吴学芳
〔摘 要〕 2022年新颁布的科学课程标准把激发学习动机、加强探究实践作为科学课程理念之一。在本文中,笔者以5~6年级教学为例,从情境创设、问题分解、学习单设计、过程性评价等方面,对小学科学“探究引导”式教学进行了思考。
〔关键词〕 小学科学;“探究引导”;思考
〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 (2023) 13-0013-03
2022年新颁布的课程标准倡导要激发学生学习动机,加强探究实践。培养学生的科学探究能力,是每个一线科学教师毕生的追求。我们可通过“探究引导”,选择学生感兴趣的问题,与教材建立有效联系,引导学生不断探究,从而助力其思维发展。
一、巧设问题情境,激发学生学习兴趣
好的问题情境能激发学生的学习兴趣,在第一次执教《搭建生命体的“积木”》这一课时,我是这样设计情境导入的。首先,我出示房子图片,并提问学生:“这个玩具房子是用什么做的?”学生一眼就看出房子是用积木做的。这时我继续提问:“那生命是怎么构成的呢?”学生大多沉默不语,极少数预习过的学生说是“细胞”。通过执教,我发现这样的情境不能有效激发学生的兴趣。五年级的学生对积木房子并不感兴趣,设置的问题情境过于简单、笼统。通过改进,我设计了这样的教学情境。首先,向学生展示一幅拼图作品,并讲解:“我们先一起来欣赏一幅拼图作品,它的原图出自意大利籍清代宫廷画家郎世宁之手,现为我国十大传世名画之一的《百骏图》。我们知道,再大的拼图作品,它的组成单位也不过是一块块小的……”学生当即说出“拼图”。此时我继续追问:“那我们的手背皮肤会不会也和拼图一样,是由一些小单位组成的呢?”这样的情境让学生眼前一亮,设置的问题情境也很具体,从笼统地问学生生命的构成到引发学生思考手背皮肤有没有可能也是由一些小单位组成的,引发学生认知冲突,使其产生继续探究的欲望。
在执教《微小的生命体》这一课时,我是这样设计教学情境的。首先,我给学生展示了自己的保温杯,并提问:“保温杯里的水有微生物吗?”大多数学生沉默不语,个别学生说“可能有”。此时,我再出示另一杯水,提问:“这是我刚接的自来水,水里有微生物吗?”学生都非常肯定地回答“有”。我再出示一杯池塘里的水,再次提问:“上课前,我到公园的池塘里取了些水,你看到杯子里有什么?”学生观察并汇报:“有腐烂的落叶、灰尘……”我追问:“请你用放大镜观察,还能看到什么?”学生观察并汇报:“有一些絮状物……”我继续追问:“如果让你继续观察,猜猜还能发现什么?你准备用什么工具观察?”学生汇报:“有浮游生物、微生物。可以用显微镜观察。”在这一情境中,结合观察工具的变化(肉眼观察、放大镜观察、显微镜观察),引导学生由大到小进行知识迁移,激发学生对微小生命体的观察兴趣。
二、分解问题,促进学生思维发展
在引导学生进行探究活动时,教师设置的探究问题要符合学生的特点,不能低于也不能高于学生的认知水平。如《发霉与防霉》这一课的教学重点是探究物品发霉的条件,为突破重点,我基于学生的认知特点,设置了以下的问题串,为学生搭建探究支架。
物品在什么条件下会发霉?
生活中有哪些防霉方法?
这些防霉方法的科学依据是什么?
你认为物品发霉的条件是什么?
针对猜想进行对比实验时,有什么要注意的?
在上述问题串中,笔者没有直奔关键问题,而是先提问学生知道哪些防霉方法,学生根据生活经验自然而然能想到“太阳暴晒、防干燥剂、使用消毒柜”等生活中常见的防霉方法。此时再追问学生这些防霉方法的科学依据是什么,学生通过讨论了解到物品发霉可能与“空气、温度、水分、菌种”等因素有关,而空气是生命的必要条件,物品發霉一定需要菌种。因此,教师和学生要具体探究在什么样的温度条件和水分条件下,物品容易发霉,引导学生进行合理猜想,设计实验方案。在执教过程中,我发现学生通过这样的问题串,能培养分析、发散等高阶思维,促进思维发展。
再比如,《生物的启示》这一课有一些难度。在课前,我通过了解发现,从学生的原有经验来看,他们并不清楚什么是仿生。于是,我决定通过实物触摸体验,让学生将动植物与仿生品的形状、特点关联起来,意识到人类创新设计出的一些物品是受到动植物的启发,比如,小小的蜜蜂拥有着令人惊叹的建筑能力。基于学生认知特点,我设置了以下问题串。
蜂巢形状为什么是六边形?
制作面积相等的正三角形、正方形、正六边形:
壁长是多少厘米?
内切圆直径是多少厘米?
4个密铺后有几道壁?
4个密铺后壁的总长度是多少厘米?
抗压能力是几本书?
六边形的蜂巢是不是更加节省材料?
六边形的蜂巢是不是更加坚固、抗压?
