增強學(xué)生收集和處理信息的能力

王麗

〔摘? ? 要〕? 小學(xué)科學(xué)教學(xué)是以證據(jù)為基礎(chǔ)、依托各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論的認知活動，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力是實現(xiàn)教學(xué)提質(zhì)增效的重要途徑。基于此，現(xiàn)圍繞生命科學(xué)領(lǐng)域，針對如何培養(yǎng)學(xué)生收集證據(jù)和處理信息的能力展開探討。以必要性作為切入點，明確探究的意義所在，并立足生命科學(xué)教學(xué)目標與核心內(nèi)容，從信息的收集和處理兩個維度探討切實可行的教學(xué)策略，以期強化學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探索與內(nèi)化科學(xué)知識的過程，促進其核心素養(yǎng)的發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；生命科學(xué)；收集和處理

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 04? ? 091-093

小學(xué)科學(xué)是一門研究自然界物質(zhì)形態(tài)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、運動規(guī)律以及物質(zhì)間相互作用的學(xué)科，是學(xué)生認識自然、認識社會、認識世界的重要窗口。新課標明確了科學(xué)課程核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，推動小學(xué)科學(xué)由知識本位向素養(yǎng)立意轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展與社會發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品格成為教學(xué)的最終落腳點。而科學(xué)核心素養(yǎng)是在搜集征集與處理信息的過程中塑造起來的，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力至關(guān)重要。教師作為教學(xué)的主導(dǎo)者，應(yīng)立足學(xué)科特性以及最近發(fā)展區(qū)組織引導(dǎo)性活動，為學(xué)生收集和處理信息能力的發(fā)展構(gòu)建“腳手架”。

一、小學(xué)科學(xué)增強學(xué)生收集和處理信息能力的必要性

小學(xué)科學(xué)將培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息能力置于首位，是回歸學(xué)科本質(zhì)的必然，也是落實核心素養(yǎng)的必然。具體而言，第一，收集和處理信息是構(gòu)建知識體系的核心。建構(gòu)主義提出，學(xué)習是一個主動發(fā)現(xiàn)的過程，學(xué)生不應(yīng)是被動接受事實性信息知識的“容器”，而是主動挖掘知識、選擇有效信息的探索者。對于小學(xué)科學(xué)而言，學(xué)生的認知體系不應(yīng)是游離于主體認知之外的客觀存在，必須依賴于自身認知。教師讓學(xué)生經(jīng)歷證據(jù)的收集以及關(guān)鍵信息的處理過程，將科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)思維、科學(xué)方法以及科學(xué)規(guī)律有機結(jié)合起來，形成網(wǎng)絡(luò)化的知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對認知的延伸或重塑。第二，收集和處理信息是探究實踐的重要組成。義務(wù)教育階段科學(xué)核心素養(yǎng)將“科學(xué)探究”改為了“探究實踐”，進一步突出認知的親歷性、體驗性，在對“探究實踐”素養(yǎng)的詮釋中明確了“制定計劃并搜集證據(jù)，分析證據(jù)并得出結(jié)論”的關(guān)鍵內(nèi)容?？梢?，收集和處理信息的能力是落實探索實踐的驅(qū)動力，在科學(xué)研究中占據(jù)舉足輕重的地位。

二、小學(xué)科學(xué)增強學(xué)生收集和處理生命科學(xué)信息的能力

（一）信息的收集

1.注重觀察

生命科學(xué)是一個復(fù)雜開放的知識系統(tǒng)，包括細胞、組織、器官、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈等多層級的知識點，信息的收集需立足學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，減緩認知坡度。小學(xué)生的感官認知功能較為發(fā)達，以感覺器官或科學(xué)儀器為載體的觀察活動是最為直接有效的收集信息的方法。小學(xué)科學(xué)中的觀察包括定量觀察和定性觀察、短期及時性觀察和長期跟蹤式觀察、自然條件下的觀察和限定條件的觀察等等，需要做到手眼心腦的配合。但是小學(xué)生的邏輯思維能力較為薄弱，觀察活動容易出現(xiàn)缺乏次序性、系統(tǒng)性的問題，成為影響信息收集準確性的重要因素。因此，教師應(yīng)注重觀察方法的指導(dǎo)，提升學(xué)生的觀察能力。

以“觀察一棵植物”教學(xué)為例，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從宏觀和微觀、整體和局部不同視角有序地觀察，全面地收集有效信息。首先，由宏觀到微觀的觀察，包括在自然和生活中的哪些地方見到這種植物，觀察生存環(huán)境；它是什么樣子的，觀察植物屬性特征。培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的空間感，擴大收集信息的維度。其次，由整體到局部的觀察，包括它的高度、寬度、深度以及形狀、顏色等，觀察外顯化的綜合特征；由上到下、由左至右觀察它的葉、莖、根等局部，了解植物的細微特質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的層次性，提升收集信息的全面性。

