深度研讀實(shí)驗(yàn)教材啟迪學(xué)生科學(xué)思維

許麗雙

〔摘? ? 要〕? 2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)的四個(gè)維度中，科學(xué)思維是關(guān)鍵能力，是素養(yǎng)核心。本文以教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊《里面是怎樣連接的》為例，教師深度研讀教材，立足科學(xué)課堂，從“設(shè)計(jì)進(jìn)階任務(wù)”“優(yōu)化探究材料”“聚焦核心問題”三個(gè)方面闡述在小學(xué)科學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，如何幫助學(xué)生啟迪科學(xué)思維，讓科學(xué)素養(yǎng)真正落地。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；深度研讀；學(xué)習(xí)進(jìn)階；優(yōu)化材料；核心問題

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? （2023）? 12-0058-03

科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)內(nèi)涵分為四個(gè)方面，分別是科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任。其中科學(xué)思維指的是從科學(xué)的視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)、規(guī)律與關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，也是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的核心思維方式，而且可以遷移到其他領(lǐng)域，這是科學(xué)課程中最重要的核心素養(yǎng)發(fā)展要求。2022年版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)思維的總目標(biāo)確定為：掌握基本的思維方法，具有基本的科學(xué)思維能力。但現(xiàn)階段部分科學(xué)探究教學(xué)仍然聚焦于操作技能的訓(xùn)練，學(xué)生思維能力的培養(yǎng)不足導(dǎo)致學(xué)生無法真正理解科學(xué)研究的本質(zhì)，無法靈活地解決現(xiàn)實(shí)情境中的真實(shí)問題。為此，筆者結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，落實(shí)新課標(biāo)理念，聚焦學(xué)習(xí)進(jìn)階與材料優(yōu)化，讓學(xué)生的科學(xué)思維外顯，深化。

一、設(shè)計(jì)進(jìn)階任務(wù)，形成思維方法

學(xué)習(xí)進(jìn)階通常由較為具體、簡單的生活現(xiàn)象出發(fā)，逐步發(fā)展為復(fù)雜、抽象的概念理解，在呈現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展過程的同時(shí)，也揭示了一些日常生活經(jīng)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)進(jìn)階關(guān)注了學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展和已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，是教育研究與教學(xué)緊密結(jié)合的橋梁，是設(shè)計(jì)少而精、連貫一致的中小學(xué)科學(xué)課程的必然需求。目前2022版本《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的頒布，也標(biāo)志著學(xué)習(xí)進(jìn)階已進(jìn)入應(yīng)用與實(shí)踐層面。以《里面是怎樣連接的》一課為例，在前面幾課中，學(xué)生基本建立了電路的相關(guān)概念，而本課將檢驗(yàn)學(xué)生在一個(gè)真正的電路中對(duì)于電路概念的理解?！半娐分懈鱾€(gè)部件都是以不同的方式連接的，如果看不到電路，我們能知道各個(gè)部件是怎樣連接的嗎？”教師要組織學(xué)生帶著此問題進(jìn)行科學(xué)探究?；谝陨纤伎?，我依據(jù)新課標(biāo)理念一共設(shè)計(jì)三個(gè)進(jìn)階式的教學(xué)任務(wù)。

任務(wù)一：研究3個(gè)接線柱暗盒。教學(xué)以三個(gè)接線柱的暗盒為載體，初步講解檢測的順序。再引導(dǎo)學(xué)生利用電路檢測器以及通路、斷路的概念進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果推測暗盒里面的連接方式。為下面研究4個(gè)接線柱暗盒的內(nèi)部連接奠定基礎(chǔ)。

任務(wù)二：研究4個(gè)接線柱暗盒的內(nèi)部連接。教學(xué)中，先是引導(dǎo)學(xué)生觀察暗盒特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)接線柱有4個(gè)，檢測器接頭只有2個(gè)，要如何檢測才能做到有序，不重復(fù)也不遺漏？四年級(jí)的孩子在上學(xué)期已經(jīng)有了“有序思考”的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。所以在交流中，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生理解兩個(gè)問題。其一是有序的檢測順序應(yīng)該是先確定1號(hào)接線柱，按順序數(shù)出1～2、1～3、1～4后，再確定2號(hào)接線柱，以此類推。其二則是讓學(xué)生理解1～2、2～1兩種方法是重復(fù)的，所以確定2號(hào)接線柱，就只有2～3、2～4兩種。當(dāng)學(xué)生明確了有序的檢測順序，依次有序檢測，再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)檢測結(jié)果，推測4個(gè)接線柱暗盒的內(nèi)部連接。

