巧用學(xué)習(xí)支架 優(yōu)化科學(xué)課堂

◇曹?chē)?yán)方（江蘇：南京市瑯琊路小學(xué)）

學(xué)習(xí)支架是指在課堂教學(xué)中基于學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)情有意識(shí)地賦予學(xué)生學(xué)習(xí)一些梯度和輔助的學(xué)習(xí)載體。從形式上來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)支架可以是學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法或?qū)W習(xí)步驟，但一定要具備可操作性，這樣才能成為學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的“技術(shù)指導(dǎo)”。由于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和思維水平的局限性，他們的探究往往具有主觀性、片面性、無(wú)意識(shí)和缺乏邏輯性等特點(diǎn)，需要教師在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮促進(jìn)者的作用，特別是當(dāng)學(xué)生遇到具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)探究活動(dòng)而陷入“困境”時(shí)，更需要教師對(duì)其學(xué)習(xí)與概念建構(gòu)及時(shí)助力。

在新課改的號(hào)召下，小學(xué)科學(xué)課堂注重學(xué)生思維發(fā)展，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)中，科學(xué)課堂普遍重視知識(shí)，忽略思維，重視結(jié)論，忽略過(guò)程，重視程序，忽略發(fā)展。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情低、思維能力差。如何讓科學(xué)學(xué)習(xí)在課堂上真正發(fā)生，搭建有效的學(xué)習(xí)支架可以作為一種教學(xué)策略進(jìn)行嘗試。教師在教學(xué)過(guò)程中巧妙設(shè)計(jì)、利用學(xué)習(xí)支架幫助學(xué)生解決遇到的難題，有助于學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，有助于學(xué)生思維能力與科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展與培育，并讓課堂煥發(fā)新的活力。應(yīng)如何在教學(xué)中有效地使用學(xué)習(xí)支架、優(yōu)化課堂教學(xué)呢？通過(guò)部分教學(xué)實(shí)例，筆者總結(jié)了巧用學(xué)習(xí)支架、優(yōu)化科學(xué)課堂的實(shí)踐。

一、創(chuàng)設(shè)情境支架，激發(fā)學(xué)生探究興趣

新課標(biāo)指出，科學(xué)課的學(xué)習(xí)要促進(jìn)學(xué)生關(guān)注與科學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，認(rèn)識(shí)科學(xué)對(duì)社會(huì)的雙重作用，將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活中去。創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)需求的真實(shí)情境，能有效增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的吸引力，幫助學(xué)生獲得真實(shí)的學(xué)習(xí)感受，促進(jìn)新舊知識(shí)之間的前后聯(lián)系。《有趣的食物鏈》一課中，一位教師設(shè)置了兩種情況：一個(gè)故事和兩則新聞。故事中描述了因?yàn)檗r(nóng)田里害蟲(chóng)過(guò)多，農(nóng)民噴灑農(nóng)藥保護(hù)莊稼，結(jié)果食物鏈上的其他生物受害，最終導(dǎo)致人類(lèi)也受到毒害。兩則新聞分別是營(yíng)養(yǎng)豐富的南極磷蝦出現(xiàn)在人們餐桌和因?yàn)榱孜r的過(guò)度捕撈，以磷蝦為食的企鵝和鯨魚(yú)、海豹等生物數(shù)量急劇下降。

兩個(gè)情境，隨之而來(lái)的是兩個(gè)問(wèn)題，究竟能不能灑農(nóng)藥和磷蝦“撈”還是“不撈”？多數(shù)學(xué)生認(rèn)為不能灑農(nóng)藥，也不應(yīng)撈蝦。其實(shí)得出該結(jié)論是因?yàn)閷W(xué)生并沒(méi)有對(duì)“噴灑農(nóng)藥”和“捕撈”這些具有兩面性的事件進(jìn)行合理的思考和評(píng)價(jià)。當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到用藥的利弊，再置身情境中，把自己當(dāng)作農(nóng)民，他們就不會(huì)倉(cāng)促認(rèn)為不應(yīng)該噴灑農(nóng)藥了，磷蝦的問(wèn)題也是一樣。

