基于学生最近发展区的小学科学教学设计探讨

董玉新 赵玺玉

摘   要：根据维果茨基的最近发展区理论，教师应该合理巧妙地设计教学，并以此为推手，创造学生的最近发展区，使学生主动学习、主动探究，最大程度地激发学生潜能，以达到水到渠成的教学效果。

关键词：小学科学；科学探究；最近发展区；教学设计；激发潜能

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2024）01-0022-04

维果茨基就教学与发展问题提出了著名的“最近发展区”理论，认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平。维果茨基把这两种发展水平之间的距离定义为最近发展区。该理论还认为，学生的第一发展水平和第二发展水平之间的状态是由教学决定的，即教学可以构建最近发展区。教学设计是教学的关键因素，基于学生最近发展区的教学设计可以最大程度调动学生的学习积极性，激发学生潜能。如何设计符合这个要求的教学设计呢？

一、准备工作

（一）研读，确定教学目标

1.研读课标，明确方式。《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课标》）指出：科学课程要培养学生的核心素养。学生要在学习科学课程的过程中，逐步形成个人终生发展和社会发展所需要的正确的价值观、必备品格和关键能力，是科学课程育人价值的集中体现。

以《变色游戏》第二课时为例，综上制定教学目标如下：

（1）观察变色现象，认识常见的物质变化，初步建立物质变化观念；

（2）从科学视角对变色现象进行推理分析，基于证据与逻辑，发散思维，提出合理见解；

（3）通过对变色现象的观察比较，提出可探究的科学问题，并基于知识和经验，制定简单探究计划，分析推理，得出结论；

（4）通过观察花叶不同变色现象，对变色现象产生兴趣，乐于思考变色原因；乐于尝试探究实践，初步形成质疑、探究品格，解决科学问题。

2.研读教材教参，明确任务。例：冀教版科学四年级下册第五单元第五课《变色游戏》。教师要熟知该单元研究的内容——物质科学领域中的物质变化。单元课题是《有趣的变化》。教参指出：选择了学生熟悉的变形、变色、放热、发光等生动有趣的物质现象来研究变化规律。注意字眼：熟悉、有趣、物质变化，故教学设计可分课时进行。第一课时研究物理变化，第二课时研究化学变化，均围绕学生熟悉的、有趣味性的科学现象进行。

3.研究学生，明确对象。该内容面对的是小学四年级的学生。四年级和低年级学生相比有了一定的知识储备，对生活中苹果、土豆等物体颜色变化有所认识，这是学生已有的水平。初生牛犊不怕虎，小不点们虽稚气未脱，但挑战解决问题的欲望强烈，更喜欢动手探索，在实践中发现知识，这是他们可能达到的发展水平。

（二）分析，确定教学重难点

小学科学面对的是小学生，掌握少量科学知识，这是学生现有的水平；他们需要锻炼科學能力，储备科学思维，这是可能达到的发展水平，因而确定本堂课的教学重点是学生科学分析推理能力的培养。考虑小学生的心智因素与知识储备因素，教学难点确定为变色的原因。

（三）初略设计教学流程

大致流程设计如下：

情境导入——科学探究——回归生活。

学生层面：

可能的发展水平

教师层面：已有的水平

准备工作后，大方向确定，接下来需要设计衔接学生最近发展区的、具体的教学环节，构建教学。

二、设计教学环节

仍以变色游戏第二课时为例。

（一）情境导入

好的开始是成功的一半。上课伊始，全体学生未曾疲惫，注意力较高，此时教师精心设计情境可抓住全体学生的眼球。四年级的学生不喜欢纯理论的东西，更喜欢眼见为真。故这堂课可先设计变色花实验，引入变色。

1.变色花实验。教师精心准备：两朵用化妆棉自制的带叶的花，外表形状一模一样，其中一朵特殊处理；一个喷壶，装有适量的紫甘蓝汁。

第一朵花：花的部分和叶的部分均用化妆棉直接做成。

第二朵花：花的部分用柠檬汁浸泡过并提前晾干，叶的部分用肥皂水浸泡过并提前晾干（也可用吹风机吹干代替）。

教师对比操作：用装有紫甘蓝汁的喷壶分别喷两朵花的花部分；再用同一喷壶分别喷两朵花的叶部分。

现象：原本白色的化妆棉花和叶变色了！变色效果还不同！

2.引出课题。板书：变色游戏。

3.学生发现问题。学生很诧异：一朵看似同样的花，经过同一喷壶中溶液喷洒，为何会显现不同的颜色？而叶子经同样的喷洒却呈现同样的颜色？此时教师构建学生最近发展区，搭建问题平台，学生则会人人有话说。教师顺势记录其问题如下：

