兒童是天生的探索者。他們對世界的每一次觸摸、每一個疑問,都是科學精神的萌芽。如何將這種本能的好奇轉化為持續(xù)探究的能力?如何讓科學課堂成為滋養(yǎng)理性思維與創(chuàng)新精神的沃土?在多年的教學實踐中,我們構建了“聚焦—探索—論證—深究”的“四階循環(huán)”框架,融入認知修訂、問題解決、集體議事“三大策略”,形成了一套可推廣的科學教學模式,為科學教師提供實踐參考。
“四階循環(huán)”讓探究成為課堂主旋律??茖W教育的核心在于思維的鍛造。我們以“持續(xù)探究”為目標,將課堂設計為螺旋上升的旅程,通過四個環(huán)節(jié)引導學生從淺層認知走向深度理解。
聚焦:以問題點燃思維火種。科學發(fā)現(xiàn)始于值得追問的問題。教師需設計兼具挑戰(zhàn)性與生活關聯(lián)的情境任務,如“濕抹布為何在冬日室內容易干?”“如何用一張A4紙承重更多硬幣?”激發(fā)學生的認知沖突。問題需遵循“近而難”。原則:貼近學生經(jīng)驗,又略高于其認知水平,方能喚醒好奇心,驅動主動探索。
探索:以實踐培育科學家姿態(tài)。學生成為實驗設計者與執(zhí)行者,在試錯中領悟科學規(guī)律。例如,“紙塔承重”項目中,學生經(jīng)歷數(shù)十次倒塌,卻從中發(fā)現(xiàn)結構與力學的關系。教師應退居幕后,提供資源支持而非直接干預,讓學生體驗完整探究流程。
論證:以思辨淬煉批判性思維。學生通過小組匯報、質疑辯駁檢驗成果。例如,討論“蒸發(fā)”現(xiàn)象時,有學生認為“高溫導致水分消失”,但冰箱中的實驗數(shù)據(jù)促使其修正觀點。教師需強調“證據(jù)至上”,幫助學生區(qū)分觀點與事實,理解科學共同體的協(xié)作精神。
深究:以追問開啟無限可能。課堂的終點應是新問題的起點。完成“紙塔承重”實驗后,學生可能追問:“是否所有幾何結構都遵循相同力學規(guī)律?”教師需捕捉這類思維火花,引導學生延伸探究,培養(yǎng)終身思考的習慣。
“三策融合”成為破解素養(yǎng)培育密碼?!八碾A循環(huán)”為課堂提供骨架,“三大策略”則賦予其靈魂,助力學生實現(xiàn)從知識到素養(yǎng)的跨越。
認知修訂:用事實重塑科學觀。在自然現(xiàn)象類課程中,先讓學生暴露前概念,再通過實驗引導自我修正。例如,學生認為“云是水蒸氣聚集而成”,教師借助干冰造霧實驗揭示凝結核作用,傳遞“證據(jù)至上”的科學精神。
問題解決:在迭代中鍛造工程思維。面對工程技術課題,學生需經(jīng)歷“定義問題—設計方案—測試改進”的完整流程。如“設計生態(tài)瓶”項目,學生因生物死亡反復調整方案,最終領悟“失敗是通往成功的階梯”。
集體議事:在沖突中培育公民素養(yǎng)。涉及“人與自然關系”議題時,通過模擬聽證會、辯論賽等形式,讓學生在證據(jù)與價值觀間尋求平衡。例如,圍繞“是否開發(fā)濕地建公園”,學生需整合生態(tài)與經(jīng)濟數(shù)據(jù),通過提案、表決達成共識,體會科學決策的復雜性與人文關懷。
從課堂到未來,讓科學精神照亮成長。當課堂以“四階循環(huán)”與“三策融合”重構,學生的變化清晰可見:眼中多了追問的執(zhí)著,手中多了實驗的篤定,心中多了合作的溫度。這些品質,遠比知識更具生命力。
對教師而言,這一模式要求從“知識權威”轉型為“探究導師”,從“提供答案”轉向“引導思維路徑”。盡管充滿挑戰(zhàn),但看到學生因發(fā)現(xiàn)真理而雀躍、因合作突破而歡呼時,一切付出皆有意義。
科學教育的目標,是孕育具有獨立思想、創(chuàng)新勇氣與社會責任的未來公民。當全國科學教師攜手踐行這一理念,我們便能構筑一片星火燎原的探究樂園——在這里,每一顆好奇的種子都能破土而出,每一雙探索的手掌都能觸摸未來。