系統思維在科學課教學中的應用

張云

小學科學課程是一個知識范圍非常廣的學科，教師為了提高教學效率，往往會忽視章節之間的關聯和深度融合，知識非常碎片化，學生學習結束后能知道許多“常識”，但僅僅浮于表面。《小學科學課程標準》指出：小學科學課程內容包含“物質科學，生命科學，地球與宇宙科學，技術與工程”四個領域，旨在培養學生的科學素養。本文將以蘇教版五年級科學下冊第一單元“神奇的機械”中的第一課《什么叫機械》為例，談談系統思維在小學科學教學和學習中的應用。

一、系統和系統思維

錢學森認為：系統是一個有機整體，是由相互作用、相互依賴的若干部分結合而成的，具有特定的功能。而且整體和局部是一個相對概念，整體也可以是另一個整體或局部的組成部分。系統思維強調要從整體上把握，有序分析、重點解決關鍵問題。

二、系統思維的運用

以《什么叫機械》為例，本課屬于小學科學課程中“技術與工程”領域。本課我們將以四個基本問題提問，形成完整的科學知識與思維系統。

什么叫機械？

為什么木棍、筷子、掃帚之類的是機械？

如何解決生活中的實際問題？

機械給我們帶來了什么？

（一）博學之，審問之，慎思之

“什么叫機械？”在學習此課之前，用系統思維的方式，先從整體出發，考慮全局，再細化到單個知識點。

1.將本課放到小學科學課程整體中

“技術與工程”領域在小學科學課程中的縱向分布與設置

“技術與工程”領域在小學科學課程中的橫向分布

教師應該觀察并思考：

是否有效建立了“技術與工程”領域的知識系統？

本課是否處于該領域知識系統的位置？如何聯系前后文？

要解決以上的問題，教師應該引導學生，將以往瑣碎的“技術與工程”領域的一些認知，構建成一個完整的循環系統：認識自然規律和原理→技術是人們利用和改造自然的方法和程序→工具是物化的技術→能幫助人們降低工作難度或者省力的工具叫機械→技術對人們的生活和自然造成影響。

2.將本課放到所有學科整體中

除了科學課本中提到的機械之外，其他學科又是怎么講述機械的？

綜合以上方面，我們可以提問：什么叫機械？學生可以從整體到局部，由淺入深地充分挖掘和理解“機械”的內涵，并形成系統全面的認知。

（二）知其然，更知其所以然

為何木棍、筷子、勺子、掃帚等都是機械？

學生根據問題，以“提出問題、搜集和處理信息”這一系統方法為指導，搜集和處理信息，完成下列表格。

學生在搜集資料回答問題的同時，也將“神奇的機械”單元所有課時內容作為一個完整的學習系統，要動手做實驗驗證，自學探究關于機械的知識。

完成表格中涉及的實驗

用系統思維的方式，在學生腦海里建構完整的思維導圖，將知識點串聯起來，前呼后應，首尾呼應。

三、問渠那得清如許 ?為有源頭活水來

在生活中如何用機械解決實際問題？實踐是檢驗真理的唯一標準。

教師引導學生，從動手實驗到解決生活中的具體問題。

任務一：請同學們設計一個游樂園，在玩中學，在學中玩。根據常見的生活中的機械裝置和原理，設計，形成產品。包含以下項目：

四、用辯證的眼光看待科學

系統的對立是矛盾，教師也要引導學生辯證地看待關于機械的問題。

機械給生活和環境帶來的什么？

系統思維作為一種思維方式，適用于各個領域。利用系統思維，可以使小學科學教學從整體出發，引導學生構建完整的知識體系，突出重點。各個節點是相互影響的，知識點不再是孤島，而是相互鏈接、彼此影響的一個完整的系統。