通过这样的问题串,学生能多角度地探究蜂巢的结构特点,知道蜂巢结构在生活中的应用。
三、完善记录,培养学生综合能力
对于5~6年级的学生,教师要注重培养其综合能力,设计多样化的记录单,帮助学生理解科学的本质。如,在《昼夜对植物的影响》教学过程中,教师引导学生以思维导图的形式,先归纳出昼夜变化对植物的影响,再在此思维导图基础上思考:是什么引起昼夜的交替?昼夜变化为什么会对植物产生影响?结合一系列活动再次引导学生完善记录单,如下图。学生通过这样的记录方法,能对本节课内容有更加全面深刻的认识,有利于培养学生的核心素养。
在《撬重物的窍门》这一课中,我借助平衡尺实验,引导学生自主探究杠杆省力的秘密,发现平衡尺距离支点越远,保持平衡需要的钩码越少。学生实验结束后能用自己的方式记录杠杆的特点,如下图。
通过这样的记录,为学生探究杠杆省力的秘密构建了脚手架,學生能清楚地了解支点的距离和钩码数量之间的关系,掌握杠杆省力的原因和杠杆的类型。
四、把握时机,培养学生良好习惯
在教学中,教师要引导学生把握记录时机,以事实为依据。如,我在批改学生“馒头发霉的条件”观察作业时,发现了一个特别的现象:针对“温度对馒头发霉是否有影响”这一实验,大部分学生的观察结果是“潮湿低温”的馒头不发霉、“潮湿较高温”的馒头上有很多霉,有个别学生的观察结果是“潮湿低温”的馒头有一点发霉、“潮湿较高温”的馒头上有很多霉。通过询问我了解到,大部分学生按照我的要求连续观察了七天,而极少数同学观察了十天及以上。大家通过分析,一致认为:“潮湿较高温”的环境容易使物体发霉;“潮湿低温”的环境不容易使物体发霉,但给予充足的时间,物体也会有发霉的迹象。通过这一活动,我意识到,教师要引导学生把握记录时机,要尊重实验数据与结果,培养学生实证意识。
五、过程性评价,激励学生成长
2022年版课标指出,小学阶段尤其要重视过程性评价,关注学生在科学探究活动中的参与情况。比如,在研究“野外萤火虫减少或消失的原因是什么?”这一探究问题时,教师不能一味地关注实验结果,而要重点考查:学生能否从问题情境中发现并提出问题,亲历科学探究的过程;学生能否通过多种方法搜集证据,是否有根据问题自主查阅文献资料的能力,多角度、全方位地对问题开展研究;学生能否用合适的方法对收集到的信息进行处理与分析。此外,教师还应该考查学生在本小组中与其他成员合作探究的能力,能清楚、准确、大方地向同伴展示自己的研究报告,并虚心接受他人的意见和建议,完善自己的研究过程与结果。相较于纸笔作业,过程性评价更能挖掘每位学生的长处,激励学生爱科学、学科学。
在《微生物的“功”与“过”》这一课中,在学生对微生物的“功”与“过”有了清晰的认识后,我追问:“如果没有微生物,世界会怎么样?”学生的回答出乎我的意料,当然我也给予了积极的回应。比如,有学生说,如果没有微生物,腐烂的动植物无法分解,会垃圾成堆;有学生说,如果没有微生物,地球就不可爱了;有学生说,如果没有微生物,就吃不到好吃的面包,尝不到好喝的酸奶了。大家都笑这位学生是个十足的吃货。学生天真可爱的想法鲜活了科学课堂,让科学课堂变得更生动。学生能有这么多可爱的想法源于他们对课堂的热爱,教师要鼓励学生积极表述自己的观点,表达自己的想法,关注学生的课堂表现,激励学生快乐成长。
六、巩固所学,促进迁移与应用
在教学中,教师要引导学生将所学概念应用到情境中。比如,《升旗的方法》这一课,学生了解动滑轮与定滑轮的特点后,我又以“给未安装电梯的敬老院运送物资”为情境设置了以下的问题串,鼓励学生用所学知识解决难题。
选择哪种滑轮,适合给未安装电梯的敬老院运送物资?
动滑轮的特点是什么?
定滑轮的特点是什么?
你会选择哪种滑轮来运送物资?理由是什么?
拓展:学习了本节课的内容,再想一想,有没有一种滑轮,可以让人无须上楼,也省力呢?
通过这样的问题串,学生能够建构起有关定滑轮与动滑轮的概念:定滑轮能改变力的方向,人无须上楼,但是不省力;动滑轮能省力,但是不能改变力的方向,人需要上楼。之后,教师再进行问题拓展,引导学生思考如何组装滑轮组,实现概念和思维的迁移。
在《海豚与雷达》这一课中,学生了解到海豚是利用超声波在水中灵活游行和捕食的:前额(鼻孔)发出超声波,超声波遇到物体返回,耳朵接收。教师引导学生画出海豚自如游行的工作原理图,之后,聚焦到超声波以什么形式传播,引导学生模拟超声波活动。
用水波模拟超声波;
将实验盘装水,保持水面平静;
将水滴到实验盘中,观察水波的变化情况;
在水中放入不同的物体,再滴水,观察水波遇到物体时的情况;
画出示意图,交流发现。
实验后,学生通过交流发现:水波遇到物体会返回来;物体离波源的距离不一样,水波返回来的时间也不一样;遇到不同的物体,水波返回来的波形也不一样。师生得出结论:海豚的前额(鼻孔)发出超声波,超声波遇到物体返回,进入海豚的耳朵,海豚对接收到的信号进行分析,从而知道前方有无物体以及物体的大小、形状和位置,就能灵活地游行和捕食了,这样的探路方式称为回声定位。因学生对海豚回声定位的本领并不清晰,因此结合几则资料让学生通过阅读进行分析,从而了解海豚。此外,借助可视的水波模拟超声波的活动,将看不见的海豚利用超声波反射定位的现象转化为直观现象,让学生在活动中形象地感受过程和原理。同时,增强学生的研究兴趣,促进知识的迁移与应用。
总而言之,作为一线教师,要在教学中不断探索,改进教学,以促进学生发展。
参考文献
[1]高嵩.施瓦布的科学课程研究及其启示[J].当代教育科学,2015(7):23-26.