展示課后，感觸良多。“如何緊緊抓住學(xué)生的思維”的確是科學(xué)課堂教學(xué)的關(guān)鍵所在，以下僅以本次年會(huì)中給筆者留下較深印象的幾節(jié)課為代表，談?wù)勈斋@。

融環(huán)境、自然和科學(xué)于一體，提升學(xué)生思維

《丹頂鶴生活在哪里？》符合了廣州市近些年正在推動(dòng)的STEEN（科學(xué)Science、技術(shù)Technology、工程Engineering、環(huán)境Environment、自然Nature）教育理念。STEEN提倡從學(xué)生身邊熟悉的自然現(xiàn)象或科學(xué)現(xiàn)象入手，在真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)科學(xué)。本課樸實(shí)無(wú)華，又實(shí)實(shí)在在地使學(xué)生的思維一步步升華。

《丹頂鶴生活在哪里？》主要環(huán)節(jié)和學(xué)生思維發(fā)展分析如下：

1.導(dǎo)入：分析名畫《松鶴延年》中的科學(xué)性錯(cuò)誤

通過與學(xué)生的簡(jiǎn)單對(duì)話，引發(fā)學(xué)生的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)與觀察到的事實(shí)相沖突，誘發(fā)他們探究的欲望，自然而然地進(jìn)入有關(guān)動(dòng)物的生活環(huán)境與動(dòng)物的身體形態(tài)特征的探究主題。教師引申提問“沼澤與森林有何不同”后，為了進(jìn)一步幫助學(xué)生展開思維，特意為學(xué)生搭了腳手架——“它們（沼澤與森林）能提供哪些食物？”“食物不同，環(huán)境會(huì)有什么不同？”從而引導(dǎo)學(xué)生積極思考。

2.深入探究，建構(gòu)概念

活動(dòng)1，采取資料分析、推測(cè)的方法探究丹頂鶴的生活習(xí)性、身體特征與生活環(huán)境是否關(guān)聯(lián)。

活動(dòng)2，通過觀察標(biāo)本等形式探究不同禽鳥的足也適應(yīng)相關(guān)的生活環(huán)境。

很多學(xué)生其實(shí)并沒有見過丹頂鶴，對(duì)丹頂鶴也不夠了解，通過閱讀教師提供的資料并加以分析，就有了判斷的依據(jù)。對(duì)實(shí)物標(biāo)本的觀察遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于圖片觀察，使得學(xué)生的概念建構(gòu)更牢固。兩個(gè)活動(dòng)可以通過丹頂鶴足的特點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容承接和邏輯過渡，從丹頂鶴的足適應(yīng)沼澤地等生活環(huán)境，導(dǎo)出不同禽鳥的足也適應(yīng)相關(guān)的生活環(huán)境。這既是一種知識(shí)遷移應(yīng)用的結(jié)果，也是學(xué)生從科學(xué)現(xiàn)象深入科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)知升華過程，是他們思維培養(yǎng)和發(fā)展的結(jié)果。

3.拓展

將學(xué)科與生活關(guān)聯(lián)拓展，根據(jù)所學(xué)知識(shí)送鳥回家，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用，讓學(xué)生體會(huì)到全面觀察、深入分析、科學(xué)判斷的好處。

技術(shù)與數(shù)學(xué)融合，提升學(xué)生思維

筆者沒有把這節(jié)《設(shè)計(jì)制作包裝盒》看成簡(jiǎn)單的技術(shù)工程課，主要原因有三：

一是這節(jié)課不是工程課，與工程無(wú)關(guān)。工程講究的是不同的各個(gè)子項(xiàng)目之間的統(tǒng)籌安排、合理計(jì)劃，工程是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的種種考慮和協(xié)調(diào)。

二是這節(jié)課也不是技術(shù)課。技術(shù)課，一般是通過需求、設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、改進(jìn)、評(píng)估等基本流程，完成一個(gè)產(chǎn)品。

三是這節(jié)課是STEM中的技術(shù)與數(shù)學(xué)結(jié)合的課，體現(xiàn)了“經(jīng)驗(yàn)型技術(shù)”向“應(yīng)用型技術(shù)”的過渡。

《設(shè)計(jì)制作包裝盒》主要環(huán)節(jié)和學(xué)生思維發(fā)展分析如下：

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)