2.強化實驗

小學(xué)科學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的實踐性課程，實驗是學(xué)生收集信息的重要渠道。只有讓學(xué)生在身體力行的參與中主動獲取信息，才能夠激活其信息收集意識，提升信息收集能力。但是生命科學(xué)領(lǐng)域是一個內(nèi)部和外部不斷進行物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息交流的系統(tǒng)，實驗活動具有高靈敏性的特點，信息的收集既要全程跟蹤，又要抓住時機，這對小學(xué)生而言不失為一項挑戰(zhàn)。這就需要教師明確師生角色定位，在尊重學(xué)生主體地位的前提下，充分發(fā)揮自身的主導(dǎo)作用，支持學(xué)生自主收集實驗證據(jù)。

以“測量肺活量”實驗為例，教師為學(xué)生提供肺活量測試袋、吸管、回形針、統(tǒng)計表等實驗工具，讓學(xué)生以小組為單位測量組內(nèi)成員的肺活量，并準確地記錄下來。為了保證實驗數(shù)據(jù)的準確性，教師以微課的形式展示肺活量測試袋的使用方法，借助多媒體可以任意放大、暫停、反復(fù)播放的優(yōu)勢，讓學(xué)生準確把握實驗操作的細節(jié)，明確信息收集過程中應(yīng)注意的事項。同時，強調(diào)收集科學(xué)實驗數(shù)據(jù)的要點，即為通過多次測量，記錄多組數(shù)據(jù)，選擇其中最大值作為肺活量的最終數(shù)據(jù)。在學(xué)生掌握必要理論之后，為其提供自由、自主的實驗操作時間，親歷實驗過程，掌握依托實驗收集數(shù)據(jù)的方法，提升信息收集能力。

3.加強交流

葉圣陶先生指出：“教師之為教，不在全盤授予，而在相機誘導(dǎo)。”在課堂上，學(xué)生接受信息的來源主要包括課本、自我認知以及教師的引導(dǎo)，三方相輔相成、缺一不可。小學(xué)生的自我認知尚處于發(fā)展階段，看待事物的視角較為狹窄、淺顯。面對復(fù)雜、抽象的生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)W習，容易收集的信息大多停留于表征化層面，師生之間的交流則成為推動學(xué)生的探究思維由膚淺走向深刻的驅(qū)動，通過教師的適時點撥讓學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)更為豐富的科學(xué)信息。

以“種子里孕育著新生命”教學(xué)為例，本節(jié)課的要點在于觀察不同植物的種子，認識種子的外部特征和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。四年級學(xué)生已經(jīng)對種子建立了初步認識，了解種子能夠孕育新生命的基本概念，但是對于種子的特征及其萌發(fā)規(guī)律缺乏全面的理解。教師通過設(shè)問、追問等方式，形成有效的師生互動，實現(xiàn)思維的可視化，啟發(fā)學(xué)生挖掘更多有價值的信息。

例如，圍繞種子的外部特征提問，種子在哪兒？種子長什么樣子？引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)區(qū)別種子和果實的依據(jù)，并從顏色、形狀、大小等角度提取種子不同的特征信息。又如，圍繞種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜測，讓其將自己的想法畫下來，再用放大鏡進行觀察。學(xué)生的自我猜測與觀察所得形成信息沖突，促使學(xué)生對種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)信息建立深刻認知，將正確的科學(xué)信息存儲到腦海中。通過師生交流提升學(xué)生挖掘信息能力，保證信息收集的準確性、全面性、專業(yè)性。

（二）信息的處理

1.細致甄別

隨著教育的日趨開放，教師與課堂不再是學(xué)生接受信息的唯一來源，在拓展學(xué)生認知邊界的同時，也增加了信息的不確定性。對于小學(xué)科學(xué)教學(xué)而言，培養(yǎng)學(xué)生審視、判斷、甄別所收集信息的意識與能力極為必要。因此，在教學(xué)過程中，教師要發(fā)展學(xué)生的批判性思維與嚴謹求實的科學(xué)觀念，促使學(xué)生擺脫“拿來主義”，注重對信息準確性的驗證。

