基于問題主線的科學“現象教學”模式與特征

【摘 要】基于問題主線的“現象教學”打破知識傳授的傳統教學模式，將深度學習理論融入科學教學中，摸索出以問題為主線、常態可用、常人可學的教學新模式，由現象引入、探究活動、問題解決、問題拓展四個環節組成;提煉出“現象教學”的基本特征：活化教材、問題主線和思維本位;形成以課標為綱、教材為基、思維為魂、素養為本的教學新樣態。

【關鍵詞】小學科學 問題主線 現象教學 教學模式

我國的中小學課堂，大多是“知識主線教學”，教師按教材的知識主線的順序進行教學，其實質就是大家常說的“教教材”。可以說，教師的日常教學行為大部分屬于“活化教材、知識主線”。

為實現從知識課堂向思維課堂的轉變，“現象教學”將深度學習理論應用于小學科學課堂教學中，以問題貫穿課堂，引導學生以問題解決為目標，開展問題探究活動，實現大開大合的教學，踐行的是“活化教材—問題主線”。

一、現象教學的基本模式

“現象教學”大致由現象引入、探究活動、問題解決、問題拓展四個環節組成，以問題為主線，逐步培養學生提出問題的能力、收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，發展學生的創造性、批判性思維和想象力[1]。

課堂教學是“現象教學”常態化實施的主陣地。廣東省東莞松山湖中心小學自2016年開始進行基于深度學習的“現象教學”研究與實踐，著力通過教學結構化探索，構建“現象教學”教學模式。

1.現象引入——創設真實情境，凝練核心問題

教師創設一個生活現象或者一種實驗現象，由真實或有趣的現象引發一個或一連串的科學問題（核心問題），激發學生展開科學探究活動。現象引入有三個層次：激發學習興趣;聚焦核心概念;指向高階思維。以“車動了嗎？”教學引入為例。

汽車從車站開出，波波、妍妍和琪琪坐在車上。看到車窗外的物體在移動，妍妍說：“大家坐穩，車開了。”但琪琪卻感覺車沒有開。為什么兩個人的判斷不一樣呢？如何判斷物體發生了運動？

2.探究活動——分解核心問題，搭建探究支架

科學“現象教學”通過對核心問題進行分解，形成具有驅動性的問題串（任務串），引導學生開展有序探究。它既是學生學習的支架，也是學生思維發展的階梯。以“往水里加點東西”教學為例。

任務一：食鹽在水里會如何變化？（1）你認為食鹽在水中會是什么形態？（2）將少量食鹽加入水中，靜置一分鐘，它會如何變化？（3）攪拌后，鹽在水中會如何變化？觀察記錄食鹽在水中的新變化（顆粒的大小）（見表1）。

任務二：白糖、沙子和食用油都能在水中溶解嗎？（1）你認為白糖、沙子、食用油能在水中溶解嗎？（2）白糖、沙子、食用油在水中會如何變化？將少量白糖、沙子和食用油分別加入水中，依次輕輕攪拌，觀察現象并把結果記錄下來（見表2）。

任務串之間有兩種關系：并列式與進階式。“食鹽在水里會如何變化？”與“白糖、沙子和食用油都能在水中溶解嗎？”這兩個任務串屬于并列式。任務串下面要搭建學習支架，如探究活動的順序、思維方法的指導、材料準備的思考、探究活動的記錄、概念建構的追問等，幫助學生收集、處理信息和分析、解決問題。學習支架根據不同的年齡特征呈現方式有所不同，低年級段以勾選、連線、畫圈等簡單的填寫為主;中年級段學生已經有了一定的書寫、觀察、歸納、概括能力，以圖表、填空為主;高年級段學生書寫、觀察、歸納、概括等學習能力較強，以表格與設計方案為主。

3.問題解決——解決核心問題，建構科學概念

科學概念的建立是認知完善的過程，是從認知沖突到認知統一的過程，認知沖突的統一來自自主思辨和反復修正。當學生對問題串進行深入探究之后，教師要組織學生進行分享交流和批判反思，解決核心問題、發現科學規律、建構科學概念。以“小黃鴨升降的秘密”教學為例。

