搭建“問題”支架，深度科學(xué)學(xué)習(xí)

福建省晉江市心養(yǎng)小學(xué) 童 艷

問題是科學(xué)探究的核心和動力源泉，是在生活經(jīng)驗和信息相互作用基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。教師在教學(xué)中要善于引導(dǎo)學(xué)生在觀察、思辨中不斷發(fā)現(xiàn)問題，善于將疑惑轉(zhuǎn)化成可操作的科學(xué)問題，展開探究活動，使學(xué)生探究沿著有價值的方向有序推進(jìn)，更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

在小學(xué)階段，科學(xué)探究的問題主要有三類：第一，“是什么”或“是怎么樣的”，即問事物的屬性，指向科學(xué)概念。第二，“為什么”，即問意義，指向解釋與什么有關(guān)。第三，“怎么做”，即問方法，指向操作的措施。從問題的廣度來說，可適當(dāng)縮小研究范圍，廣度即問題的空間。廣度小可以節(jié)約時間，突出問題重點，迅速啟動學(xué)生的思維，提高效率。在中低年級，即科學(xué)學(xué)習(xí)的起始階段，主要側(cè)重于“是什么”或“是怎么樣的”這類問題。關(guān)于“溶解”的學(xué)習(xí)，提出的問題應(yīng)側(cè)重于“看到了哪些現(xiàn)象，說明物體在水中溶解了？它是怎樣溶解的？”，關(guān)注溶解的概念等適合學(xué)生探究的問題，而不是“為什么有些物質(zhì)能在水中溶解？”這一更高層次的問題。在中高年級，可以視學(xué)生水平，適當(dāng)向“為什么”和“怎么做”這類發(fā)展問題，并引導(dǎo)學(xué)生將部分“為什么”的問題轉(zhuǎn)化為“什么因素與這一現(xiàn)象相關(guān)”的變量控制實驗。在研究的成果應(yīng)用階段，與“怎么做”有機(jī)聯(lián)系起來，強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用意識。例如，“為什么物體在水中有的沉、有的浮”可以轉(zhuǎn)化成“輕重是否會影響物體的沉浮”等指向性問題。再如，“為什么電磁鐵的磁力不一樣”可以轉(zhuǎn)化為“電磁鐵的磁力與什么因素有關(guān)”，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計對比實驗。

從問題的深度來說，要符合學(xué)生的認(rèn)知水平，讓每個學(xué)生帶著自己的認(rèn)識與經(jīng)驗參與課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。同時，問題深度決定著學(xué)生認(rèn)知活動的層次。例如在教學(xué)“神奇的紙”一課時，我們可以這樣設(shè)計不同層次的問題。層次一：你知道紙有哪些作用嗎？層次二：你覺得紙的這些不同作用與紙的哪些特點有關(guān)？層次三：你能通過設(shè)計實驗，比較不同紙的特點嗎？不同層次問題的遞進(jìn)，有利于拓寬學(xué)生思維的深度。

在科學(xué)課堂的教學(xué)過程中，教師應(yīng)該更加關(guān)注問題的設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并想辦法解決問題。教師可以通過設(shè)置高效、智慧的提問來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，豐富學(xué)生的活躍度。筆者將從以下四個方面搭建“問題”支架問題，促進(jìn)學(xué)生深入科學(xué)學(xué)習(xí)。

一、選取結(jié)構(gòu)性材料，為“問題”添磚加瓦

例如“電磁鐵的磁力（一）”一課中，我們要選用真正的鐵釘，其他的材料如鋼釘、碳鋼釘?shù)榷疾荒苤瞥呻姶盆F。再如“物體在斜面上的運動”一課，斜面的選取我們可以考慮采取一個可自由調(diào)節(jié)的斜面，有三個卡槽，觀察一個物體在斜面上的運動情況，選用的材料一般可以是正方體、六棱柱（螺母）、球。我們在考慮更多的形狀不同的物體在斜面上的運動情況時，需要選取的材料一般可以是長方體（橡皮擦）、三棱柱（馬克筆）、十二面體、圓柱體（固體膠）。教師通過各種結(jié)構(gòu)性材料的展示，引導(dǎo)學(xué)生探尋不同結(jié)構(gòu)性材料的形狀和擺放方式等與物體在傾斜面上的運動狀態(tài)之間的關(guān)系，有利于學(xué)生科學(xué)概念的培養(yǎng)和形成，提升學(xué)生思維的深度。通過第一個活動，將正方體在斜面的運動情況遷移到長方體在斜面的運動情況，進(jìn)行有依據(jù)的猜測，有理有據(jù)。

