巧用學習支架 優(yōu)化科學課堂

◇曹嚴方（江蘇：南京市瑯琊路小學）

學習支架是指在課堂教學中基于學習目標和學情有意識地賦予學生學習一些梯度和輔助的學習載體。從形式上來說，學習支架可以是學習內(nèi)容、學習方法或?qū)W習步驟，但一定要具備可操作性，這樣才能成為學生完成學習目標的“技術(shù)指導”。由于學生認知發(fā)展和思維水平的局限性，他們的探究往往具有主觀性、片面性、無意識和缺乏邏輯性等特點，需要教師在教學過程中發(fā)揮促進者的作用，特別是當學生遇到具有挑戰(zhàn)性的科學探究活動而陷入“困境”時，更需要教師對其學習與概念建構(gòu)及時助力。

在新課改的號召下，小學科學課堂注重學生思維發(fā)展，強調(diào)培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)。在實際教學中，科學課堂普遍重視知識，忽略思維，重視結(jié)論，忽略過程，重視程序，忽略發(fā)展。學生的學習熱情低、思維能力差。如何讓科學學習在課堂上真正發(fā)生，搭建有效的學習支架可以作為一種教學策略進行嘗試。教師在教學過程中巧妙設(shè)計、利用學習支架幫助學生解決遇到的難題，有助于學習目標的實現(xiàn)，有助于學生思維能力與科學素養(yǎng)的發(fā)展與培育，并讓課堂煥發(fā)新的活力。應(yīng)如何在教學中有效地使用學習支架、優(yōu)化課堂教學呢？通過部分教學實例，筆者總結(jié)了巧用學習支架、優(yōu)化科學課堂的實踐。

一、創(chuàng)設(shè)情境支架，激發(fā)學生探究興趣

新課標指出，科學課的學習要促進學生關(guān)注與科學有關(guān)的社會問題，認識科學對社會的雙重作用，將所學的知識運用到生活中去。創(chuàng)設(shè)符合教學需求的真實情境，能有效增強學習內(nèi)容的吸引力，幫助學生獲得真實的學習感受，促進新舊知識之間的前后聯(lián)系。《有趣的食物鏈》一課中，一位教師設(shè)置了兩種情況：一個故事和兩則新聞。故事中描述了因為農(nóng)田里害蟲過多，農(nóng)民噴灑農(nóng)藥保護莊稼，結(jié)果食物鏈上的其他生物受害，最終導致人類也受到毒害。兩則新聞分別是營養(yǎng)豐富的南極磷蝦出現(xiàn)在人們餐桌和因為磷蝦的過度捕撈，以磷蝦為食的企鵝和鯨魚、海豹等生物數(shù)量急劇下降。

兩個情境，隨之而來的是兩個問題，究竟能不能灑農(nóng)藥和磷蝦“撈”還是“不撈”？多數(shù)學生認為不能灑農(nóng)藥，也不應(yīng)撈蝦。其實得出該結(jié)論是因為學生并沒有對“噴灑農(nóng)藥”和“捕撈”這些具有兩面性的事件進行合理的思考和評價。當學生認識到用藥的利弊，再置身情境中，把自己當作農(nóng)民，他們就不會倉促認為不應(yīng)該噴灑農(nóng)藥了，磷蝦的問題也是一樣。

兩個情境的精妙設(shè)計成功喚起了學生的探究興趣，認真地引導學生針對某一問題從不同的角度，多層次、開放性地思考問題，學會辯證地看待事物，同時謹慎地做出選擇，學著做一個合格的小公民嘗試參與公共事務(wù)的分析和管理。情境的設(shè)計不是簡單的教學導入或者刻意制造的教學過渡環(huán)節(jié)，而是作為學習支架，將學生引入深度學習，是提升學生科學素養(yǎng)的有效抓手。

二、運用圖表支架，構(gòu)建科學概念

圖表包括了各種圖示和表格，常用的有概念圖、思維圖、流程圖等，可以用于科學探究學習的各個部分，比如解釋說明、分析綜合、反思評價。在科學課堂中，用得較多的就是思維氣泡圖、雙氣泡圖。它們可以保證思考的有效度和自由性，不僅能讓學生的思維盡可能發(fā)散，還隨時提醒他們注意發(fā)散的氣泡都要和中心點相關(guān)，這種學習非常適合低年級的學生。