師：哪個小組愿意分享你們的實驗結果？

生：①號瓶只能讓鴨子降下去，不能讓鴨子升起來。開始，我們用手捂住了②號瓶口，鴨子在下面，后來我們松手了，鴨子就升上來了。（注：①號瓶的瓶口是閉合的，②號瓶的瓶口是敞開的）

師：觀察得很仔細，大家發現水平面和小黃鴨之間是什么關系？

生：水平面在哪，小黃鴨就在哪。水平面升，小黃鴨升;水平面降，小黃鴨降。

師：那為什么①號瓶的小黃鴨升不起來？①號瓶子的上部有什么？

生1：瓶子內有空氣。

生2：空氣在里面，把小黃鴨壓下去了。

師：說得有道理，我們再看②號瓶，瓶內上部是什么？

生3：也是空氣。

師：是的，對比②號瓶被捂住瓶口前后，空氣和水有什么變化？

生3：開始時，瓶內空氣多，水少;結束時，瓶內空氣少，水多。

師：瓶子里的空氣為什么會變少？

生4：因為②號瓶是開口的，空氣跑掉了。

師：空氣從哪里跑到哪里去了？

生5：從瓶子內跑到瓶子外了。

師：這說明了空氣占的空間由多變少，水平面就上升了。如果想控制水平面的升降，我們就要控制什么？

生6：瓶子內空氣的多少。

師：你們實在是太厲害了。因為瓶子內的空間是有限的，當空氣占據的空間多時，水占據的空間就少;空氣占據的空間少，水占據的空間就多。所以，想要控制小黃鴨的升降，關鍵在于控制瓶子內空氣的多少。

在問題解決環節，教師要引導學生描述、分析實驗結果，透過現象分析本質，注重學生科學地描述、科學地表達，在解決核心問題的同時逐步構建科學概念，并推動他們科學思維的形成和發展。

4.問題拓展——拓展核心問題，突破三大壁壘

首先，讓探究從課堂延伸到課后，突破時間的壁壘。例如，教師在進行四年級下冊“種子發芽了”教學時，以拓展問題“種子萌發時是先長根還是先長芽？”點燃學生探究的欲望，引導學生持續觀察一周，讓科學探究不因下課鈴聲而結束。

其次，采取“請進來，走出去”的方式，突破空間的壁壘。學校邀請陳賀能、潘習哲、徐德詩等科學家進校園開展講座，邀請散裂中子原、華為、廣東醫學院、東莞理工學院的教授們和大家一起分享科學研究的經歷和故事，點燃了學生們學科學的激情，引發大家利用課余時間繼續觀察、實驗。如“校園里有哪些小動物”“制作太陽灶”“探訪萬科研發中心”等，讓家庭、社區、工廠、大自然成為廣闊的科學教室。

最后，加強學科之間的融合，突破學科的壁壘。例如，“觀察螞蟻”一課中要求學生邊觀察邊畫螞蟻，與美術學科進行了融合;“種子發芽了”一課融合數學學科，以測量綠豆的高度、莖的粗細來記錄種子的成長;“調查松山湖水質”與語文學科進行了融合，讓學生在調查松山湖水質后給環境局寫一份建議書。

問題拓展有效地擴大了科學課堂的外延，激發了學生的科學志趣，提高了學生的科學素養。

二、“現象教學”的基本特征

“現象教學”創立了PBL（基于項目或問題的學習）模式在科學學科中的校本化實踐樣態—基于教材的常態化問題主線教學，強調并在實踐中彰顯了核心問題、問題串在知識建構和遷移運用中的意義。它的基本特征是活化教材、問題主線和思維本位。

