PBL視域下問題驅(qū)動(dòng)式科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

摘要：通過設(shè)計(jì)PBL視域下的問題驅(qū)動(dòng)式科學(xué)活動(dòng)，明確教學(xué)目標(biāo)、激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)實(shí)踐能力。在強(qiáng)化問題驅(qū)動(dòng)過程中，注重問題的情境性、學(xué)生的主體性、思維的逆向性，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：PBL;問題驅(qū)動(dòng)式;科學(xué)活動(dòng);小學(xué)科學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2022）06B-0049-03

小學(xué)科學(xué)教學(xué)的總目標(biāo)是全面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，隨著《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的出臺(tái)，科學(xué)核心素養(yǎng)有了更明確的定義，課程目標(biāo)也不斷完善，不僅要求學(xué)生掌握科學(xué)本質(zhì)，還要求學(xué)生形成思維、探究、實(shí)踐等能力以及正確的價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)即PBL的學(xué)習(xí)方式，主張?jiān)O(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題激發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生在已有認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主學(xué)習(xí)、解決問題。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在改變學(xué)習(xí)方式的同時(shí)，還能將科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境有機(jī)融合，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑之一。

一、問題導(dǎo)向：明確教學(xué)目標(biāo)

“導(dǎo)”即為“引”，問題導(dǎo)向，就是以問題為指引，基于目標(biāo)設(shè)計(jì)問題，學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中思考的方向與工具的選擇等都與“問題”本身的指向息息相關(guān)，任務(wù)非常明確，教學(xué)在重難點(diǎn)突出的同時(shí)，也避免了浪費(fèi)時(shí)間。

以“形狀與結(jié)構(gòu)”的科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)方案為例，可以設(shè)計(jì)這樣的問題：利用一張A4白紙，你有辦法讓它承受一本書的重量，并且讓書離桌面15厘米以上嗎？學(xué)生分組討論，設(shè)計(jì)各種方法，并且一一驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)只要將紙卷成筒狀或柱狀，就能承受一本書。也就是改變了紙的形狀，增加了承受力。那么怎樣的紙筒能承受更多的重量呢？學(xué)生很明確，要卷不同形狀的紙筒進(jìn)行對(duì)比，在對(duì)比中發(fā)現(xiàn)為了公平，除了形狀，其余因素都需保持一致，形成控制變量的思想。一個(gè)指向性非常明確的問題就足以成為引線，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“提出問題—分析問題—制定方案—探究實(shí)踐—解決問題”的過程，激活原有認(rèn)知，建立新舊知識(shí)間的聯(lián)系，形成知識(shí)的建構(gòu)與轉(zhuǎn)化，完善概念。

二、問題驅(qū)動(dòng)：激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)

問題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)[1]，學(xué)習(xí)就是從問題開始的。什么樣的問題能成為驅(qū)動(dòng)性問題，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)呢？筆者認(rèn)為需要滿足以下要求：

（一）注重問題的情境性

情境指具體場(chǎng)合的情況、環(huán)境、事件等，具有很強(qiáng)的具體性和場(chǎng)域感。在問題設(shè)計(jì)中融入生活情境，能引起學(xué)生情感、興趣、精神等方面的共鳴，讓“情”與“景”有機(jī)融合，對(duì)調(diào)動(dòng)積極性、活躍思維有著不可替代的作用。例如：在探究水的導(dǎo)電性項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)這樣兩個(gè)問題：1.水會(huì)導(dǎo)電嗎？2.有這樣一則社會(huì)新聞：海南突降暴雨，一學(xué)生在蹚水的時(shí)候路過電線桿，突然觸電倒地，幸好經(jīng)搶救后脫離生命危險(xiǎn)。新聞中的學(xué)生為何會(huì)在水中觸電？作為驅(qū)動(dòng)式問題，這兩個(gè)問題哪個(gè)更合適？很顯然是第二個(gè)問題。第一個(gè)問題指向性比較單一，學(xué)生的答案基于其已有認(rèn)知，且指向比較單一。第二個(gè)問題利用真實(shí)生活中發(fā)生的事件，能吸引學(xué)生注意，還能讓學(xué)生啟迪思維，思考多種可能性。豐富生動(dòng)的情境問題，引發(fā)學(xué)生情感共鳴，讓學(xué)生先感受后表達(dá)，挖掘大腦的潛在能量，可以獲得比傳統(tǒng)教學(xué)更好的教學(xué)效果。

（二）注重學(xué)生的主體性

在問題驅(qū)動(dòng)式科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)學(xué)生的主體作用是方案設(shè)計(jì)的基本要求。學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，只有激發(fā)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)，想要探究，才能發(fā)揮主動(dòng)性與能動(dòng)性，我們的問題設(shè)計(jì)就需要能“吊出”學(xué)生的好奇心，當(dāng)然，問題的解決也要符合學(xué)生能力水平。

