開(kāi)展問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)思維能力

◇劉 雪（北京：中國(guó)人民大學(xué)附屬小學(xué)）

本文以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)研究身體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)提取課程知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置階段性的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。問(wèn)題與教學(xué)環(huán)節(jié)緊密銜接，由整體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)到上肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉，再由上肢骨、關(guān)節(jié)、肌肉的配合運(yùn)動(dòng)演繹至整個(gè)身體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，借助豐富的科學(xué)資源和教學(xué)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)思維能力。

一、引言

科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括科學(xué)概念觀念與應(yīng)用，科學(xué)思維與創(chuàng)新，科學(xué)探究與交流，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。其中，科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的核心，所以學(xué)科素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。其培養(yǎng)途徑主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等基本要點(diǎn)。這些科學(xué)思維在課堂上均可以借助模型建構(gòu)潛移默化地滲入學(xué)生的思維中，與教學(xué)過(guò)程相生相伴。本課教學(xué)內(nèi)容屬于生命科學(xué)領(lǐng)域，模型建構(gòu)的科學(xué)思維方法能夠使生物事實(shí)直觀化、簡(jiǎn)單化，幫助學(xué)生理解和構(gòu)建概念，也為學(xué)生認(rèn)識(shí)事物提供新的思路和方法。

二、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

有效的提問(wèn)可以啟迪學(xué)生思維，在促進(jìn)學(xué)生智力發(fā)展和提升記憶力方面起到關(guān)鍵的作用。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法即基于問(wèn)題的教學(xué)方法，是一種以學(xué)生為主體、以專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各種問(wèn)題為學(xué)習(xí)起點(diǎn)，以問(wèn)題為核心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生圍繞問(wèn)題尋求解決方案的一種學(xué)習(xí)方法。教師在此過(guò)程中的角色是問(wèn)題的提出者、課程的設(shè)計(jì)者以及結(jié)果的評(píng)估者。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與程度，容易激起學(xué)生的求知欲，活躍其思維。

《身體的運(yùn)動(dòng)》這一課以“身體的哪些部位參與了運(yùn)動(dòng)？”“上肢的骨、關(guān)節(jié)和肌肉長(zhǎng)什么樣？”“上肢的骨、關(guān)節(jié)與肌肉是怎樣配合運(yùn)動(dòng)的？”“身體其他部位的骨、關(guān)節(jié)和肌肉是怎樣配合運(yùn)動(dòng)的？”等做主要驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，結(jié)合模型建構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生的類(lèi)比、演繹、分析等科學(xué)思維能力。

三、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)的實(shí)踐

（一）教學(xué)內(nèi)容分析

教科書(shū)引導(dǎo)學(xué)生在肢體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中體會(huì)骨、關(guān)節(jié)、肌肉的功能，通過(guò)制作模型進(jìn)一步理解肢體完成運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的建模意識(shí)和能力。本課重在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)骨、關(guān)節(jié)、肌肉的協(xié)同工作，為學(xué)生逐步建立“人體由多個(gè)系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)分工配合，共同維持生命活動(dòng)”的概念搭建階梯，培養(yǎng)學(xué)生用系統(tǒng)的、聯(lián)系的思維方式認(rèn)識(shí)世界。至于骨、關(guān)節(jié)、肌肉的概念及具體名稱，無(wú)須學(xué)生記憶。

（二）問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法分析

課程分“情境引入”“初步探究”“深入探究”和“拓展應(yīng)用”四個(gè)環(huán)節(jié)，模型建構(gòu)貫穿課堂，每個(gè)環(huán)節(jié)有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題用于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

教學(xué)入課環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，教師帶領(lǐng)學(xué)生做室內(nèi)操。繼而提出課程第一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：身體的哪些部位參與了運(yùn)動(dòng)？本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖是由學(xué)生熟悉的室內(nèi)操引入，可以讓學(xué)生輕松自然地進(jìn)入課堂，思維很容易聚焦到“身體的運(yùn)動(dòng)”，為后面的探究活動(dòng)奠定了重要基礎(chǔ)。

初步探究環(huán)節(jié)，由全身的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)聚焦到上肢的部位。驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題為：上肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉長(zhǎng)什么樣？對(duì)原型的了解即觀察模型是模型建構(gòu)的基礎(chǔ)，本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生通過(guò)外部觸摸上肢以及觀察上肢的內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩個(gè)活動(dòng)，清晰上肢內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成、特點(diǎn)以及連接方式。