兩個(gè)情境的精妙設(shè)計(jì)成功喚起了學(xué)生的探究興趣，認(rèn)真地引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)某一問(wèn)題從不同的角度，多層次、開(kāi)放性地思考問(wèn)題，學(xué)會(huì)辯證地看待事物，同時(shí)謹(jǐn)慎地做出選擇，學(xué)著做一個(gè)合格的小公民嘗試參與公共事務(wù)的分析和管理。情境的設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的教學(xué)導(dǎo)入或者刻意制造的教學(xué)過(guò)渡環(huán)節(jié)，而是作為學(xué)習(xí)支架，將學(xué)生引入深度學(xué)習(xí)，是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效抓手。

二、運(yùn)用圖表支架，構(gòu)建科學(xué)概念

圖表包括了各種圖示和表格，常用的有概念圖、思維圖、流程圖等，可以用于科學(xué)探究學(xué)習(xí)的各個(gè)部分，比如解釋說(shuō)明、分析綜合、反思評(píng)價(jià)。在科學(xué)課堂中，用得較多的就是思維氣泡圖、雙氣泡圖。它們可以保證思考的有效度和自由性，不僅能讓學(xué)生的思維盡可能發(fā)散，還隨時(shí)提醒他們注意發(fā)散的氣泡都要和中心點(diǎn)相關(guān)，這種學(xué)習(xí)非常適合低年級(jí)的學(xué)生。

基本氣泡圖的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，邏輯只走一層，特別適合低齡兒童用它來(lái)多維度思考問(wèn)題，找出事物的多種特征，鍛煉發(fā)散思維，構(gòu)建科學(xué)概念。在《石頭》一課中，要用描述性的詞語(yǔ)來(lái)觀察和描述石頭。雖然學(xué)生對(duì)石頭很熟悉，但是他們不一定對(duì)一塊石頭展開(kāi)細(xì)致的觀察，他們或許能觀察描述出某一特征，但不一定能針對(duì)一塊石頭進(jìn)行特征的完整描述。

根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，一年級(jí)的學(xué)生處在前運(yùn)算和具體運(yùn)算期的過(guò)渡階段。教師作為引路人，勢(shì)必教授“漁”的思維技能，而不是直接給“魚(yú)”。借助氣泡圖進(jìn)行觀察和描述，先從具體的某一塊石頭的氣泡圖入手，了解應(yīng)該如何從形狀、顏色、斑紋、大小等多維度描述，再聚焦眼前的石頭，按照氣泡圖的提示逐一觀察記錄。氣泡圖作為橋梁，幫助學(xué)生自主搭建起從具象到抽象，再到具象的完整思維過(guò)程。

在深度理解和熟練使用氣泡圖后，教師可以順勢(shì)推進(jìn)雙氣泡圖的運(yùn)用。雙氣泡圖可以用來(lái)對(duì)比和類(lèi)比兩個(gè)事物的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。在教學(xué)《水》和《空氣》后，可以運(yùn)用雙氣泡圖進(jìn)行類(lèi)比活動(dòng)，比較水和空氣這兩種物質(zhì)的相同和不同。在內(nèi)圍中，用“無(wú)色”“無(wú)味”“透明”等詞語(yǔ)描述共同點(diǎn)，外圍用“液體”“氣體”“看得見(jiàn)”“看不見(jiàn)”“摸得著”“摸不著”描述差異。運(yùn)用這類(lèi)圖表支架能夠使學(xué)生的思維可視化、具象化，幫助學(xué)生認(rèn)清事物的本質(zhì)。