以小學(xué)科學(xué)“冷熱與溫度”的方案設(shè)計(jì)為例，首先“冷”“熱”本身是自然中對(duì)熱量的傳遞過程所體現(xiàn)的一種衡量方式。對(duì)學(xué)生而言，“冷”與“熱”本身并無太大的趣味性，也缺乏對(duì)其進(jìn)一步認(rèn)識(shí)的動(dòng)力，如果換成這樣的問題就不一樣：當(dāng)你發(fā)燒時(shí)，為什么忽冷忽熱？冷的時(shí)候體溫高，還是熱的時(shí)候體溫高呢？體溫的變化是學(xué)生生活中常見的一種冷熱感知方式，同時(shí)也是已知的一種科學(xué)嘗試，所有人都有發(fā)燒的經(jīng)歷，但卻沒有思考過這樣的問題，肯定好奇，想一探究竟。以“體溫”的變化入手探究問題，既激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，也符合學(xué)生的基本知識(shí)能力。要發(fā)揮學(xué)生主體作用，教師就必須聯(lián)系學(xué)生在現(xiàn)實(shí)中的生活經(jīng)驗(yàn)，精心創(chuàng)設(shè)問題情境，并從易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的方向著手，加強(qiáng)科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)方案的“驅(qū)動(dòng)力”。

（三）注重思維的進(jìn)階性

思維是人類大腦在解決問題中運(yùn)用分析、綜合等方式的一種心理活動(dòng)，低階思維強(qiáng)調(diào)知識(shí)的記憶、描述，對(duì)問題的把握是定式的，缺乏發(fā)散性和批判意識(shí)。高階思維強(qiáng)調(diào)分析、綜合、評(píng)價(jià)等認(rèn)知能力，驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì)要引導(dǎo)學(xué)生從低階思維向高階思維發(fā)展，即思維進(jìn)階。

以“空氣中有什么”科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)為例。根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)后提問：通過實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)了什么？這是什么氣體？閱讀資料，說一說空氣主要由哪幾種氣體組成？每種氣體的比例及性質(zhì)是怎樣的？很明顯，以上問題都是能直接找到答案的事實(shí)性問題，只要學(xué)生去觀察、閱讀就行，沒有思維的發(fā)展和進(jìn)階。如果設(shè)計(jì)這樣的問題：某品牌薯片，廠家為保證安全性，沒有放入防腐劑，而是在袋中充入了某種氣體，同樣可以達(dá)到延長薯片保質(zhì)期的目的，請(qǐng)問可能是哪種氣體？為什么？這個(gè)問題就是一個(gè)開放性問題，它不僅需要學(xué)生查閱資料，尋找信息，還需要提出觀點(diǎn)、對(duì)比分析、推理論證。

前一個(gè)事實(shí)性問題是后一個(gè)開放性問題的基礎(chǔ)，要解決這個(gè)開放性問題，僅僅知道空氣的主要成分及性質(zhì)還不夠，還需要考慮食物變質(zhì)的原因，影響微生物生長繁殖的因素以及食品安全、經(jīng)濟(jì)效益等。好的驅(qū)動(dòng)性問題能在激發(fā)學(xué)生好奇心與求知欲的同時(shí)，促進(jìn)知識(shí)的運(yùn)用與遷移，引發(fā)求異思維，對(duì)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)有著巨大的促進(jìn)作用。

三、問題探究：培養(yǎng)實(shí)踐能力

在提出好的驅(qū)動(dòng)性問題后，還需要設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷動(dòng)手動(dòng)腦的探究實(shí)踐過程，學(xué)會(huì)知識(shí)的運(yùn)用、遷移，能夠綜合、分析信息，從而解決問題，在此過程中樹立正確的價(jià)值觀和科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)實(shí)踐能力的發(fā)展，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

比如，在工程與技術(shù)領(lǐng)域，需要各學(xué)科相互滲透，交叉融合，我們需要設(shè)計(jì)實(shí)踐性的項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題—?jiǎng)?chuàng)意方案—篩選條件—優(yōu)化設(shè)計(jì)—加工制作”的過程，而不是簡單地根據(jù)步驟完成作品或?qū)嶒?yàn)。在探究過程中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。通過各項(xiàng)目活動(dòng)鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力、信息整合能力、動(dòng)手操作能力、反思創(chuàng)新能力。

仍以“探究水的導(dǎo)電性”項(xiàng)目為例（見表1）：

從上表可以看出，常規(guī)教學(xué)流程中，學(xué)生只是按部就班，看似在探究，只有簡單的機(jī)械的操作，浮于表面，完成任務(wù)而已，缺乏科學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。而在實(shí)踐性的學(xué)習(xí)中，我們將生活中的情景引入主題，再利用驅(qū)動(dòng)性問題引發(fā)思考，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并融入技術(shù)與工程領(lǐng)域，設(shè)計(jì)制作水位報(bào)警器，在評(píng)價(jià)中反思、優(yōu)化，產(chǎn)生新的問題，在問題探究中，提升實(shí)踐能力，驅(qū)動(dòng)下一輪項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的實(shí)踐不只是動(dòng)手操作，而是要知、行、思合一，需要學(xué)生在了解科學(xué)本質(zhì)時(shí)，帶著思考去解決某一問題，是動(dòng)手動(dòng)腦的過程，是發(fā)展學(xué)生實(shí)踐能力的有效方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏雪梅.項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)：學(xué)習(xí)素養(yǎng)視角下的國際與本土實(shí)踐[M].北京：教育科學(xué)出版社，2018：53.

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)自籌課題“小學(xué)科學(xué)‘問題四驅(qū)’教學(xué)模式的實(shí)踐建構(gòu)”（B-b/2020/02/05）研究成果。

收稿日期：2022-01-11

作者簡介：沈丹，常州市武進(jìn)區(qū)星河實(shí)驗(yàn)小學(xué)分校，常州市教學(xué)能手，主要研究方向?yàn)樾W(xué)科學(xué)教學(xué)。