崔深根
為落實雙減政策,小學科學教師應立足學情,敢于面對小學科學教學實際過程中出現的各種問題,對現行不符合學生認知發展的教學模式進行改造、改進與完善,雙減背景下的小學科學教育其根本目標是回歸教育本質與原點,讓學生站在課堂的“中央”。
在實施小學科學教育過程中,筆者通過精準學情分析,以學生發展、實際活動為出發點,建構了“以思維素養培養為核心,多維素養協同發展”的思維型教學模式,這一模式重在強調學生多元發展,體現減負、提質、增效的教學價值取向,將雙減政策在科學教育中落到實處。
小學科學思維型教學模式分為“聚焦問題,質疑猜想——探究實踐、證據推測——反思提升、形成概念——聯系生活、應用遷移”四個環節。在教學過程中,教師可將學習活動、實驗求證、知識拓展等多項單一活動,運用統整思維重組、構建為目標融合的整體活動,可以幫助學生高效理解科學概念,在不同環節獲得不同能力的發展,助力學生多維能力的養成,使小學生學會科學思維方式。
教師要創設符合學生認知、貼近學生生活實際的學習情境,在學生已具有的部分原有認知基礎上,聚焦可以與學生產生共鳴的科學探究問題,研究的科學問題要與學生的生活經驗相關,才能引發學生的興趣,引發學生的猜想,并遷移運用學生知識體系中的原有認知和生活經驗。
皮亞杰認知發展的階段性理論認為,構建科學概念的過程就是學生的原有認知與新概念間不斷發生沖突,通過學習不斷相互融合的過程。[1]學生的原有認知和生活經驗不能解決相關問題時,會引起學生認知上的不平衡,使學生的原有知識與現實問題發生沖突,學生會不滿足原有認知產生的結果,進而迅速激活學生的思維。
情境引入過程中,大多數教師只是引領學生到達理解科學現象的表層(或猜想)環節,沒有繼續引導學生探尋背后的理由(或依據),情境引入環節只是到達了“引”的層次,并沒有達到“入”的深度,沒有將學生的原有認知充分挖掘出來,只是一種流于表象的“情境引入”。
要真正做到在教學中能引入適切的情境,教師需要教會學生使用“既表達觀點,又要說出理由”的科學邏輯敘述方式,也就是說要做到“觀點+理由”完整解讀的方式。然后教師針對學生說出的理由,恰當、及時地進行精準追問,深挖學生知識體系中與科學概念對應的原有認知。
例如,在教學教科版《義務教育教科書·科學》一年級的《它們去哪里了》一課時,筆者設計三匹小馬馱物過河的情境,引入導學。小馬1、小馬2到達對岸后都感覺自己馱的鹽袋(紅糖袋)變輕了,馱著石子的小馬3聽到后,興奮地說“我覺得我過河后我的貨物也會變輕”。
師:三匹小馬誰說的對呢?
結合生活經驗,學生說出自己的觀點:“小馬1、小馬2是對的,小馬3是錯的?!边@樣的回答沒有反映出學生是否對于溶解概念即原有認知的理解,這時筆者就深挖他們的理由是什么。
師:你為什么覺得小馬1和2是對的?你為什么覺得小馬3是不對的?
生:我判斷小馬1是對的理由:鹽(鹽塊)溶化了會變小,鹽溶到水中,固體變成液體,鹽變得跟水一樣……;我判斷小馬2是對的理由:紅糖溶化了會變小,紅糖溶到水中,固體變成液體,紅糖把水染紅……;我判斷小馬3是錯的理由:石子沒有變化。
當學生給出自己的理由后,教師一定要及時展開追問即精準提問,“追”的目的是讓學生講出知識背后的原理,追問所得到的答案,就是學生對于“溶解”的前概念(原有認知),同時這個過程也是學生運用自己的前概念(原有認知)對溶解概念進行初步拆解的過程。通過追問得到的答案,更加貼近“溶解”的科學理解。
例如,教師可以接著追問:請你解釋一下什么是溶化?“小”到什么程度?是馬上變小還是慢慢變小的呢?什么是溶入水中?是鹽自身變成液體了,還是與水融為一體了?水為什么會變紅呢?什么情況下是沒有變化?……
學生前概念:化了、大→小、肉眼看不到、慢慢的、成為一體、大小不變。
科學概念:溶解、慢慢的、大→小、均勻分布;不能溶解、沒有變化。
基于上述充分的情境“引入”環節,學生才能進行真實的、有選擇的、有目的性的觀察,高效進行邏輯求證的探究實踐活動。
教師為學生挑選、準備熟悉的日常物品作為典型性學習材料,學生根據自己的前概念進行實驗設計與觀察,探究實驗現象是否與自己的猜想一致,即進行探究性科學求證實驗,學生通過實驗的方式搜集證據,對現象證據進行感知,與原有認知進行比較并歸納、概括,從而加以驗證,形成科學的解釋,進一步完善建構思維體系中的科學觀念。
例如,在《它們去哪里了》的實驗環節,教師將三組學習材料進行合理排序(鹽、紅糖、石子),學生在完成溶解實驗后,通過歸納、概括得出溶解的科學解釋,認識到溶解的特點。
教師在導入和探究環節結束后,可組織學生展示、匯報交流活動,引導學生自己猜想、推測、驗證與科學解釋,并進行互相評價,進而幫助學生展開反思,引導他們從不同的觀點中得到啟發,從不同角度去完善、發展自己的思維,形成真正的科學觀念。
例如,在《它們去哪里了》一課的互評環節中,學生在觀察到清水被紅糖染色現象后,有學生提出紅糖顆粒溶解過程中,紅糖顆粒就像我們上操時,先排隊在一起,然后伴隨著音樂,均勻分散到各個點位做操。這就是學生通過枚舉法,形象描述出“溶解”概念中“均勻分布”的特點。
在不同的觀點與推理分享過程中,學生逐漸完善自己對“溶解”概念的理解,認識到“能被水溶解”“不能被水溶解”的區別之處,從而運用這些知識去判斷和解決生活中的實際問題。
新情境的引入與創建,可以極大地調動和鼓勵學生使用新建立的科學概念體系進行思考,幫助學生更加深入地理解認知體系中生成的新概念,實現現實生活中的遷移與應用,發展高階思維。
例如,在《它們去哪里了》一課的拓展環節,學生要深入理解生活中哪些物質可以被水溶解,哪些物質不可以被水溶解。
學生提出:“速溶咖啡能被水溶解”“橡皮不能被水溶解”等現象;一名同學提出“食用油不能被水溶解,因為往水中滴入食用油,可以看到一滴滴的油花?!惫P者抓住了這轉瞬即逝的機會,為學生繼續創設“哪些液體可以被水溶解?”的科學問題,引導學生進一步去探究液體之間溶解的奧秘。
在小學科學思維型教學模式的教學過程中,教師和學生可以在有限時間內盡可能關注到教學的更多環節和知識習得的細節,對于教師而言,這種教學模式可以使教師有效地聚焦學科核心素養,打造高效的科學課堂;對于學生而言,這種教學模式很好地引導學生學習科學方法,使學生在活動中能夠更好地自主判斷和驗證科學觀念,極大程度地發展了學生的科學思維,提高學生的科學素養。