在科學(xué)教學(xué)中，運(yùn)用圖表支架可以喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，幫助學(xué)生認(rèn)清事物的本質(zhì)。通過(guò)學(xué)習(xí)支架，學(xué)生可以將他們的思維過(guò)程展示出來(lái)，這就是所謂的思維可視化，使他們理解自己的思維過(guò)程，梳理出科學(xué)概念的核心要素，不斷培養(yǎng)自己的思維能力。

三、緊扣問(wèn)題支架，培養(yǎng)學(xué)生思維能力

教師用不同層次、不同角度的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生探究問(wèn)題、解決問(wèn)題，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)不斷深入，這種具有結(jié)構(gòu)性以及引導(dǎo)性、可操作性的問(wèn)題稱(chēng)之為問(wèn)題支架。目前的新教材的設(shè)計(jì)基調(diào)是文字少、問(wèn)題少，但很多問(wèn)題大多是指向探究活動(dòng)核心的關(guān)鍵問(wèn)題，且大多是學(xué)生要經(jīng)過(guò)思維加工才能回答的問(wèn)題。這樣有思維深度的問(wèn)題就可以變?yōu)橐粋€(gè)問(wèn)題支架貫穿在科學(xué)學(xué)習(xí)中。

小學(xué)科學(xué)的探究活動(dòng)大都以細(xì)致觀察為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、聚焦疑惑。教師設(shè)計(jì)符合學(xué)生思維發(fā)展區(qū)的“問(wèn)題鏈”支架，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，在分析、解決問(wèn)題的同時(shí)又產(chǎn)生新的問(wèn)題，能夠助力學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu)。如在《肥沃的土壤》中“仔細(xì)觀察土壤的表層和下層，你發(fā)現(xiàn)有什么不同？”這一問(wèn)題的核心其實(shí)指向科學(xué)概念“腐殖質(zhì)”。但腐殖質(zhì)的概念對(duì)于學(xué)生來(lái)談?dòng)行┗逎y懂，但建立腐殖質(zhì)的概念又很重要，因?yàn)樗峭寥婪饰只蜇汃さ臎Q定因素。所以從土壤中長(zhǎng)出的植物和土壤顏色的差異著手，先讓學(xué)生多看一看，關(guān)注到土壤的表層和下層的顏色的不同，然后產(chǎn)生為什么不同的質(zhì)疑，讓問(wèn)題成為探究和思考的起點(diǎn)。以落葉為研究對(duì)象，在關(guān)注落葉顏色變深和葉子在逐漸變小，深入思考消失后的樹(shù)葉消失后變成了什么和發(fā)揮的作用。這個(gè)問(wèn)題是回答什么是腐殖質(zhì)的關(guān)鍵問(wèn)題，也是調(diào)動(dòng)學(xué)生的描述、比較和歸納等思維技能來(lái)逼近科學(xué)概念的核心問(wèn)題。

提供恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)支架，支持學(xué)生科學(xué)概念的過(guò)程應(yīng)該是師生共同參與的過(guò)程。觀察和比較固然重要，但進(jìn)一步的問(wèn)題思考更加重要，它決定了學(xué)生的內(nèi)部認(rèn)識(shí)和科學(xué)事實(shí)間是否建立了真正的聯(lián)系。再追問(wèn)：這兩盆植物的長(zhǎng)勢(shì)有什么不同？可能和土壤有什么關(guān)系？在問(wèn)題鏈的串聯(lián)下，學(xué)生不僅要仔細(xì)觀察、聚焦比較和科學(xué)描述，更要進(jìn)行有依據(jù)的猜想和假設(shè)，學(xué)生的內(nèi)部認(rèn)識(shí)和科學(xué)事實(shí)間才建立真正的聯(lián)系。由此，科學(xué)概念方能有效建構(gòu)，科學(xué)思維活動(dòng)才會(huì)真正發(fā)生。

