小學(xué)科學(xué)融合項目化學(xué)習(xí)問題設(shè)計策略

福建省福州市倉山區(qū)實驗小學(xué) 陳 ?

小學(xué)科學(xué)課程是一門綜合性課程，越來越重視科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、人文科學(xué)和數(shù)學(xué)等平行課程的相互滲透，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。項目化學(xué)習(xí)是一種跨越學(xué)科的學(xué)習(xí)，小學(xué)科學(xué)融合項目化學(xué)習(xí)包含知識的建構(gòu)與轉(zhuǎn)化，它要求學(xué)生解決問題，完成項目課題，最終實現(xiàn)對概念知識的深刻的、高階的理解。

在已有的科學(xué)項目化學(xué)習(xí)成熟案例中，筆者觀察整理發(fā)現(xiàn)，其重要的特點是聚焦關(guān)鍵科學(xué)知識和能力，使學(xué)生獲得在一段時間內(nèi)仔細(xì)觀察和探索有意義的問題的經(jīng)驗，以及處理現(xiàn)實問題的能力，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要標(biāo)志。在導(dǎo)學(xué)過程中運用良好的提問策略，有助于學(xué)生更積極、更主動地學(xué)習(xí)如何解決實際問題，用驅(qū)動性問題指向這些知識和能力。學(xué)生在解決問題的過程中，完成綜合性科學(xué)課程與生活、人際的銜接和拓展，以自我完成項目成果，呈現(xiàn)對科學(xué)知識的創(chuàng)造性、應(yīng)用性和深刻性的高階理解。小學(xué)科學(xué)融合項目化學(xué)習(xí)要求學(xué)生在一段時間內(nèi)通過研究并應(yīng)對一個真實的、有吸引力的、復(fù)雜的問題、課題或挑戰(zhàn)，從而掌握重點知識和技能。

一、基于真實情境，設(shè)計驅(qū)動性問題

驅(qū)動性問題應(yīng)該建立在有趣的情境中，這些問題應(yīng)該是真實的，同時也是富有挑戰(zhàn)性的，它要求學(xué)生具有全面的、復(fù)雜的、策略性的思維能力。平時，科學(xué)課堂更注重一個問題和一個標(biāo)準(zhǔn)答案，開展探究活動也是為了尋求標(biāo)準(zhǔn)答案，小學(xué)科學(xué)教學(xué)還停留在以知識目標(biāo)為主，問題設(shè)計缺乏教學(xué)情境，驅(qū)動性不足。

驅(qū)動性問題的提出應(yīng)指向科學(xué)學(xué)科本質(zhì)，根據(jù)每個學(xué)生的年齡，認(rèn)知特點和直接、間接經(jīng)驗，選擇合適的項目主題設(shè)計問題。驅(qū)動性問題需要來自現(xiàn)實生活情境，能否真正帶動大部分學(xué)生參與是判斷標(biāo)準(zhǔn)。以“磁鐵的兩級”一課為例，教師創(chuàng)設(shè)船隊尋找寶藏的情境，并提問：如何根據(jù)藏寶圖找到寶島？學(xué)生不能立即進(jìn)入情境產(chǎn)生共情。教師往往提議“請幫我們做一個指南針，找到寶藏”。這種驅(qū)動力是被動的，不適用于小學(xué)科學(xué)項目化學(xué)習(xí)。要參考《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中的大概念提出驅(qū)動性問題。設(shè)計基于主題的小學(xué)科學(xué)驅(qū)動性問題應(yīng)注意如下幾個方面。

1.單一主題發(fā)散性。引導(dǎo)學(xué)生從一個感興趣的主題出發(fā)，了解學(xué)生想知道和想發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容，通過梳理學(xué)生的問題，歸納想共同探究的項目，確定學(xué)習(xí)主題，最后選擇可實踐問題開展學(xué)習(xí)。以“空氣”項目化學(xué)習(xí)為例。四年級學(xué)生已經(jīng)知道空氣無形、無味等性質(zhì)，教師課前收集整理未解決的問題，歸納如表1。

表1 “空氣”問題記錄匯總表

根據(jù)學(xué)生提出的問題，教師引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷三個步驟的問題梳理。一是小組協(xié)作，調(diào)動學(xué)生已有的常識和經(jīng)驗，篩選出簡單或已知的問題，如“空氣有重量嗎？”“空氣有固體形態(tài)嗎？”。二是小組討論：選擇什么問題？如何解決這個問題？提出新問題。三是針對性指導(dǎo)，教師傾聽每個小組的想法，掌握解決問題的可行性，通過探究性實驗來初步解決相關(guān)問題，為完成“空氣”項目化學(xué)習(xí)提供實踐支持，最后形成適合學(xué)生的“空氣”項目化學(xué)習(xí)設(shè)計。結(jié)合統(tǒng)計圖表匯總的課堂問題數(shù)量、來源及類型，教師需要判斷問題是否有助于驅(qū)動性問題的呈現(xiàn)和驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)，就何時提出驅(qū)動性問題和如何提出驅(qū)動性問題闡明自己的觀點。最終完成這個項目，學(xué)生解決了5個問題（如圖1），運用了一個更高階認(rèn)知策略——探究實驗。

圖1 單一主題發(fā)散性實驗

2.多種主題發(fā)散性。在小學(xué)科學(xué)核心課程內(nèi)容下，用多個主題為支撐，每個主題又輻射出多個驅(qū)動性研究問題并指向主題，以主題解決具體問題的方式開展項目化學(xué)習(xí)。