教師要精心設(shè)計結(jié)構(gòu)性材料的組合，從學(xué)生的日常生活出發(fā)，依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特點，引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)性材料中發(fā)現(xiàn)問題，建構(gòu)科學(xué)概念。如“物體在水中是沉還是浮”一課，教師為學(xué)生提供小石頭、泡沫塑料塊、回形針、蠟燭、帶蓋的空瓶、蘋果等物體。學(xué)生進(jìn)行猜測時會把同類物體放在一起，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“你們都猜對了嗎？”接著追問：“你們認(rèn)為物體的沉浮可能和什么有關(guān)？”然后教師繼續(xù)設(shè)置兩組對比實驗，即按大小、輕重排列，學(xué)生發(fā)現(xiàn)觀察到的現(xiàn)象與原有的認(rèn)知發(fā)生了沖突。此時，教師安排學(xué)生進(jìn)一步討論，在矛盾中審視、反思并修正重建新解釋、新假設(shè)與新概念。

二、嘗試“下水實驗”，讓“問題”成為新紐帶

“下水實驗”是教師以學(xué)習(xí)者的角色，在課前對課堂實驗進(jìn)行多次實驗，設(shè)身處地地去探究，獲得第一手資料，把“問題”作為教學(xué)的出發(fā)點，使探究的重點指向核心的科學(xué)概念。教師上課前嘗試“下水實驗”，能讓“問題”成為師生智慧共生、教學(xué)相長的新紐帶。

例如“電磁鐵的磁力（一）”一課，選取的鐵釘多長合適？制作電磁鐵的線圈繞多長合適？這些數(shù)據(jù)都不是隨便得來的，而是需要進(jìn)行多次的“下水實驗”，然后發(fā)現(xiàn)問題。是不是越長越好呢？其實不然，導(dǎo)線越長，電阻越大。我們希望圈數(shù)差別大一點，但限制的因素是導(dǎo)線有多長，比如教參里提供的20圈、60圈、100圈，但是在真正的課堂實驗中并不是這樣的，繞100圈太多了，浪費課堂教學(xué)時間。教師通過“下水實驗”發(fā)現(xiàn)，12圈、20圈、28圈就能夠明顯地、有區(qū)別地觀察出電磁鐵磁力的不同，同時拋出問題激發(fā)學(xué)生：如何設(shè)計這個實驗？如何操作這個實驗？并讓學(xué)生交流匯報，培養(yǎng)學(xué)生的思維。

三、創(chuàng)設(shè)問題情境，促進(jìn)合作探究

問題情境是教師有意識、有組織地以問題為導(dǎo)向創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。我們可以從貼近學(xué)生生活的情景切入具有爭議性的問題，自然地引發(fā)兒童對知識的內(nèi)在需求，促進(jìn)學(xué)生對復(fù)雜問題不斷試錯并構(gòu)建新知。我們可以借助故事、實驗、游戲闖關(guān)、日常現(xiàn)象、對話等創(chuàng)設(shè)合理的問題情境。例如“定滑輪和動滑輪”一課，我們可以采用對話的方式引入：“同學(xué)們，在前面我們學(xué)習(xí)了定滑輪，關(guān)于定滑輪你們還想知道些什么？”學(xué)生可能回答：“定滑輪由幾個部分組成？定滑輪有什么作用？定滑輪能移動嗎？”完成了知識的回顧，教師可以適時引入新知識：“關(guān)于動滑輪，你們有什么要問的嗎？”學(xué)生可能存在疑惑：“它和定滑輪有什么不一樣嗎？”教師也可以拋出問題：“動滑輪能省力嗎？”部分學(xué)生認(rèn)為動滑輪能省力，部分學(xué)生認(rèn)為動滑輪不能省力。借助對話形式完成師生互動和生生互動，在不斷追問、不斷交流和互動的過程中，建立起自主與合作，不斷審視自己和別人，不斷質(zhì)疑和反思。