基本氣泡圖的結(jié)構(gòu)很簡單，邏輯只走一層，特別適合低齡兒童用它來多維度思考問題，找出事物的多種特征，鍛煉發(fā)散思維，構(gòu)建科學概念。在《石頭》一課中，要用描述性的詞語來觀察和描述石頭。雖然學生對石頭很熟悉，但是他們不一定對一塊石頭展開細致的觀察，他們或許能觀察描述出某一特征，但不一定能針對一塊石頭進行特征的完整描述。

根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論，一年級的學生處在前運算和具體運算期的過渡階段。教師作為引路人，勢必教授“漁”的思維技能，而不是直接給“魚”。借助氣泡圖進行觀察和描述，先從具體的某一塊石頭的氣泡圖入手，了解應(yīng)該如何從形狀、顏色、斑紋、大小等多維度描述，再聚焦眼前的石頭，按照氣泡圖的提示逐一觀察記錄。氣泡圖作為橋梁，幫助學生自主搭建起從具象到抽象，再到具象的完整思維過程。

在深度理解和熟練使用氣泡圖后，教師可以順勢推進雙氣泡圖的運用。雙氣泡圖可以用來對比和類比兩個事物的相同點和不同點。在教學《水》和《空氣》后，可以運用雙氣泡圖進行類比活動，比較水和空氣這兩種物質(zhì)的相同和不同。在內(nèi)圍中，用“無色”“無味”“透明”等詞語描述共同點，外圍用“液體”“氣體”“看得見”“看不見”“摸得著”“摸不著”描述差異。運用這類圖表支架能夠使學生的思維可視化、具象化，幫助學生認清事物的本質(zhì)。

在科學教學中，運用圖表支架可以喚起學生的學習興趣，調(diào)動學習的主動性，幫助學生認清事物的本質(zhì)。通過學習支架，學生可以將他們的思維過程展示出來，這就是所謂的思維可視化，使他們理解自己的思維過程，梳理出科學概念的核心要素，不斷培養(yǎng)自己的思維能力。

三、緊扣問題支架，培養(yǎng)學生思維能力

教師用不同層次、不同角度的問題引導學生探究問題、解決問題，促使學生的學習不斷深入，這種具有結(jié)構(gòu)性以及引導性、可操作性的問題稱之為問題支架。目前的新教材的設(shè)計基調(diào)是文字少、問題少，但很多問題大多是指向探究活動核心的關(guān)鍵問題，且大多是學生要經(jīng)過思維加工才能回答的問題。這樣有思維深度的問題就可以變?yōu)橐粋€問題支架貫穿在科學學習中。

小學科學的探究活動大都以細致觀察為起點，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、聚焦疑惑。教師設(shè)計符合學生思維發(fā)展區(qū)的“問題鏈”支架，引導學生發(fā)現(xiàn)并提出問題，在分析、解決問題的同時又產(chǎn)生新的問題，能夠助力學生科學概念的建構(gòu)。如在《肥沃的土壤》中“仔細觀察土壤的表層和下層，你發(fā)現(xiàn)有什么不同？”這一問題的核心其實指向科學概念“腐殖質(zhì)”。但腐殖質(zhì)的概念對于學生來談有些晦澀難懂，但建立腐殖質(zhì)的概念又很重要，因為它是土壤肥沃或貧瘠的決定因素。所以從土壤中長出的植物和土壤顏色的差異著手，先讓學生多看一看，關(guān)注到土壤的表層和下層的顏色的不同，然后產(chǎn)生為什么不同的質(zhì)疑，讓問題成為探究和思考的起點。以落葉為研究對象，在關(guān)注落葉顏色變深和葉子在逐漸變小，深入思考消失后的樹葉消失后變成了什么和發(fā)揮的作用。這個問題是回答什么是腐殖質(zhì)的關(guān)鍵問題，也是調(diào)動學生的描述、比較和歸納等思維技能來逼近科學概念的核心問題。

提供恰當?shù)膶W習支架，支持學生科學概念的過程應(yīng)該是師生共同參與的過程。觀察和比較固然重要，但進一步的問題思考更加重要，它決定了學生的內(nèi)部認識和科學事實間是否建立了真正的聯(lián)系。再追問：這兩盆植物的長勢有什么不同？可能和土壤有什么關(guān)系？在問題鏈的串聯(lián)下，學生不僅要仔細觀察、聚焦比較和科學描述，更要進行有依據(jù)的猜想和假設(shè)，學生的內(nèi)部認識和科學事實間才建立真正的聯(lián)系。由此，科學概念方能有效建構(gòu)，科學思維活動才會真正發(fā)生。