提出需求任務(wù)“用邊長(zhǎng)20厘米的正方形包裝卡紙，做一個(gè)無(wú)蓋包裝盒，用來(lái)裝棱長(zhǎng)為2厘米的正方體巧克力，要求能裝下盡可能多的巧克力”。任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生有競(jìng)爭(zhēng)、有壓力，更有興致。

教師引導(dǎo)學(xué)生討論如何做基本的設(shè)計(jì)（如盒子底部應(yīng)該是正方形），還要考慮設(shè)計(jì)的基本問題（如巧克力不能超過盒子邊緣，盒子不能擠壓變形，盡量利用空間）。教師交代基本規(guī)則、基礎(chǔ)方法，讓學(xué)生有章可循。

2.學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)制作包裝盒，匯報(bào)交流心得

學(xué)生嘗試做出幾種包裝盒，發(fā)現(xiàn)1層高的包裝盒能裝64塊巧克力，2層高的包裝盒能裝72塊巧克力，3層高的包裝盒能裝48塊巧克力。引發(fā)沖突：1層的比較多，2層的最多，3層的反而少了，那么4層呢？這個(gè)問題還是有一點(diǎn)難度的。層數(shù)的增加，可以使得向上的空間增加而增加容量，卻會(huì)減少底面積，并損失了較多的邊角材料。這一段分析抓得好，學(xué)生還是能夠理解的。

其實(shí)做成幾層，對(duì)應(yīng)的最多容納巧克力的數(shù)量，是可以用數(shù)學(xué)方法計(jì)算的。教師帶領(lǐng)學(xué)生理解計(jì)算方法：容積=長(zhǎng)×寬×高。（學(xué)生通過圖示能很快明白。）學(xué)生已經(jīng)擺脫了一個(gè)個(gè)的試制包裝盒的過程，而是直接用數(shù)學(xué)方法得出：1層64塊;2層72塊;3層48塊;4層16塊;不可能超過4層。并且，通過數(shù)據(jù)比較，做2層的包裝盒是最佳選擇。

3.完成新挑戰(zhàn)

把邊長(zhǎng)20厘米的正方形包裝卡紙換成邊長(zhǎng)30厘米的正方形包裝卡紙，又能裝多少巧克力，最佳方案如何？有了以上的數(shù)學(xué)思維方法，學(xué)生就可以很輕松地計(jì)算出來(lái)了，已經(jīng)不需要一個(gè)個(gè)、一層層地試制包裝盒了。在有了數(shù)學(xué)思維的武器之后，可以直接推導(dǎo)得出結(jié)論，并用于指導(dǎo)生產(chǎn)！

借助信息化技術(shù)，提升學(xué)生思維

信息化技術(shù)的使用，并不是說以此代替實(shí)際的觀察，而是在于它能把大家平時(shí)不經(jīng)意、不系統(tǒng)的觀察重現(xiàn)或模擬，使其變得更系統(tǒng)化、細(xì)致化。

《四季更迭》主要環(huán)節(jié)和學(xué)生思維發(fā)展分析如下：

1.提出問題

調(diào)取學(xué)生已有的關(guān)于四季的前概念（主要為氣溫冷暖程度不同），提出問題：四季除了依據(jù)冷暖不同來(lái)劃分，還可以按照什么來(lái)劃分？這里體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)作用，迫使學(xué)生思考，找四季中其他的明顯不同。

學(xué)生剛學(xué)習(xí)完晝夜的知識(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生從晝夜長(zhǎng)短變化中找規(guī)律，進(jìn)一步聚焦問題：“四季晝夜交替，而晝夜的長(zhǎng)短一樣嗎？”學(xué)生調(diào)取生活經(jīng)驗(yàn)，匯報(bào)夏天晝長(zhǎng)夜短，冬天晝短夜長(zhǎng)，春秋則居中。

晝夜長(zhǎng)短真的是這樣變化的嗎？如果有規(guī)律，那么可以利用晝夜長(zhǎng)短的變化規(guī)律劃分四季嗎？學(xué)生對(duì)四季過程中的晝夜長(zhǎng)短變化，有生活經(jīng)驗(yàn)，這是一種定性的認(rèn)識(shí)。通過模擬器的觀察，采集具體的晝長(zhǎng)數(shù)據(jù)，做統(tǒng)計(jì)，找規(guī)律，這是定量的研究。從定性走向定量的研究，也是科學(xué)研究的重要方法之一。

