探討“結構教學”在科學教學中的優勢

盛偉坤

【摘 要】2017年科學課開始被列為小學一到六年級的必修課，說明小學科學啟蒙對于一個學生在成長過程中的重要性。這就需要有大量專業的科學教師補充到這個隊伍中來，而一般學校局限于專業科學教師的不足，往往選擇其他學科教師或者代課教師轉崗和兼任，導致教學水平質量不高。如果能夠結合科學課程的特點，充分利用“結構教學”在教師培養和學生學習方式方面的互補，則能有效提升科學課堂教學的整體水平。

【關鍵詞】“結構教學” 思維導圖 自主探究

科學教學倡導學生通過動手探究，尋求解決問題的方法和經驗，促進遷移，實現深度學習，培養學生的科學思維方式。那么作為課堂教學的兩大載體——教師和學生，采用什么樣的模式開展教學和學習，從而改善科學教育相對薄弱的情況呢？筆者通過不斷探索發現“結構教學”有著多方面獨特的優勢。下面我們圍繞教師的發展、學生能力的培養、探究方式的選擇等方面進行探討。

一、“結構教學”在教師培養和發展上的優勢

以學校為例，目前學校一共有5位科學教師。其中2位是任教多年，具有一定經驗的科學教師（一位原來任教語文，另一位是學校畢業的專職教師），受益于科學課程地位的提升，學校陸續有體育教師和綜合課教師轉崗任教科學，再加上新教師的加入，讓我們科學組生機勃勃、充滿干勁。但是這種普遍現象背后呈現的是一種教師邊學邊教，專業知識儲備不足，科學素養跟不上教學要求的現象。為此，我們科學組教師在努力學習專業知識的同時，積極摸索簡單有效的教學方法，進行嘗試，不斷提升和融入課堂教學活動中，開展有效教學。

（一）扶：初步掌握科學教學流程，完成科學探究

通過課程標準的學習，教師了解科學教學有一個特定的探究模式：提出問題—學生猜測與假設—制訂計劃—實驗探究—收集和整理信息—交流討論—明晰概念—拓展應用。在此基礎上教師不斷通過課堂的實踐，熟悉和掌握科學教學的過程，并能夠有效利用原有經驗開展探究活動，結合學生在課堂上的具體情況不斷調整方法來適應學生的學習。在教學過程中我們會發現，學生的思維和認知與教師自己預設的目標不一致時，教學環節在具體操作中會出現一些問題。比如，學生沒有獨立設計實驗的能力，那就需要教師通過分析引導，以點帶面分層次地幫助學生完成計劃的制訂;也可以針對教學環節中出現的亮點加以沿用，豐富教學智慧。通過不斷嘗試、不停反思，教師就能夠在較短時間內勝任科學教學的基本任務。

（二）磨：借鑒先進思想理論，重視細節的把握

細節決定成敗。當我們教師掌握相對固定模式的授課流程之后，如何不斷提升自我？筆者認為跟科學教學中引導學生學習觀察方法是相類似的。教師先要在整體把握教學流程的基礎上重視教學細節，針對教學的每一個環節進行放大、改進、提煉和總結。我們簡單有效的方法之一就是不斷磨課，借鑒目前一些先進的教學理論來支撐和完善各項環節。比如，探究問題呈現的方式、引導學生如何利用前概念來進行假設、自主設計實驗方案、如何合作學習、怎樣整理數據明確概念、如何遷移創新等一系列環節都與教學密切相關。因此，學校科學教研組選取目前一些較熱門的理論來進入課堂，模擬和嘗試采用不同方式優化教學環節。結合“做中學”和“STEM”的一些項目要求，選擇幾個較小的環節分階段反復觀摩和探討，尋找適合學生發展階段的有效方式加以推廣，使科學探究過程與方法的各環節呈放射狀結構，讓具有邏輯關系的各環節靈活變動、相互組合，讓課堂活動更加豐富和富有層次感。

（三）放：形成自身教學風格，培養學生科學核心素養

教師在自我發展過程中會博采眾長并不斷融入自己教學特點，結合自我成就，形成屬于自己的教學風格。教師的獨特魅力往往是吸引學生喜歡學習、喜歡這門學科很重要的因素，這就需要我們科學教師具有吸引學生的能力。其實學生對于任何一門學科都具有強烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動學生學習的內在動力。這就要求科學教師在自我成長過程中，要重視和保護好學生的好奇心和求知欲，在教學過程中需要把科學思想、科學知識、科學方法融入學生喜歡的主題中，創設愉快的教學氛圍以激發學生學習的熱情。一味地照本宣科、播放視頻的方式會讓學生不再喜歡、不再好奇，使學生的科學核心素養的培養變成一句空話。

因此，教師在自我發展道路上要把學生作為終生研究的對象，因材施教，以發展學生的核心思維為目標。課堂教學過程中教師要不斷錘煉教學機智，靈活多樣地教育學生、化解疑難、溝通思想，隨機應變地解決課堂進程中的各種問題。科學教學就是學生在一次次探究活動中學會科學的思維方式、學習科學的方法，加強對科學的理解，養成科學的態度與價值觀，培養運用科學知識和方法解決問題的意識和能力。