六年級科學(xué)課程內(nèi)容的一大核心是自然界中存在的能量形式。常見的能量有機(jī)械能、動能、聲能、光能、電能、熱能、電磁能等。如何指導(dǎo)鑒別？如何調(diào)查和解釋生活中的器材、設(shè)備或現(xiàn)象中存在什么樣的能量？針對多個主題的分歧，設(shè)計不同的驅(qū)動性問題，構(gòu)建“能量”主題的驅(qū)動性問題的框架，如表2所示。

表2 “能量”主題驅(qū)動性問題的框架

二、前概念認(rèn)知沖突作為前置問題設(shè)計的基礎(chǔ)

認(rèn)知沖突的產(chǎn)生與項目化學(xué)習(xí)的問題設(shè)計密切相關(guān)，學(xué)生在日常生活中，通過各種渠道和自身的經(jīng)歷，形成對客觀存在的事物和現(xiàn)象的一些概念和觀點，即“前概念”。學(xué)生的前概念和科學(xué)大概念存在差距，由前概念到科學(xué)大概念的轉(zhuǎn)變，是一個認(rèn)知建構(gòu)的過程。在設(shè)計科學(xué)項目化學(xué)習(xí)問題時，以前概念認(rèn)知沖突作為前置問題設(shè)計依據(jù)，有助于學(xué)生產(chǎn)生主觀的、主動的學(xué)習(xí)意志，這樣的前置問題具有挑戰(zhàn)性，需要學(xué)生想方設(shè)法設(shè)計過程和有效的實踐路徑來解決。教師盡量不問選擇性和被動的問題以及暗示性問題，如“能不能”“對不對”“是什么”等。

在“水”主題項目學(xué)習(xí)降水量時，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為降水量的多少就是收集到降水體積的大小，而不是科學(xué)概念中水平面上積聚的深度。教師要充分了解學(xué)生的前概念，設(shè)計前置問題，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。如提問：“如何測量降水量？我們能收集所有的降水并測量嗎？”學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，會想到借助容器幫忙收集，追問：“如果用形狀不同的杯子，收集到的降水一樣嗎？”最后通過探究實驗驗證猜想，前概念是出發(fā)點，學(xué)生建構(gòu)需要用圓柱形直筒杯來收集測量降水量。利用這樣設(shè)計具有沖突的問題，讓學(xué)生分享或討論已有的經(jīng)驗，有助于建立共同觀點，也更有助于解決共同的認(rèn)知沖突，使學(xué)生聚焦問題，主動參與解決問題。

三、搭建問題支架推進(jìn)項目化學(xué)習(xí)

項目化學(xué)習(xí)要求學(xué)生達(dá)到的思維發(fā)展目標(biāo)和學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知程度之間存在最近發(fā)展區(qū)，制訂和執(zhí)行支架式問題策略，可以在項目學(xué)習(xí)過程中增加思維階梯，降低思維難度，挖潛課堂資源，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和成就感，有效培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。通過支架式提問，將學(xué)生之間零散的知識鏈接起來，梳理出共同的經(jīng)驗，引導(dǎo)學(xué)生形成共識。

小學(xué)科學(xué)項目化學(xué)習(xí)過程中，各種認(rèn)知活動是相對獨立而又連續(xù)的，比如“做一頂帽子”項目化學(xué)習(xí)的第一課時，教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識帽子結(jié)構(gòu)，討論各種帽子有不同的用途，最后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)功能設(shè)計自己的帽子。第二課時學(xué)生根據(jù)設(shè)計圖制作帽子過程，發(fā)現(xiàn)二年級學(xué)生制作遇到困難，選用工具和材料比較單一，導(dǎo)致加工帽子有困難，帽子功能性有限。筆者在執(zhí)教第二課時，為了降低制作帽子難度，利用自制帽子作為導(dǎo)入，提出支架式問題：“我做了一頂帽子，大家觀察一下，它有什么問題？”學(xué)生發(fā)現(xiàn)帽子太小不能戴，帽子是平的不能固定在頭部。筆者利用支架式問題追問：“如何制作一頂能戴的帽子？”學(xué)生思考討論。筆者再次追問：“如何測量頭圍？”“怎么用各種工具和材料加工帽子？”降低了任務(wù)的復(fù)雜程度，縮小問題空間，給學(xué)生適當(dāng)?shù)膯l(fā)和引導(dǎo)，最終學(xué)生使用各種工具、各種材料加工制作自己的帽子。通過支架式問題，學(xué)生認(rèn)識逐漸加深，不斷思考，發(fā)現(xiàn)問題，鍛煉了科學(xué)思維及解決問題的能力。

項目化學(xué)習(xí)中學(xué)生的實踐活動主要包括提問、觀察、操作、實驗和解決問題。良好的問題設(shè)計策略能激發(fā)學(xué)習(xí)者的注意力，使其積極主動參與項目探索。在深入研究和理解巴克教育研究所提出的項目化學(xué)習(xí)八大準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程特點，筆者認(rèn)為小學(xué)科學(xué)項目化學(xué)習(xí)的問題設(shè)計策略應(yīng)該從以下幾個方面著手：小學(xué)科學(xué)項目化學(xué)習(xí)中驅(qū)動性問題設(shè)計、關(guān)注項目化學(xué)習(xí)前概念認(rèn)知沖突作為前置問題設(shè)計、學(xué)習(xí)實踐中問題支架的設(shè)計，采用項目化案例研究的方式進(jìn)行探索，使學(xué)生在一段時間內(nèi)不斷探索與科學(xué)學(xué)科相關(guān)的驅(qū)動問題，初步形成調(diào)動一切知識、能力和素養(yǎng)，創(chuàng)造性地解決新問題的能力。