任務(wù)三：設(shè)計(jì)5個(gè)接線柱暗盒的內(nèi)部連接。該任務(wù)融入技術(shù)工程思維，以課堂提升練習(xí)的形式呈現(xiàn)，考慮到學(xué)生的能力水平不同，以小組合作形式進(jìn)行，讓小組交流討論，自主設(shè)計(jì)5個(gè)接線柱暗盒的內(nèi)部連接來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的檢測效果。

三個(gè)進(jìn)階式任務(wù)，學(xué)生能主動(dòng)利用上一個(gè)任務(wù)學(xué)到的知識(shí)、方法遷移應(yīng)用到下一個(gè)任務(wù)中，激活了學(xué)生科學(xué)思維的靈性，幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)思維方法和思維習(xí)慣。

二、優(yōu)化探究材料，引發(fā)思維互動(dòng)

思維活動(dòng)是課堂教學(xué)的核心活動(dòng)，科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科最本質(zhì)的特征，科學(xué)教學(xué)要實(shí)施基于思維的科學(xué)探究，圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，聚焦科學(xué)問題，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化材料，激發(fā)學(xué)生自主思維，重視師生互動(dòng)和生生互動(dòng)，突出知識(shí)與方法的應(yīng)用和遷移。下面筆者主要以活動(dòng)記錄單、課堂練習(xí)單和結(jié)構(gòu)化教具的優(yōu)化來談?wù)勅绾我l(fā)學(xué)生的思維互動(dòng)。

（一）活動(dòng)記錄單——用心設(shè)計(jì)

活動(dòng)記錄單是重現(xiàn)學(xué)生思維過程的重要載體。在教學(xué)中，原本使用圖1記錄單，但學(xué)生不理解記錄方法，在小組匯報(bào)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤的連接方式。為此，我對(duì)記錄單進(jìn)行優(yōu)化。

鑒于學(xué)生的能力水平不同，我將推測暗盒內(nèi)部的連接方式分兩個(gè)層次進(jìn)行呈現(xiàn)（如圖2所示），經(jīng)過改進(jìn)后的記錄單層次分明，記錄方便，還便于學(xué)生根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行演繹推理。

（二）課堂練習(xí)單——精心分層

教師在教學(xué)中要深度研讀教材，創(chuàng)設(shè)有利于合作互動(dòng)的教學(xué)情境，面向全體學(xué)生，組織合作交流活動(dòng)，注重教師的引導(dǎo)和學(xué)生的相互激發(fā)，以情感互動(dòng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)思維互動(dòng)。因此，在教學(xué)中我精心設(shè)計(jì)課堂練習(xí)，共分為基礎(chǔ)練習(xí)和提升練習(xí)兩個(gè)層次。

基礎(chǔ)練習(xí)：選一選

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后，小明推測接線盒內(nèi)的連接情況如下圖所示。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不支持這一結(jié)果是（?????）。

提升練習(xí)：小小設(shè)計(jì)師

請你設(shè)計(jì)盒內(nèi)電路連接，滿足以下的電路通斷情況。（通路用√表示，斷路用×表示）

兩道習(xí)題均是考查學(xué)生的分析推理能力，其中提升練習(xí)是以小組為單位，通過交流討論設(shè)計(jì)5個(gè)接線柱的暗盒內(nèi)部連接，這是一個(gè)適合學(xué)生合作互動(dòng)的認(rèn)知問題。教師還精心設(shè)計(jì)了“思考、操作、檢查”等文字提示，為學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性搭建腳手架。其次本道習(xí)題融入技術(shù)工程思維，將推測暗盒的內(nèi)部連接方式改為設(shè)計(jì)暗盒的連接方式，讓學(xué)生由學(xué)習(xí)者變成創(chuàng)造者。

（三）結(jié)構(gòu)化教具——細(xì)心準(zhǔn)備

結(jié)構(gòu)化材料是指與教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和任務(wù)相匹配的，具有一定邏輯關(guān)系、結(jié)構(gòu)完整的學(xué)習(xí)材料。當(dāng)學(xué)生遇到結(jié)構(gòu)化的材料時(shí)，可以產(chǎn)生自主探究的興趣，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神，提升科學(xué)素養(yǎng)。例如任務(wù)二中，當(dāng)學(xué)生呈現(xiàn)了4種可能出現(xiàn)的連接方式（如下圖所示），其中后面三種屬于簡化連接方式，這是本課學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。為此，我對(duì)演示教具進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)“運(yùn)用比較分析的思維方法，根據(jù)檢測結(jié)果推理接線盒內(nèi)部的連接方式”這一教學(xué)目標(biāo)。