二、“結構教學”在學生學習過程中的優勢

“結構教學”最大特點在于體系清晰、可操作性強，是以學生為主體的有效教學方法。它可以把較為復雜的科學知識分解成簡單直觀的量化學習過程和學科技能訓練;它減少了系統理論的講解，降低了學習難度，提高了教學和學習的效率。我們知道教師的主要責任不在于教，而在于教會學生學。這就是我們平時所說的“授人以魚不如授人以漁”的道理。隨著社會的發展、科技的進步，知識也在隨之不斷地更新和發展，只有學會自己解決問題，自己學習知識才是關鍵。而“結構教學”可以對科學教學中需要學生所掌握解決問題最基本、最有效的知識技能和學習技能進行培養，讓學生能獨立自主地完成學習任務。

（一）利用“模塊化”思維導圖，構建知識體系

我們知道學生學習的過程就是一個搭建自己知識體系的過程。我們每天都在接收不同的知識并儲存于我們大腦中，那么多的知識如果隨意儲存而不加以整理和分類的話，時間久了就會慢慢被遺忘。因此在科學教學中，教師可以引導學生把所學知識分類放置于屬于自己的模塊中，在自己需要使用時查找相應模塊體系。這就相當于整理房間時發現雜亂無章分布著各種物品，如果把不同種類的物品分別放于不同顏色的盒子里，在下次我們需要時就很容易記起并發現。因此把學習過程用具有邏輯層次和結構層次的導圖直觀呈現，學生的記憶是最深刻的。

1.用“圖形模塊”建構學生設計和完成對比實驗的能力

下面列舉3組探究性對比實驗圖形的設計，教師引導學生自己看圖、分析圖形中的科學實驗方法并積累經驗，逐漸掌握此類型實驗方法和開展過程，運用到學生自己的探究活動中來。

（1）教科版五年級科學（上）“影響摩擦力大小因素實驗”的圖形設計：

（2）教科版五年級科學（上）“探索土地被侵蝕的因素實驗”的圖形設計：

（3）教科版四年級科學（上）“影響物體溶解快慢因素實驗”的圖形設計：

三組都為探究性對比實驗結構示意圖，是在學生理解基礎上進行的嘗試。我們只有去了解學生、讀懂學生，走進學生的內心世界，從學生角度去設計實驗，才能引導學生通過努力掌握解決此類問題的能力。學生對于這種直觀、形象的“圖形模塊”接受起來更加容易、簡單。這種“圖形模塊”對學生的科學素養能力的培養也更有效。

2.用“流程模塊”建構學生學科知識的系統性

對于教科版科學五年級下冊第一單元《沉和浮》的內容學生探究起來是有一定難度的。教師要通過一系列的探究活動，讓學生自己去解決有關沉浮的許多問題。學生通過探究不同物體的沉浮，形成他們關于對物體是上浮還是下沉現象的解釋，而且能夠明白物體與所浸入液體間的相互關系。因此把碎片化的沉浮知識用“流程模塊”整合起來，能夠形成一個沉浮的知識體系。教師要對每一課的重點進行描述，強化學生邏輯性記憶，培養學生高階思維的發展能力。（如圖）

（二）“工欲善其事，必先利其器”，材料“結構化”的必要性

學生在自主探究活動中會不斷嘗試用有效的手段去解決問題，并于活動過程中積累經驗、掌握基本技能、領會科學精神，不斷提升自我科學素養。而探究材料的選擇是活動順利開展的基礎和關鍵，是激發、鍛煉學生科學能力的有效手段。

調查研究發現，學生對于科學課的喜愛在各學科中位于前列。因為學生經常會把科學課叫作實驗課，而做實驗是學生喜歡科學課的重要因素之一，所以實驗器材的準備是科學教師能否較好完成科學教學的有力保障。據了解，現在大多學校都沒有配備專職實驗管理員，因此一線的科學教師需要花大量時間和心思來準備探究材料。但事實上，由任課教師自己負責材料的準備和收集并不現實和有效。筆者認為，收集、準備實驗器材是一個比較煩瑣的過程：實驗器材的不配套、實驗器材的雜亂性，需要教師不斷地撿撿拾拾、拼拼湊湊，往往是心力交瘁。教學《沉和浮》單元第3課《橡皮泥在水中的沉浮》時，筆者準備的是學生平時玩的橡皮泥。結果發現這種橡皮泥碰到水后就褪色，滑膩膩的一團糟。后來選用密封膠泥，卻油性太強滿手油膩膩的效果也不佳。直到使用愛牛科教配套的“模塊化材料”中的專用油泥才解決這個材料問題。

因此，由教材編寫者、科學顧問、工程師、教師等科學團隊精心設計的模塊化材料（單元模塊、主題學習模塊）解決了教師準備材料難的問題，在解放教師的同時又保障了學生有充足且合適的探究材料來開展科學研究，一舉兩得。

“結構教學”在教師和學生成長過程中確實有著許多優勢，但是我們也要清晰認識到科學教育的薄弱之處。只有我們不斷嘗試，尋找更多有利于學生發展的教育教學方法來引領我們的科學教育，科學之花才會開放得愈加美麗動人。