以“種子發(fā)芽實驗”教學(xué)為例，本節(jié)課的探究要點在于通過對比實驗的方法設(shè)計種子發(fā)芽實驗，研究種子發(fā)芽所需的條件，觀察并記錄種子發(fā)芽的全過程。教師設(shè)置綠豆芽有土壤和無土壤兩個發(fā)芽實驗，采取分組完成實驗操作的方式，每個小組以抽簽的形式選擇實驗類型，并通過分工合作完成實驗的設(shè)計、實施、持續(xù)觀察、得出結(jié)論。由于學(xué)生科學(xué)知識儲備、操作能力等因素的影響，實驗過程中會出現(xiàn)各種誤差，同一類型的實驗所收集的信息和得出的結(jié)論可能會存在差異。教師以此作為著力點，引導(dǎo)學(xué)生追本溯源，對每組信息的來源、依據(jù)進行回溯與分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)信息誤差之所在，并結(jié)合所學(xué)科學(xué)知識做出正確的判斷，篩選出最為準確的一組信息。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗?zāi)繕耍诒姸嘈畔⒅袇^(qū)分出重要信息和非重要信息，找出進一步探究科學(xué)結(jié)論的依據(jù)。

2.高效整合

收集的初始信息大多呈現(xiàn)出碎片化的狀態(tài)，難以作為科學(xué)探究的依據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生按照特定的規(guī)律將收集的信息進行加工，整合成為序列性的信息脈絡(luò)，是信息收集與處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，教師應(yīng)教會學(xué)生如何提煉、整理、加工信息，提升信息處理能力。

以“我們的身體”教學(xué)為例，教師圍繞影響生長發(fā)育的因素這一核心問題，組織學(xué)生收集與整理信息。首先，根據(jù)科學(xué)探究目標整理信息。教師采取任務(wù)前置的方式，讓學(xué)生在課前收集有關(guān)本班學(xué)生身體狀況的信息。由于沒有清晰的目標指引，學(xué)生收集的信息涉及諸多方面，如身高、體重、肺活量、視力、運動能力、食物攝取量、睡眠質(zhì)量、心情等等。在通過課堂學(xué)習明確影響身體發(fā)育的主要因素之后，教師讓學(xué)生以此為依據(jù)對收集的信息進行再整理，提煉出有價值的信息。其次，借助直觀合理的載體呈現(xiàn)信息。教師為學(xué)生提供幾種信息處理工具，如表格、維恩圖、折線圖等，讓學(xué)生任意選擇一種工具完成數(shù)據(jù)的整合，并在實踐中發(fā)現(xiàn)不同信息處理工具的優(yōu)勢。例如，表格能夠清晰地呈現(xiàn)信息分類，維恩圖能夠直觀反映所有信息與探究目標之間以及各個信息模塊之間的關(guān)系，折線圖則能夠反映數(shù)據(jù)走向、突出信息差異，等等，促使學(xué)生能夠根據(jù)實際需求選擇最為契合的信息處理方法，提升信息處理能力。

3.多維分析

信息分析是得出科學(xué)結(jié)論的核心步驟，也是學(xué)生所必需的信息處理能力。教師改變結(jié)論式的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生通過經(jīng)歷信息的加工分析過程，發(fā)現(xiàn)科學(xué)結(jié)論，提升信息分析能力。以“測量肺活量”實驗教學(xué)為例，將信息收集與處理融入項目探究活動，拓展學(xué)生的科學(xué)思維提升信息分析能力。首先，教師讓學(xué)生收集不同年齡、不同職業(yè)、不同生活習慣人群的肺活量，并運用表格完成信息的整合。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生從不同維度觀察、對比、分析收集的信息，如不同年齡層次的人肺活量數(shù)值會否相同，為什么？不同職業(yè)的人群肺活量存在較大差異嗎，為什么？參與運動量的大小會影響肺活量數(shù)值嗎，為什么？在完成表征分析之后，進一步加深分析思維，例如，提出如下問題：通過觀察你發(fā)現(xiàn)肺活量的大小與哪些因素有關(guān)？肺活量的大小對身體健康會有影響嗎？如果肺活量沒有達標應(yīng)該怎樣改善呢？借助問題引領(lǐng)學(xué)生由點及面、由淺及深分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)信息背后反映出的科學(xué)知識，總結(jié)得出一般規(guī)律，形成科學(xué)結(jié)論。

三、結(jié)語

總而言之，在以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教育新階段，小學(xué)科學(xué)需要擺脫知識本位的狹窄教學(xué)思維，關(guān)注學(xué)生關(guān)鍵能力與必備品格的發(fā)展需求，推動教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型。作為科學(xué)關(guān)鍵能力的重要維度，教師應(yīng)將收集和處理信息的能力作為重要的教學(xué)內(nèi)容，探索契合的教學(xué)方法，提升學(xué)生的信息收集與加工能力。

參考文獻

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