（1）喷壶里是什么溶液？

（2）为什么同一喷壶溶液喷到两朵花上却有不同的颜色？而喷到两朵花的叶上却是同一种颜色？

（3）为什么同一喷壶喷到同一朵花的花和叶上会有不同颜色？

（4）为什么会变色？变色原因是什么？

这些问题发自学生内心，他们提出的都是本节课要探究学习的问题。这些问题不是教师强加给学生，是学生思考的点，学生想知道，就有了任务驱动。

教师出示蔬菜紫甘蓝，解释如何制作的紫甘蓝汁，透明杯子中溶液即为紫甘蓝汁。

教师继续操作：把喷壶中溶液倒出来，用无污染的化妆棉轻轻沾一下，对比透明杯子中溶液颜色，学生断定喷壶中溶液为紫甘蓝汁。看似繁琐的一点小教学设计，却建立了学生对比思维，让学生轻松尝到甜头，相当于在已有水平到可发展水平的路上，放置了一块小蛋糕，搭建最近发展区，学生会在此小成功的喜悦下，朝最高发展水平方向迈进。相比教师直接告诉喷壶中就是紫甘蓝汁要有魅力。

继续对比两朵花的颜色，学生看到其中一朵颜色和紫甘蓝汁颜色相同，继而断定这朵花未做任何处理。呈现的是紫甘蓝汁的本色；而另一朵花变了色，一定是做了手脚。花叶同一喷壶溶液喷洒，却呈现不同颜色，一定是花和叶上有不同的物质。这些物质是什么？又为什么会变色？导入实验不能给出答案。学生好奇，教师此时需要搭建学生最近发展区平台——精心设计探究实验。

（二）新授环节

此环节是本节课的重点环节。根据情境导入的学生问题，必然要设计对应于花叶变色效果的两个实验。材料均可来自于厨房，学生较为熟悉。

1.实验探究一：紫甘蓝汁+白醋。教师分析引导解决本节课知识难点，变色原因是产生新物质。

（1）学生展示溶液颜色。紫甘蓝汁和白醋混合作用会变色。皆为粉红色系，有深有浅。让同学们分析深浅不一的原因——紫甘蓝汁量相当，白醋的量不同，酸多的更红。

（2）突破难点。粉红色的溶液由紫甘蓝汁和白醋溶液作用后构成。从颜色上突破变色原因是产生了新物质。

2.实验探究二：紫甘蓝汁+碱面。有了第一个实验铺垫，学生发展后的水平已经理解，变色的原因是因为产生了新物质，教师的这一实验设计就是再一次构建学生的最近发展区，学生会很容易在知识和实验操作能力方面进一步得到发展。

教师给出概念：酸性物质和碱性物质。紫甘蓝汁遇酸会变红，紫甘蓝汁遇碱会变蓝。

出示前面变色纸花。根据实验所看到的现象，请学生解释花变色变色的秘密。

学生解密：花，预先喷了酸性物质；叶，预先喷了碱性物质。

教师告诉学生花上物质为酸性柠檬汁，叶上为碱性肥皂水。

挑战性任务：怎样使“红花绿叶”变成“绿花红叶”？可视教学情况，再掀高潮。

3.实验探究三：实验一起嗨。学生在以上两个探究实验后不能尽兴，此时课程若戛然而止，那就成了纯知识的课堂，酸性物质是否只有醋？碱性物质是否只有碱面溶液？紫甘蓝汁和其他酸碱溶液反应是否也会变色？颜色会如何？学生的问题层出不穷。皆因教师搭建的最近发展区激发了学生的思考，他们还有可能达到更高的水平。

每个人的最近发展区存在着个性差异，同一个体在不同的情境中也可能有不同的发展区。所以教师可设计开放环节，设计探究实验三，让学生选择自己想研究的材料，继续研究紫甘蓝汁和生活中其他物质的变色情况。这一环节的设计直观直接，变平面思维为立体思维，衔接学生最近发展区，引发逻辑生成。学生自带材料可选择如：果汁，洗洁精水，洗衣粉水，酒水，茶水，酸奶，肥皂水，洗发水等等。现场景象嗨翻天，各种绚烂的颜色展示，部分学生能说出自带溶液的酸碱性。

这次是自主选择的材料，变色效果就在眼前，科学得以验证。时间充裕的情况下，可再给学生一分钟，他们会多种溶液混合，做出一瓶试管中呈现两种或多种颜色。

最后思考：生活中其他变色现象有没有呢？从指定实验材料到自由选择材料，从厨房物质到生活中其他物質，平台扩大，基于学生最近发展区的教学设计继续延伸。

（三）联系实际

1.生活中的其他变色现象。碘酒遇淀粉变色；茄子，苹果，香蕉，土豆等切开后，会变色。

2.拓展性作业。秋天来了，为什么叶子变黄或变红啦？拓展为家庭小实验，延伸至课外。

最后，教师鼓励大家，进行情感态度价值观的培养。科学世界，色彩缤纷，变幻莫测，奥妙无穷。引导学生做生活的有心人。

以上探析说明，高层次的教学设计要步步推敲。要基于学生最近发展区，考虑真实情境的特征，与情境不断进行对话反思，只有这样才能写出科学的教学设计。

参考文献：

［1］徐美娜.最近发展区理论及对教育的影响与启示［J］.教育与教学研究，2010，（5）.

［2］刘晓明.中小学有效教学模式［M］.北京：国家行政学院出版社 2014，6：117.

［3］中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［4］王   颖.维果茨基最近发展区理论及其应用研究［J］.山东社会科学，2013，（12）：183.

［5］王仲华.基于最近发展区理论的初中科学课堂探索体会［J］.山西师范大学学报（自然科学版），2013，27（6）：118.