《科學課程標準》告訴我們,通過科學課程的學習,知道與周圍常見事物有關的淺顯科學知識,并能應用于日常生活,逐漸養成科學的行為習慣和生活習慣。我在實際教學中,重視學生解決實際生活問題的能力的培養,讓科學知識和技能成為學生生活的一部分。
學習科學是為了解決生活中的問題,但是解決生活中的問題的第一步卻需要考慮引導小學生那個從生活實際抽象出科學模型。解決實際問題的能力,其本質是科學建模的能力,而建立科學模型的本質是讓學生的形象思維向邏輯思維轉變。生活中的問題是學生思考的依據,是極其形象的,而教師要做的是讓學生在充分理解問題本質的基礎上,抽象出科學的模型。
現代科學教育,就是關注日常生活中的細節,提煉簡潔細致的科學模型,用理性的思考來研究它,讓建模成為學生主動完成的事情,成為學生終生學習的方法,反過來又去改變生活,最終達到生活和科學的和諧統一。
一、創設情境,演繹鮮活的生活
科學源自生活,所以教師要盡可能在課堂上使用生活中的小活動,讓學生在參與小活動的過程中,深入理解小活動中所蘊含的科學道理。
例如,我在教學《斜面的作用》時,請學生觀察哪些地方有斜坡,讓學生先從生活中發現各種坡的坡度是不一樣的,有的坡度高、有的坡度低。教師讓學生把不同坡度畫在紙上,就找到了一個研究坡度的關鍵要素。再回想一下時的感受,學生會回憶起爬坡度高的費力,爬坡度低的省力。教師讓學生想想,如何在實驗室對斜面進行研究呢?通過這樣的引導,學生能夠從生活中歸納出研究斜面的各個關鍵要素。
在建模以前,要深入理解問題的背景,捕捉有價值的信息。對實際問題進行分析,進行抽象,這是一個化繁為簡、化難為易的過程,鼓勵學生回憶生活情境并進行思考。
二、聚焦思維,構建理性模型
模型的建構,關鍵在于學生思維的聚焦,學生專注于生活中的實物,關注起作用的關鍵之處,教師注重學生形象思維到抽象思維的轉變過程,讓學生主動建構理性的模型。
構建理性模型的關鍵是理解生活中問題的本質,即在活動中起作用的要素。抓住了要素,就能夠在教學過程中,對各個要素進行有效的指導,使指導落到實處。也就是說,構建理性模型的關鍵在于找準問題的關鍵,忽略無關因素,突出相關因素,把問題的關鍵放到聚光燈下,供學生分析,猜測重要因素之間的關系,創造性地建立能夠反映原型本質聯系的模型。
例如,我在教學《拱形的力量》一課時,請同學們在生活中找尋各種各樣的拱橋,包括“寶帶橋”“湖南鳳凰烏巢河橋”“法國克拉雷克橋”“玉帶橋”……思考:他們都有什么特征?讓學生歸納出這些橋的共同之處,主動抽象出拱形這個科學模型。但是,是不是到此為止,教學就戛然而止呢?顯然不是的。那么為什么都使用拱形呢?讓學生主動設計研究拱形的方案,在實驗過程中得出:拱形在受到一些物體的壓力時,能把壓力向外和向下傳遞給相鄰的部分。通過細致嚴謹的探究過程,能促進學生主動思考,建構理性模型。
在學生構建模型的過程中,教師如果能把握學生思考的脈絡,就能夠給學生引好路,而學生的思想是通過他們的語言和行為來表達的。所以,教師要引導小學生進行思考,就需要從學生的語言和行為入手。語言和行為都是學生思維的外化,觀察和分析語言和行為,其本質就是對學生思維的關注,而我們科學教學的根本,就是培養學生良好的思維習慣。正如上面的例子所示,其著力點當然就是學生的語言和行為了。教師在教學中要順著學生的思維調整教學,讓學生主動思考,在思考中感悟建模的方法,領悟科學教學的真諦。
三、課外延伸,拓展模型的空間
葉圣陶說:“課堂里學,生活中用。”對于科學模型,要體現它的價值,必然要運用到生活,改變人們的生活。在科學模型被學生接受以后,就進入實際運用階段,在實際運用中對模型進行改進。
例如,我們在學習了《建高塔》一課,知道了“重心低、底面積大的物體不容易倒”后,我們可以讓學生制作不倒翁。讓學生在自制不倒翁的過程中,深入理解了高塔模型的科學意義。讓學生把科學知識運用到實際生活中去,極大地拓展了模型的使用空間。
激發學生用科學的眼光審視生活的經驗,用理性的思維取代感性的經驗,讓科學模型成為學生科學思維發展的一個關鍵步驟,是我們科學課的重要目標。《科學課程標準》要求我們要發展學生對科學本質的認識,所以教師應該從學生思維角度去教學,讓學生感受到科學和生活的緊密聯系,能夠發現生活中的科學,進行有效的建模和研究,領略科學的魅力。