四、設(shè)計高效問題，深入科學(xué)探究

例如“比較相同時間內(nèi)運動的快慢”一課，通過不同交通工具比較快慢，然后提問：“是不是任何時候距離長就是快，距離短就是慢呢？這樣公平嗎？怎么樣才能保證它的公平呢？”引出“時間相同，比較距離，距離越長，運動得越快；距離越短，運動得越慢”的科學(xué)概念。活動“競走”中，我們可以采用啟發(fā)式的問法激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究：“如何保證你們的運動時間是相同的？怎么樣知道你們的運動距離？”引導(dǎo)學(xué)生說出“同時走，同時停”。活動“小怪獸要先走”，我們也可以采用啟發(fā)式問題：“如何保證你們的運動時間是相同的呢？”引出需要運用測量工具。每一個高效問題的提出，都有利于推動探究環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。

教師提問的有效性表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，提問應(yīng)該是深思熟慮的，即具有指向性。第二，提問應(yīng)能驅(qū)動有效學(xué)習(xí)進(jìn)程，即驅(qū)動性。第三，提問應(yīng)把握發(fā)問時機(jī)和留足應(yīng)答時間。第四，提問應(yīng)注意問題類型與作用。第五，提問應(yīng)注意表述形式。高效問題的設(shè)計要有思維性和挑戰(zhàn)性、開放性和探索性、層次性和條理性，留足思考時間，并能給予恰當(dāng)及時的引導(dǎo)。如“物體在斜面的運動”一課，我們在講到斜面與生活時，呈現(xiàn)學(xué)生生活中常見的滑梯，有不同的滑道，如直滑道、彎滑道。然后我們可以這樣提問：“在同一個高度滑下來，速度一樣快嗎？”學(xué)生回答：“一樣。”“這是你們的答案嗎？”教師繼續(xù)追問，“你們有什么疑問嗎？如果是你們的答案？你們打算怎么做？”引導(dǎo)學(xué)生樹立實驗意識，為后續(xù)深入科學(xué)探究做好鋪墊，培養(yǎng)學(xué)生的實證意識。

深度學(xué)習(xí)是大家關(guān)注并提倡的一種新型學(xué)習(xí)方式，它是指學(xué)習(xí)者從理解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，能夠做到批判性地學(xué)習(xí)新知識和新思想，并將所學(xué)知識融入自身原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在思想間進(jìn)行聯(lián)系與遷移，并且可以對新情境中的問題進(jìn)行解決的一種學(xué)習(xí)。對于科學(xué)的深度學(xué)習(xí)，我們應(yīng)該怎么做？提倡科學(xué)現(xiàn)象教學(xué)，是基于深度學(xué)習(xí)的“現(xiàn)象教學(xué)”，注重聯(lián)系學(xué)生生活實際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與發(fā)現(xiàn)生活中的問題，通過探究建構(gòu)科學(xué)實踐與生活現(xiàn)象的聯(lián)系，從而達(dá)成科學(xué)知識解決生活問題的目標(biāo)。這便是教育技術(shù)與工程領(lǐng)域，我們可以采用的新型教學(xué)模式。模式一：現(xiàn)象—探究—規(guī)律；模式二：現(xiàn)象—設(shè)計—創(chuàng)造；模式三：現(xiàn)象—探究—設(shè)計—創(chuàng)造，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、想象力和思維能力。

綜上所述，深度科學(xué)學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體，觸發(fā)學(xué)生主動思維，幫助學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識的自我轉(zhuǎn)換和內(nèi)化，最終指向?qū)W生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。作為教師，我們要為學(xué)生搭建高效的“問題”支架，深入解決問題，進(jìn)行深度科學(xué)學(xué)習(xí)。