兒童是天生的探索者。他們對世界的每一次觸摸、每一個(gè)疑問,都是科學(xué)精神的萌芽。如何將這種本能的好奇轉(zhuǎn)化為持續(xù)探究的能力?如何讓科學(xué)課堂成為滋養(yǎng)理性思維與創(chuàng)新精神的沃土?在多年的教學(xué)實(shí)踐中,我們構(gòu)建了“聚焦—探索—論證—深究”的“四階循環(huán)”框架,融入認(rèn)知修訂、問題解決、集體議事“三大策略”,形成了一套可推廣的科學(xué)教學(xué)模式,為科學(xué)教師提供實(shí)踐參考。
“四階循環(huán)”讓探究成為課堂主旋律。科學(xué)教育的核心在于思維的鍛造。我們以“持續(xù)探究”為目標(biāo),將課堂設(shè)計(jì)為螺旋上升的旅程,通過四個(gè)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生從淺層認(rèn)知走向深度理解。
聚焦:以問題點(diǎn)燃思維火種。科學(xué)發(fā)現(xiàn)始于值得追問的問題。教師需設(shè)計(jì)兼具挑戰(zhàn)性與生活關(guān)聯(lián)的情境任務(wù),如“濕抹布為何在冬日室內(nèi)容易干?”“如何用一張A4紙承重更多硬幣?”激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。問題需遵循“近而難”。原則:貼近學(xué)生經(jīng)驗(yàn),又略高于其認(rèn)知水平,方能喚醒好奇心,驅(qū)動(dòng)主動(dòng)探索。
探索:以實(shí)踐培育科學(xué)家姿態(tài)。學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者與執(zhí)行者,在試錯(cuò)中領(lǐng)悟科學(xué)規(guī)律。例如,“紙塔承重”項(xiàng)目中,學(xué)生經(jīng)歷數(shù)十次倒塌,卻從中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與力學(xué)的關(guān)系。教師應(yīng)退居幕后,提供資源支持而非直接干預(yù),讓學(xué)生體驗(yàn)完整探究流程。
論證:以思辨淬煉批判性思維。學(xué)生通過小組匯報(bào)、質(zhì)疑辯駁檢驗(yàn)成果。例如,討論“蒸發(fā)”現(xiàn)象時(shí),有學(xué)生認(rèn)為“高溫導(dǎo)致水分消失”,但冰箱中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)促使其修正觀點(diǎn)。教師需強(qiáng)調(diào)“證據(jù)至上”,幫助學(xué)生區(qū)分觀點(diǎn)與事實(shí),理解科學(xué)共同體的協(xié)作精神。
深究:以追問開啟無限可能。課堂的終點(diǎn)應(yīng)是新問題的起點(diǎn)。完成“紙塔承重”實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生可能追問:“是否所有幾何結(jié)構(gòu)都遵循相同力學(xué)規(guī)律?”教師需捕捉這類思維火花,引導(dǎo)學(xué)生延伸探究,培養(yǎng)終身思考的習(xí)慣。
“三策融合”成為破解素養(yǎng)培育密碼。“四階循環(huán)”為課堂提供骨架,“三大策略”則賦予其靈魂,助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)從知識到素養(yǎng)的跨越。
認(rèn)知修訂:用事實(shí)重塑科學(xué)觀。在自然現(xiàn)象類課程中,先讓學(xué)生暴露前概念,再通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)自我修正。例如,學(xué)生認(rèn)為“云是水蒸氣聚集而成”,教師借助干冰造霧實(shí)驗(yàn)揭示凝結(jié)核作用,傳遞“證據(jù)至上”的科學(xué)精神。
問題解決:在迭代中鍛造工程思維。面對工程技術(shù)課題,學(xué)生需經(jīng)歷“定義問題—設(shè)計(jì)方案—測試改進(jìn)”的完整流程。如“設(shè)計(jì)生態(tài)瓶”項(xiàng)目,學(xué)生因生物死亡反復(fù)調(diào)整方案,最終領(lǐng)悟“失敗是通往成功的階梯”。
集體議事:在沖突中培育公民素養(yǎng)。涉及“人與自然關(guān)系”議題時(shí),通過模擬聽證會(huì)、辯論賽等形式,讓學(xué)生在證據(jù)與價(jià)值觀間尋求平衡。例如,圍繞“是否開發(fā)濕地建公園”,學(xué)生需整合生態(tài)與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),通過提案、表決達(dá)成共識,體會(huì)科學(xué)決策的復(fù)雜性與人文關(guān)懷。
從課堂到未來,讓科學(xué)精神照亮成長。當(dāng)課堂以“四階循環(huán)”與“三策融合”重構(gòu),學(xué)生的變化清晰可見:眼中多了追問的執(zhí)著,手中多了實(shí)驗(yàn)的篤定,心中多了合作的溫度。這些品質(zhì),遠(yuǎn)比知識更具生命力。
對教師而言,這一模式要求從“知識權(quán)威”轉(zhuǎn)型為“探究導(dǎo)師”,從“提供答案”轉(zhuǎn)向“引導(dǎo)思維路徑”。盡管充滿挑戰(zhàn),但看到學(xué)生因發(fā)現(xiàn)真理而雀躍、因合作突破而歡呼時(shí),一切付出皆有意義。
科學(xué)教育的目標(biāo),是孕育具有獨(dú)立思想、創(chuàng)新勇氣與社會(huì)責(zé)任的未來公民。當(dāng)全國科學(xué)教師攜手踐行這一理念,我們便能構(gòu)筑一片星火燎原的探究樂園——在這里,每一顆好奇的種子都能破土而出,每一雙探索的手掌都能觸摸未來。