在此基礎(chǔ)上，提出問(wèn)題3：上肢的骨、關(guān)節(jié)和肌肉是怎樣配合運(yùn)動(dòng)的？結(jié)合上一環(huán)節(jié)，本課采用模型建構(gòu)的方式發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，原型觀察（外部觀察與內(nèi)部觀察相結(jié)合，靜態(tài)觀察與動(dòng)態(tài)觀察相結(jié)合）—提出問(wèn)題—做出假設(shè)—模型建構(gòu)—原型解釋—原型應(yīng)用，讓學(xué)生一步步了解科學(xué)探究的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生思維類(lèi)比與演繹能力發(fā)展。

在最后的拓展提升環(huán)節(jié)，提出問(wèn)題4：身體其他部位的骨、關(guān)節(jié)和肌肉是怎么配合運(yùn)動(dòng)的？學(xué)生做踢腿動(dòng)作，分析下肢骨、關(guān)節(jié)邊界和肌肉的配合過(guò)程，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到全身的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從局部到整體培養(yǎng)學(xué)生的思維演繹能力。

（三）教學(xué)過(guò)程主要環(huán)節(jié)

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，聚焦學(xué)生思維

想要激發(fā)學(xué)生對(duì)一節(jié)課的好奇心和求知欲，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境是一個(gè)強(qiáng)有力的導(dǎo)入方法。真實(shí)情境導(dǎo)入不僅可以縮短學(xué)生與教學(xué)內(nèi)容、教師的距離，形成最佳的情緒狀態(tài)，還能有效地維護(hù)學(xué)生認(rèn)知心理平衡、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、啟迪思維、培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生真正地成為學(xué)習(xí)主體，主動(dòng)獲得全面發(fā)展。

（1）真實(shí)情境入課

基于真實(shí)情境的教學(xué)指的是創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活環(huán)境、知識(shí)背景相關(guān)的、有社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義的真實(shí)情境，來(lái)呈現(xiàn)教學(xué)任務(wù)。《身體的運(yùn)動(dòng)》這一課選用學(xué)生熟悉的校園室內(nèi)操入課，為使教學(xué)情境更加真實(shí)，由教師帶領(lǐng)學(xué)生一起參與。活動(dòng)結(jié)束后，師生互相交流運(yùn)動(dòng)過(guò)后身體有什么感覺(jué)，進(jìn)而提出本課的第一個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題“身體的哪些部位參與了運(yùn)動(dòng)？”本環(huán)節(jié)真實(shí)有效，由熟悉場(chǎng)景入課，學(xué)生注意力更容易集中。

（2）學(xué)生思維聚焦

跳操過(guò)程學(xué)生真參與、真體驗(yàn)、真感受，活動(dòng)與問(wèn)題循序漸進(jìn)，緊密銜接，將學(xué)生思維逐步聚焦身體的運(yùn)動(dòng)。先是讓學(xué)生真實(shí)感受身體運(yùn)動(dòng)后的變化，再根據(jù)身體的變化說(shuō)出參與運(yùn)動(dòng)的部位，本環(huán)節(jié)的問(wèn)題為發(fā)散性問(wèn)題，同樣也是對(duì)學(xué)生的一個(gè)前測(cè)。學(xué)生最直接的感受是運(yùn)動(dòng)后呼吸加快，所以很容易說(shuō)出心臟、血液等身體器官名詞。為更大程度地發(fā)散學(xué)生思維，引發(fā)學(xué)生思考，在專業(yè)教室內(nèi)放置了許多人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型，如消化系統(tǒng)掛圖、人體骨骼圖、人體呼吸系統(tǒng)模型、人體內(nèi)臟器官結(jié)構(gòu)模型等。

學(xué)生的回答體現(xiàn)出對(duì)身體的了解程度，鑒于四年級(jí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)和知曉消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)，教師可簡(jiǎn)單從學(xué)生的回答中提煉出已有舊知，并在此基礎(chǔ)上聚焦本課主題，即身體運(yùn)動(dòng)的主體為骨、關(guān)節(jié)、肌肉，并說(shuō)明骨、關(guān)節(jié)與肌肉共同組成了人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

2.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)，模型建構(gòu)思維

本環(huán)節(jié)再一次聚焦學(xué)生的目光，由整體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)聚焦到局部的骨、關(guān)節(jié)、肌肉。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的骨、關(guān)節(jié)、肌肉分布在身體的各個(gè)部位，一節(jié)課的時(shí)間無(wú)法將其研究完全，所以選擇人體的上肢部位作為研究對(duì)象，讓學(xué)生通過(guò)研究上肢內(nèi)部骨、關(guān)節(jié)、肌肉的配合運(yùn)動(dòng)來(lái)了解全身運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。教師在此處提出本節(jié)課第二個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：上肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉分別長(zhǎng)什么樣？然而無(wú)論從現(xiàn)實(shí)因素還是教學(xué)方面的考慮，課堂都無(wú)法直接呈現(xiàn)上肢運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，骨、關(guān)節(jié)、肌肉的協(xié)作運(yùn)動(dòng)，所以在這一環(huán)節(jié)選擇適當(dāng)?shù)牟牧夏M上肢部位，用所做的上肢模型模擬屈臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)思維。