例如最后一種簡化連接，部分學(xué)生對(duì)2～4沒有導(dǎo)線連接，是否能從2號(hào)接線柱流通3號(hào)接線柱后，再到4號(hào)接線柱。針對(duì)學(xué)生的這一認(rèn)知的困惑點(diǎn)，我巧妙設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)化教具，利用磁性膠條和導(dǎo)電膠制作成可導(dǎo)電的教具，從而代替導(dǎo)線，可便于學(xué)生進(jìn)行操作，同時(shí)也為現(xiàn)場驗(yàn)證提供了便利，學(xué)生可直接驗(yàn)證電流是否可從2號(hào)接線柱流到3號(hào)接線柱，再到4號(hào)接線柱。用心準(zhǔn)備的結(jié)構(gòu)化材料讓學(xué)生的科學(xué)思維從抽象變?yōu)榫唧w、從無形變?yōu)榭梢?，引發(fā)了學(xué)生的思維互動(dòng)，有效培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)。

三、聚焦核心問題，提高思維深度

問題是一切科學(xué)探究的起點(diǎn)，也是科學(xué)思維的源泉，而科學(xué)課的核心問題則是這一節(jié)課的“課眼”。為此，教師要正確解讀課程標(biāo)準(zhǔn)理念和教材，力求把握科學(xué)探究的本質(zhì)，設(shè)計(jì)直指科學(xué)概念、科學(xué)思維、科學(xué)探究能力等內(nèi)容的核心問題。在教學(xué)中教師在每個(gè)任務(wù)中都設(shè)計(jì)核心問題引發(fā)學(xué)生思考，并利用追問這一教學(xué)策略來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次交流，提高思維深度。

例如在任務(wù)一中，教師設(shè)計(jì)核心問題“將電路檢測器的兩個(gè)接頭分別接到1號(hào)和2號(hào)接線柱上，那電流能從1流到2，從而點(diǎn)亮小燈泡嗎”，引發(fā)學(xué)生思考辨析，理解當(dāng)1號(hào)接線柱和2號(hào)接線柱有導(dǎo)線連接，是通路狀態(tài)，會(huì)點(diǎn)亮小燈泡；反之，沒有導(dǎo)線連接，是斷路狀態(tài)，不能點(diǎn)亮小燈泡。接著，當(dāng)學(xué)生檢測出1～2、1～3、2～3的通斷情況后，讓學(xué)生推測三個(gè)接線柱暗盒的內(nèi)部連接這一環(huán)節(jié)時(shí)，教師沒有止步讓學(xué)生連一連，而是繼續(xù)追問“請說說你這樣連的依據(jù)是什么”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合檢測結(jié)果來說理由，有效培養(yǎng)學(xué)生推理能力。

又如任務(wù)二介紹基礎(chǔ)連接和簡化連接時(shí)，教師先讓學(xué)生觀察第一種連接方式，當(dāng)發(fā)現(xiàn)第一種是最簡單的連接方式，有幾個(gè)通路就用幾根導(dǎo)線連接，教師引出基礎(chǔ)連接的概念。緊接著教師再繼續(xù)追問學(xué)生，后面三種和第一種有什么不同？通過對(duì)比觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)雖然少了一根，但是也能實(shí)現(xiàn)一樣的效果，教師再適時(shí)引出這種連接方式叫作簡化連接。整個(gè)探究過程聚焦核心問題來展開教學(xué)，并在教師的追問中，逐步培養(yǎng)了學(xué)生觀察、分析、比較、歸納、概括的高階思維，提升科學(xué)思維的深度。

總之，教師在教學(xué)中要認(rèn)真研讀教材，用心解讀教材編寫意圖，精心設(shè)計(jì)具有學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)任務(wù)，以激活學(xué)生科學(xué)思維的靈性；要細(xì)心準(zhǔn)備課堂活動(dòng)記錄單、實(shí)驗(yàn)材料、課堂練習(xí)單等探究材料，為生生之間的思維互動(dòng)搭建好腳手架；要設(shè)計(jì)核心問題，善用追問策略，聚焦科學(xué)本質(zhì)，提升學(xué)生的思維深度。

參考文獻(xiàn)

[1]喻伯軍.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）課例式解讀科學(xué)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022.

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：教材（2022）2號(hào)，2022.4.8.