科學現象教學突破課堂邊界，打造深度思維

姚菊容 劉云

【摘 要】小學科學“現象教學”基于教材和校情，模糊和柔化時間、空間、學科三大壁壘的邊界，提升探究高度、拓寬探究廣度、挖掘思維深度，為學習者的自主學習和實踐探究提供更為開闊的無邊界課堂。這有利于建立科學學科與生活及其他學科之間的聯系，促進學生科學探究能力提升。

【關鍵詞】小學科學 現象教學 課堂邊界 思維深度 探究能力

“無邊界學習”概念是英國教育界首先提出的，是指利用所有學習平臺，給學習者提供一個可以在任何地點、任何時間，使用身邊任何可以獲取的學習機會進行學習活動的學習環境[1]。小學科學現象教學基于教材、基于校情，模糊邊界、柔化邊界，引導學生走向生活、走向社會、走向自然，突破時間、空間、學科三大壁壘，為學習者的自主學習和實踐探究提供更為開闊的平臺和空間，建立與生活的聯系，建立與其他各學科的聯系，促進學生科學探究能力提升，實現無邊界課堂。

一、突破時間的壁壘，提升探究的高度

在實際教學中，有一些探究活動無法在課堂上完成，為了讓科學探究不因課堂鈴聲的結束而結束，讓學生把科學探究的激情帶到課后，利用課余時間繼續進行實驗與探究，培養學生科學探究的精神和持續學習的毅力，科學教師應根據每節課的教學內容，精心設計聯系生活實際的拓展延伸活動，鼓勵學生課后自主開展探究活動，把課堂上學到的知識與現實生活建立聯系。以“螞蟻喜歡吃什么”教學為例。

【背景】學習三年級“螞蟻長啥樣”一課后，學生對于螞蟻產生了興趣，于是教師設計拓展內容：螞蟻吃什么？螞蟻怎樣搬動比自己重很多倍的食物？課后請同學們繼續研究。

【描述】黎麗嫻同學對于螞蟻喜歡吃什么的問題非常感興趣，于是利用國慶節假期跟爺爺一同去了動物園，抓了幾只大螞蟻，回家后每天給他們投喂不同的食物：白菜、糖果、草莓、餅干……運用課堂上學習的方法，觀察螞蟻每天吃了多少，剩了多少，由此分析螞蟻喜歡吃什么，并做了詳細的觀察記錄（見圖1）。

黎同學對螞蟻進行了連續7天的觀察，并做了圖文并茂的觀察記錄。她能將在課堂上學到的觀察方法進行遷移應用，課后抓螞蟻進行持續觀察和記錄，通過對比與分析，最終得出結論，這體現了“會學”，體現了科學探究活動帶給她的樂趣與持久的動力。由此可見，學生在課堂上學到相關科學知識，課后繼續帶著高昂的探究激情進行自主探究的做法，讓科學探究從課堂延續到課后，突破了時間的壁壘。學生在走向更為真實的生活世界的同時，提升了知識遷移與應用的能力。

二、突破空間的壁壘，拓寬探究的廣度

科學探究不應只是局限在實驗室、教室里，教師應創造一切條件幫助學生突破空間的壁壘，讓學生走出教室，走進校園，走進社區，走向社會，走向自然，讓科學探究不受地域的局限。以“松山湖水質的調查”教學為例。

【背景】家住松山湖的楊雨霏同學在學習了五年級上冊第3單元“水”，了解水資源及水質知識后，對松山湖湖泊、河流接二連三出現死魚的現象產生疑問：湖中死魚與松山湖的水質有關嗎？

【描述】于是，楊雨霏約了班上的何鎮宇、余婉婕、許海雯、楊沁偉、韓子磊同學，準備對松木山水庫和附近湖泊進行實地勘察，并收集樣本水樣進行了檢測與調查。在環保部門的指導下，他們通過實驗檢查、采訪調查等手段，了解了松山湖園區的水質現狀（見表1）。

最后得出結論：松木山水庫的pH值和化學需氧量在正常范圍內，生化需氧量接近正常值，水質較好。經常規凈化處理（如絮凝、沉淀、過濾、消毒等），其水質即可達到生活飲用水的標準。月山水質除了pH值正常以外，其余兩項指標均超標，水質很差。后經調查，此為工業污水，由于修理石大路工程造成污水管破裂，污水流到月山河中。月荷湖水質較濁，化學需氧量值較高，只能用于人體非直接接觸的娛樂用水。

楊同學具有很強的問題意識，在學習了有關水的知識后，發現松山湖有死魚，對此產生疑問，然后結合書本中學到的知識，邀約同學對松山湖附近水域的水質進行調查。通過請教專家、采集水樣、觀察記錄、實驗檢測、數據分析，最后得出結論。學生走出教室，充分利用校園、家庭、社會資源開展科學探究，有效地突破了空間的限制，讓探究不再是實驗室或教室里的紙上談兵，而是解決與生活緊密聯系的真實問題。這不僅有效拓寬了學生科學探究的廣度，而且讓學生的思維能力得到了有效的發展。帶著科學的思維把目光投向社會，關注自然生態，也正是現代教育中所著力培養的公民責任擔當。