1.活化教材

活化教材，是指以新授教材為基礎，以關聯教材為依托，以學情特點為起始，通過三次整合產生核心問題（見表3）。

2.問題主線

問題主線，就是以問題為課堂教學主線，課堂教學圍繞問題展開，以問題的提出為學習的開始，以問題的解決為學習的終結，問題貫穿于整個學習活動的始終。因此，在研讀教材、深入理解教材的基礎上提煉出來的核心問題應該是個“大問題”，它可繼續向下分解出探究活動的問題串（任務串），還與問題的解決相關聯。問題主線的操作要領是培養學生的問題意識：引導學生善于觀察，提出問題;引導學生敢于實踐，探究問題;引導學生樂于運用，解決問題。以“螞蟻長啥樣”教學為例。

環節一：現象引入

小小的螞蟻居然能背起比自己重50倍的食物，螞蟻究竟長啥樣？它的家在哪里？它喜歡吃什么呢？

環節二：探究活動（問題串）

問題1：你能“釣”起一只螞蟻并將它的外形畫下來嗎？（1）畫一畫，你印象中的螞蟻長啥樣？（2）再畫一畫，你觀察到的螞蟻長啥樣？

問題2：你還想探究螞蟻哪些問題？（1）螞蟻喜歡吃什么？（2）螞蟻如何搬運食物？……

環節三：解決問題

（1）仔細對比觀察前和觀察后畫的螞蟻，你發現螞蟻長啥樣？（2）你選擇哪個問題進行探究？你有什么新發現？

環節四：問題拓展

自然界中還有許多小昆蟲，如蜘蛛、蜜蜂，它們的身體和螞蟻一樣嗎？

3.思維本位

課堂教學是由教師的教和學生的學構成的一個有機整體，是教師有計劃、有目的地創設教學情境，促進學生全面發展的過程。在這個過程中，教師與學生和核心活動是思維。促進學生和教師積極主動地思維，是提高課堂教學質量的關鍵，也是課堂教學改革的方向[2]。因此，課堂教學中的教學環節既要聚焦核心概念，也要關注思維發展，讓教學回歸思維本位。

（1）現象引入聚焦思維激發。“你覺得全國各地土壤顏色真的不同嗎？土壤為什么會有不同的顏色？土壤究竟有幾種顏色？”“你有什么辦法讓土豆浮起來？”“校園里還有哪些植物像白蘭、荔枝一樣？”這些現象引入都引發了學生的認知沖突，聚焦思維的激發。

（2）探究活動培養結構化思維。任務串聚焦教師的教與學生的學，凸顯“現象教學”探究的有序

性（建立科學的探究任務和安排合理的探究環節）和思維的深刻性（掌握探究方法和建構科學概念）。任務串要聚焦結構化思維：提出問題（大任務）—問題串（分任務）—小問題（小任務），從而構成了結構化思維，促進學生思維的發展[3]。問題串要一次呈現，可分一次、兩次處理，避免一問一答的碎片化教學，實現大開大合的教學。

（3）問題解決關注高階思維。以問題為主線的小學科學教學指向的是問題，問題解決就是讓學生圍繞探究核心問題所取得的信息、數據進行分享、交流，發現科學規律，建構科學概念，培養學生分析、綜合、評價、創造等高階思維能力。

（4）問題拓展實現思維遷移。問題拓展要緊扣核心概念，設計具有驅動性的拓展問題，引發學生運用新建構的核心概念去分析、判斷，實現內容、興趣和思維的遷移。

基于問題主線的“現象教學”打破以知識傳授為目的的傳統教學模式，將深度學習理論融入科學教學中，摸索出以問題為主線、常態可用、常人可學的教學新模式，形成以課標為綱、教材為基、思維為魂、素養為本的教學新樣態。它既是深化科學教學的變革方式，也是促進教師專業發展、提升學生科學素養的有效途徑，更是提高小學科學教學質量、推動科學教育發展的有效載體。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2017：3-4.

[2] 胡衛平，魏運華.思維結構與課堂教學—聚焦思維結構的智力理論對課堂教學的指導[J].課程·教材·教法，2010（6）：32-37.

[3] 莫春榮，李福利.科學現象教學的思維進階路徑[J].中國教師，2020（5）：55-58.

（作者單位：廣東省東莞松山湖中心小學）

責任編輯：孫昕

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