在設(shè)計問題支架時，我們需要注意，盡量設(shè)計高認知的問題引導學生思維發(fā)展。但有些看似簡單的問題，教師應(yīng)要求學生盡可能清晰完整、有條理地回答，提取關(guān)鍵信息，引導學生思維的發(fā)展，而不要急于通過碎片化的答案，拼湊出一個所謂的完整結(jié)論。一個好的問題支架絕不是由若干個碎片化的小問題構(gòu)成，而應(yīng)該是能引導學生的科學思維活動真正發(fā)生的。

四、巧借工具支架，突破教學重難點

在以學為主體的教學活動中，很多重難知識點是難以依靠課堂教學語言來突破的。教學工具的合理運用，是突破教學重難點的關(guān)鍵所在。教學工具可以是現(xiàn)代化的教學手段，革新后的創(chuàng)意教具，也可以是具有學科特質(zhì)的教學場域……根據(jù)不同的教學目標，工具支架為學生突破重難知識點提供了有效保障。

（一）利用信息技術(shù)，引導學生開展思考

在《云量和雨量》的教學中，了解雨量器的重要性是本節(jié)課的難點。在做雨量器之前，組織學生談?wù)撛趺粗烙晗碌糜卸啻?，是常?guī)課中的常規(guī)操作。但是這個討論存在著走過場的嫌疑，通常由教師口述，然后直接進入雨量器制作環(huán)節(jié)。其實，準確知道雨下得大小對于學生來說，想出辦法還是很容易的，拿杯子接雨水就可以了。那為什么拿杯子接雨水就可以表示雨下得有多大呢？空憑講述，恐怕很難說服學生，更別談促進學生的思維發(fā)展了。若是利用Scratch 軟件制作一個簡單動畫，教學效果就大相徑庭了。生動形象的動畫直接展示出原來用杯子接住的雨水高度和外面的雨水是一樣的，只要量一量雨水的高度就可以判斷雨水的大小。這樣的動畫支架給予了學生思考的提示，讓學生對雨量器的重要性也有了屬于自己的深入理解。

（二）利用創(chuàng)新教學具，激發(fā)學生探究熱情

科學教學大都以實驗為基礎(chǔ)，豐富多彩的教學具觸發(fā)奇妙的科學現(xiàn)象，吸引學生進行思索與探究。在“太陽和影子演示器”中，太陽的高度原本是一個抽象概念，學生理解有一定難度。但在創(chuàng)新的教具中，增添了具體軌道之后，太陽的位置、高度可以相對固定，通過改變軌道與水平面的夾角就能方便地演示季節(jié)變化產(chǎn)生的結(jié)果，對于學生來說一切就變得真實而具體，理解起來不再有難度，也激發(fā)了他們對地球和宇宙科學領(lǐng)域的研究熱情。一件好的教具可以增強學生對科學概念的理解，幫助教師順利突破教學重難點。

（三）利用科普場館，強化學生親身體驗

雖然城市中有很多科普場館資源，現(xiàn)代感和科技感充足，但學生通常是無意識、無目的地游覽，無法真正學習科學知識，提升科學素養(yǎng)。很多學校充分利用校園資源建設(shè)了各具特色的科普場館，如地震館、恐龍化石館、水文化館等。我們可以充分利用這些得天獨厚的教學資源，幫助學生獲得真實的探究體驗，補齊課堂上無法親身體驗的教學短板。在教學《火山和地震》一課時，教師可以提前布置好學習任務(wù)，學生在明確學習目標后，直接進入地震館，根據(jù)學習的需要和自己的興趣參觀游覽，親身體驗，搜集信息和探究學習。此時，我們已經(jīng)將地震館打造成為教師有效教學的工具支架，調(diào)動學生在場館內(nèi)的學習積極性，讓他們了解地震知識，感受“地震”時的真實體驗，將地震時需要掌握的自救措施迅速運用起來，提升將知識轉(zhuǎn)化為解決問題的能力。

總之，為了優(yōu)化當前的科學課堂，教師在進行教學設(shè)計時，可以充分發(fā)揮學習支架的作用。通過創(chuàng)設(shè)情境支架，喚起學生的探究興趣；運用圖表支架，培養(yǎng)學生的思維能力；緊扣問題支架，幫助學生構(gòu)建科學概念；巧借工具支架，突破教學重難點。運用學習支架，幫助學生通過一步步攀爬“支架”來逐步完成學習任務(wù)，從已有發(fā)展水平轉(zhuǎn)化為潛在發(fā)展水平，完成科學“知識架構(gòu)”，感受科學世界的無窮魅力?！?/p>