三、突破學科的壁壘，挖掘思維的深度

《基礎教育課程改革綱要（試行）》指出，要改變課程結構過于強調學科本位，科目過多和缺乏整合的現狀，重視課程的開放性、綜合性，提倡不同學科相互聯系，相互補充和相互滲透，整合學科知識，實際生活以及學生個人經驗，進行跨學科教學[2]。作為科學學科，以培養學生問題解決和創新思維為目標，則更需要以科學為中心，打破學科界限，融合各學科知識，有目的、有計劃地進行教學設計和組織教學活動，以突破學科壁壘，實現跨學科知識應用，讓學生在運用知識解決問題的過程中進行更深入的思考與融合，挖掘思維的深度。教師可以根據科學教材的內容，以培養學生跨學科知識應用能力及問題解決能力為宗旨，對教學內容進行創造性的整合。如《科學》（粵教科技版）一年級“紙都吸水嗎”一課，教師對教學內容進行研究，整合后的課題為“讓紙繩更結實”，讓學生帶著“如何讓紙繩更結實”的任務展開探究。學生需要運用科學知識，通過對比實驗探究紙的特性。在描述不同的紙的特點時需要運用語文知識，選擇材料進行紙繩的制作則關系到工程技術的實踐與應用。又如四年級“電與電路”一課，教師將內容整合后，題目改為“給燈泡加上開關”，學生需要運用科學知識來研究如何用開關控制電路，需要用到美術知識來畫出電路設計圖，也需要運用工程技術來選擇合適的材料并進行電路組裝。再如六年級“生態瓶的秘密”一課，教師以“設計制作生態瓶”為題展開教學，學生通過探究了解魚塘生態系統，運用科學知識設計生態瓶方案，并運用美術知識畫出生態瓶設計圖，然后運用數學知識計算瓶子容量、材料用量及成本。以上課例都有一個真實而具體的任務，學生需要創造性地運用跨學科知識、結合實際生活和個人經驗去解決，解決問題的過程就是學生思維發展的過程。深度學習與淺層學習的一個重要區別就在于是否能夠利用知識運用到新情境中解決問題。這種以問題解決為核心的課例有利于培養學生的問題意識、動手實踐能力和科學素養。以三年級“花盆補水器”為例。

【背景】三年級學生在學習了材料的吸水性后學習制作花盆補水器，教師將學習內容與學生的生活緊密聯系起來，設計了一個真實而有意義的任務：過了一個長長的暑假，班級陽臺的植物都干枯了，你有什么辦法解決假期給植物澆水的問題？

【描述】于是同學們圍繞著這個生活中的有挑戰性的任務展開了探究：怎樣設計自動澆花器？采用什么材料做引繩？澆花器的儲水設備需要多大容量？自動澆花器怎樣把水引到花盆里？最后通過小組合作及設計制作，各式各樣的自動澆花器應運而生。

教師根據教材內容，聯系生活實際，有目的、有計劃地設計一個融入科學、美術、數學、工程技術的探究任務。為解決給植物澆水的問題，學生會思考用什么材料做花盆補水器。通過設計對比實驗，探究材料的吸水性，選擇合適的材料來制作澆花器的引繩。材料確定后，學生需要思考設計一個什么樣的澆水裝置，這就需要學生首先進行構思與設計，運用美術知識畫出澆花器的各部分結構，再運用數學知識來計算植物一天、一周、一個月的水量，并運用工程技術制作裝置、實踐驗證以及改進裝置等。整個過程中，只有進行跨學科知識的應用與整合才能解決制作過程面臨的一個又一個問題，學生需要協同探究、設計制作、反思改進……學生的工程規劃、項目執行、總結反思、創意設計等能力得到了不斷的提升。

科學教育“不僅要求每個學生在課堂上學習科學理論知識，更要求全體學生像科學家那樣介入社會性的科學實踐中，運用科學方法對客觀世界、人類社會做出說明，并在科學研究的基礎上，通過科學決策參與到社會改造的科學實踐中，在學生參與、介入的科學的社會實踐中，將誕生一個有責任擔當、肩負社會使命的公民”[3]。突破時間、空間和學科三大壁壘，讓科學課程實現無邊界，正是超越課堂學習，走向社會實踐的有效途徑。

參考文獻

[1] 秦麗.6個特寫，讀懂“無邊界學習”——記廣東省深圳市南山區赤灣學校課程改革實踐[N].中國教師報，2016-10-26（12）.

[2] 陳為鐸，趙斐.多元智能視角下中學學科交叉融合教學的思考[J].中學教學參考，2013（33）：104.

[3] 段發明，劉倩.我國小學科學教科書70年回顧與展望——文化視角的審視[J].課程·教材·教法，2019（7）：61-67.

（作者系廣東省東莞松山湖中心小學科學教師）

責任編輯：孫昕

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