（1）原型觀察

建構(gòu)模型的首要任務(wù)就是充分了解、分析研究對(duì)象，即原型。從原型的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能等方面出發(fā)，提煉出它的本質(zhì)特征和重要因素。所以在制作上肢模型之前，本節(jié)課選擇讓學(xué)生通過(guò)外部感知和內(nèi)部分析對(duì)上肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉有足夠的了解。

由外向內(nèi)，學(xué)生先是隔著皮膚從外部初步感知上肢骨、關(guān)節(jié)、肌肉的特點(diǎn)。通過(guò)生生互動(dòng)描述出骨具有堅(jiān)硬、肌肉具有彈性、關(guān)節(jié)具有靈活等特點(diǎn)。教師繼而問(wèn)出問(wèn)題：從外部可以感知特點(diǎn)，那么有幾塊骨、關(guān)節(jié)、肌肉，它們分別長(zhǎng)什么樣子呢？這一問(wèn)題將學(xué)生思維由淺顯的外部觀察引入內(nèi)部探究。ppt 出示上肢內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生觀察圖片了解上肢骨、關(guān)節(jié)、肌肉的名稱和具體形狀以及連接方式，并對(duì)照?qǐng)D片再次感知自己的上肢，借助圖片向?qū)W生介紹上肢。

本環(huán)節(jié)學(xué)生外部感知特點(diǎn)，內(nèi)部認(rèn)識(shí)具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系。雖然圖片與真實(shí)上肢是不同的存在形式，但上肢內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖片與原型在描述物體方面具有相似性。所以，學(xué)生在模型與原型的對(duì)比等教學(xué)活動(dòng)中鍛煉了自身的思維比較能力和分析能力。

（2）提出問(wèn)題

學(xué)生雖然通過(guò)種種觀察方法已經(jīng)對(duì)上肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉有了深入的了解，但運(yùn)動(dòng)是骨、關(guān)節(jié)、肌肉的配合，不是靜態(tài)的，所以要研究動(dòng)態(tài)的骨、關(guān)節(jié)、肌肉。因此，本環(huán)節(jié)通過(guò)舉啞鈴活動(dòng)，逐步讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)本節(jié)課的核心問(wèn)題。

學(xué)生充分觀察原型后，對(duì)上肢的骨、關(guān)節(jié)、肌肉有了充分的了解。教師深入引導(dǎo)，通過(guò)剛才的觀察活動(dòng)，學(xué)生已經(jīng)知道了靜態(tài)的骨、關(guān)節(jié)、肌肉長(zhǎng)什么樣，是怎么連接的。繼而提出本節(jié)課第二個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：身體運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨、關(guān)節(jié)、肌肉是動(dòng)起來(lái)的，它們是怎么配合完成運(yùn)動(dòng)的呢？讓學(xué)生舉起啞鈴，感受骨、關(guān)節(jié)、肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)的變化，說(shuō)一說(shuō)它們是怎樣配合完成屈臂運(yùn)動(dòng)的。

本環(huán)節(jié)與上一環(huán)節(jié)緊密銜接，由靜態(tài)觀察到動(dòng)態(tài)分析，學(xué)生帶著問(wèn)題有目的性地去實(shí)驗(yàn)探究，更有利于聚焦學(xué)生思維，提升學(xué)生的專注力。

（3）做出假設(shè)

假設(shè)是研究者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和科學(xué)理論對(duì)所研究問(wèn)題的規(guī)律或原因做出的一種推測(cè)性論斷和假定性解釋，是在進(jìn)行研究之前預(yù)先設(shè)想的、暫定的理論。簡(jiǎn)單地說(shuō)，也就是研究問(wèn)題的暫時(shí)答案。學(xué)生針對(duì)上述問(wèn)題所做出的假設(shè)就是根據(jù)外部觀察屈臂運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得的已有經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，并在此基礎(chǔ)上做出合理性的假設(shè)。