2.展開探究

各組做計(jì)劃，選取數(shù)據(jù)采集點(diǎn)（有的組選每月的月初，有的組選每月的月中……），按自己的計(jì)劃觀察采集晝長(zhǎng)和溫度數(shù)據(jù)，生成圖表。本課采取了信息技術(shù)工具，選取數(shù)據(jù)采集點(diǎn)后，能將學(xué)生“需要”的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)里方便地“調(diào)取”出來(lái)（代替記錄），并自動(dòng)生成圖表。

手工采錄數(shù)據(jù)、手工作圖，在數(shù)學(xué)課中已經(jīng)訓(xùn)練過，此能力并非本節(jié)課要訓(xùn)練的重點(diǎn)，本課的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的思維。各組分析后發(fā)現(xiàn)，晝長(zhǎng)變化和氣溫變化其實(shí)是在做基本同步的規(guī)律性變化（反映變化規(guī)律的統(tǒng)計(jì)圖，是一致的）。學(xué)生自發(fā)地開始用晝長(zhǎng)變化對(duì)應(yīng)的日期來(lái)劃分四季，然后匯報(bào)交流。

教師補(bǔ)充各月平均晝長(zhǎng)、各月平均氣溫?cái)?shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)圖，鞏固學(xué)生的認(rèn)識(shí)。學(xué)生的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)為每個(gè)月相同的一個(gè)日期點(diǎn)，不同組的日期點(diǎn)選擇不同，但大家得到的結(jié)論相同。教師補(bǔ)充月均數(shù)據(jù)，說明得更科學(xué)，也能找到晝長(zhǎng)最長(zhǎng)日期、最短日期與晝夜平分日期所在的月份。

3.拓展延伸

教師補(bǔ)充武漢2018年的數(shù)據(jù)，帶領(lǐng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)圖。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，盡管地區(qū)、年份不同，但是規(guī)律依舊。

接著，教師補(bǔ)充認(rèn)識(shí)春分、夏至、秋分、冬至確切日期的知識(shí)。因?yàn)橐陨辖虒W(xué)中學(xué)生的思維不斷深入，他們能夠很清晰地認(rèn)識(shí)這四個(gè)日期點(diǎn)，從而為將來(lái)學(xué)習(xí)四季形成的原因打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

觀課有感

簡(jiǎn)單回顧了本次年會(huì)中的幾節(jié)課，可以看到各課都非常重視學(xué)生的思維，契合了活動(dòng)的主題，契合了科學(xué)課教學(xué)。當(dāng)然其他的一些課，也各有亮點(diǎn)，篇幅所限無(wú)法一一細(xì)談。

筆者認(rèn)為一節(jié)好課應(yīng)該是：活動(dòng)前有明確的目的，學(xué)生有明確的問題和假設(shè);活動(dòng)中要帶有任務(wù)，學(xué)生不僅要?jiǎng)邮秩プ?，而且要在此基礎(chǔ)上動(dòng)腦思考;活動(dòng)后要有結(jié)果，學(xué)生應(yīng)該有比較明確的收獲。

筆者非常推崇心理學(xué)家維果茨基在說明教學(xué)與發(fā)展的關(guān)系時(shí)，提出的“最近發(fā)展區(qū)”理論，即教學(xué)必須要考慮學(xué)生發(fā)展的兩種水平：一是現(xiàn)在的發(fā)展水平，二是在有指導(dǎo)的情況下借助教師的幫助達(dá)到解決問題的水平，或是借助他人的啟發(fā)達(dá)到較高的水平，這兩者之間的差距，就是“最近發(fā)展區(qū)”。

“最近發(fā)展區(qū)”理論要求教師重視觀察和反思，了解學(xué)生的現(xiàn)有發(fā)展水平，讓教學(xué)活動(dòng)處于“最近發(fā)展區(qū)”之中，只有這樣才能真正促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。把握學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，最實(shí)際的做法就是要抓住學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特點(diǎn)，了解他們的已有知識(shí)水平、生活經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)審視教學(xué)目標(biāo)以及圍繞目標(biāo)選擇教學(xué)方法有著重要的指導(dǎo)意義。

強(qiáng)調(diào)在課堂中發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用是新課程改革倡導(dǎo)的精神，已經(jīng)深入人心。用新課程改革的理念指導(dǎo)課堂教學(xué)，也要求教師深入分析學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)知水平，確定“最近發(fā)展區(qū)”，再通過一系列的教學(xué)，幫助和引領(lǐng)學(xué)生達(dá)到一個(gè)新的認(rèn)知高度。做到這一點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上就是在著眼學(xué)生的思維發(fā)展！