在活動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生習(xí)慣性用右手舉起啞鈴，左手去感知骨、關(guān)節(jié)、肌肉的變化，小組觀察、集體討論根據(jù)原型的變化做出合理的假設(shè)。學(xué)生的假設(shè)主要有三個(gè)方面：骨帶動(dòng)肌肉和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；肌肉帶動(dòng)骨繞關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；關(guān)節(jié)帶動(dòng)肌肉和骨一起運(yùn)動(dòng)。三種假設(shè)各有不同，主要體現(xiàn)在骨、關(guān)節(jié)、肌肉驅(qū)動(dòng)順序方面，但所有的回答都涉及了神經(jīng)的支配，這說(shuō)明學(xué)生從一個(gè)整體的角度思考身體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

基于事實(shí)基礎(chǔ)對(duì)問(wèn)題做出合理性的假設(shè)，是學(xué)生思維綜合能力的體現(xiàn)，對(duì)骨、關(guān)節(jié)、肌肉各個(gè)方面、要素以及各階段進(jìn)行的有效分析，為該問(wèn)題的綜合假設(shè)提供了一定的材料依據(jù)，打下了良好的綜合基礎(chǔ)。

（4）原型驗(yàn)證

模型是根據(jù)原型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制作的，但是根據(jù)模型得到的所有解釋是否正確，最終還需回歸原型進(jìn)行驗(yàn)證。本環(huán)節(jié)選用雞翅作為原型來(lái)驗(yàn)證學(xué)生的模型解釋。

教師拿出真實(shí)的去除皮膚的雞翅，學(xué)生描述雞翅翅根與翅中分別對(duì)應(yīng)人體上肢骨、關(guān)節(jié)、肌肉的部位。教師捏翅根肌肉部分，學(xué)生觀察現(xiàn)象并描述：捏動(dòng)的是雞翅翅根部位的肌肉，相當(dāng)于人體上肢的肱二頭肌；帶著雞翅翅中的骨繞關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于帶動(dòng)人體上肢的橈骨和尺骨繞肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。最后教師總結(jié)：上肢肌肉接收到大腦發(fā)出的信號(hào)，帶動(dòng)附著的骨繞關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)殛P(guān)節(jié)的靈活性，使得身體能夠做出彎曲等動(dòng)作。

結(jié)合上一環(huán)節(jié)，本課采用模型建構(gòu)的方式發(fā)展學(xué)生思維，原型觀察（外部觀察與內(nèi)部觀察相結(jié)合，靜態(tài)觀察與動(dòng)態(tài)觀察相結(jié)合）—提出問(wèn)題—做出假設(shè)—模型建構(gòu)—原型解釋。通過(guò)模型構(gòu)建的方式，讓學(xué)生一步步了解科學(xué)探究的過(guò)程，引導(dǎo)思維綜合能力和推理論證能力的發(fā)展。

（5）模型應(yīng)用

模型應(yīng)用的過(guò)程是將一個(gè)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)體系分析、重建，進(jìn)行同一模型不同表達(dá)形式或不同模型間的轉(zhuǎn)換，模型應(yīng)用有利于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用，還可以掌握通過(guò)模型構(gòu)建解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)探究方法。

在學(xué)生已經(jīng)了解上肢運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，教師提出本課的第四個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：身體的其他部位是怎樣配合運(yùn)動(dòng)的？做一做踢腿運(yùn)動(dòng)，解釋一下肢骨、關(guān)節(jié)、肌肉的配合運(yùn)動(dòng)。學(xué)生又一次真實(shí)體驗(yàn)后，小組討論說(shuō)出自己的解釋：大腿的肌肉帶動(dòng)小腿的骨繞著關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)，并由學(xué)生補(bǔ)充道：由此可以推斷出，人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)參與的所有運(yùn)動(dòng)都是相應(yīng)的肌肉帶著骨繞關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

在這一環(huán)節(jié)，學(xué)生已經(jīng)了解了上肢屈臂運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，通過(guò)踢腿運(yùn)動(dòng)感受下肢骨、關(guān)節(jié)和肌肉的配合運(yùn)動(dòng)，從而認(rèn)識(shí)到全身運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，又實(shí)現(xiàn)了從局部到整體的思維演繹。

本課采用模型建構(gòu)的方式發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，原型觀察—提出問(wèn)題—做出假設(shè)—原型解釋—原型應(yīng)用，讓學(xué)生一步步了解科學(xué)探究的過(guò)程，通過(guò)由整體到局部，又由局部到整體的分析過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思維類(lèi)比與演繹能力發(fā)展。驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的設(shè)置緊密結(jié)合學(xué)生的思維培養(yǎng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中目標(biāo)明確，更大程度地促進(jìn)學(xué)生的課堂參與行為和思維發(fā)展。更重要的是，驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的設(shè)置不僅使教師上課有條不紊，還能夠給學(xué)生提供一種輕松活躍的學(xué)習(xí)氣氛。■