在設(shè)計(jì)問(wèn)題支架時(shí)，我們需要注意，盡量設(shè)計(jì)高認(rèn)知的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)展。但有些看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，教師應(yīng)要求學(xué)生盡可能清晰完整、有條理地回答，提取關(guān)鍵信息，引導(dǎo)學(xué)生思維的發(fā)展，而不要急于通過(guò)碎片化的答案，拼湊出一個(gè)所謂的完整結(jié)論。一個(gè)好的問(wèn)題支架絕不是由若干個(gè)碎片化的小問(wèn)題構(gòu)成，而應(yīng)該是能引導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)思維活動(dòng)真正發(fā)生的。

四、巧借工具支架，突破教學(xué)重難點(diǎn)

在以學(xué)為主體的教學(xué)活動(dòng)中，很多重難知識(shí)點(diǎn)是難以依靠課堂教學(xué)語(yǔ)言來(lái)突破的。教學(xué)工具的合理運(yùn)用，是突破教學(xué)重難點(diǎn)的關(guān)鍵所在。教學(xué)工具可以是現(xiàn)代化的教學(xué)手段，革新后的創(chuàng)意教具，也可以是具有學(xué)科特質(zhì)的教學(xué)場(chǎng)域……根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)，工具支架為學(xué)生突破重難知識(shí)點(diǎn)提供了有效保障。

（一）利用信息技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展思考

在《云量和雨量》的教學(xué)中，了解雨量器的重要性是本節(jié)課的難點(diǎn)。在做雨量器之前，組織學(xué)生談?wù)撛趺粗烙晗碌糜卸啻螅浅Ｒ?guī)課中的常規(guī)操作。但是這個(gè)討論存在著走過(guò)場(chǎng)的嫌疑，通常由教師口述，然后直接進(jìn)入雨量器制作環(huán)節(jié)。其實(shí)，準(zhǔn)確知道雨下得大小對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，想出辦法還是很容易的，拿杯子接雨水就可以了。那為什么拿杯子接雨水就可以表示雨下得有多大呢？空憑講述，恐怕很難說(shuō)服學(xué)生，更別談促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展了。若是利用Scratch 軟件制作一個(gè)簡(jiǎn)單動(dòng)畫(huà)，教學(xué)效果就大相徑庭了。生動(dòng)形象的動(dòng)畫(huà)直接展示出原來(lái)用杯子接住的雨水高度和外面的雨水是一樣的，只要量一量雨水的高度就可以判斷雨水的大小。這樣的動(dòng)畫(huà)支架給予了學(xué)生思考的提示，讓學(xué)生對(duì)雨量器的重要性也有了屬于自己的深入理解。

（二）利用創(chuàng)新教學(xué)具，激發(fā)學(xué)生探究熱情

科學(xué)教學(xué)大都以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，豐富多彩的教學(xué)具觸發(fā)奇妙的科學(xué)現(xiàn)象，吸引學(xué)生進(jìn)行思索與探究。在“太陽(yáng)和影子演示器”中，太陽(yáng)的高度原本是一個(gè)抽象概念，學(xué)生理解有一定難度。但在創(chuàng)新的教具中，增添了具體軌道之后，太陽(yáng)的位置、高度可以相對(duì)固定，通過(guò)改變軌道與水平面的夾角就能方便地演示季節(jié)變化產(chǎn)生的結(jié)果，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)一切就變得真實(shí)而具體，理解起來(lái)不再有難度，也激發(fā)了他們對(duì)地球和宇宙科學(xué)領(lǐng)域的研究熱情。一件好的教具可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解，幫助教師順利突破教學(xué)重難點(diǎn)。

（三）利用科普?qǐng)鲳^，強(qiáng)化學(xué)生親身體驗(yàn)

雖然城市中有很多科普?qǐng)鲳^資源，現(xiàn)代感和科技感充足，但學(xué)生通常是無(wú)意識(shí)、無(wú)目的地游覽，無(wú)法真正學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，提升科學(xué)素養(yǎng)。很多學(xué)校充分利用校園資源建設(shè)了各具特色的科普?qǐng)鲳^，如地震館、恐龍化石館、水文化館等。我們可以充分利用這些得天獨(dú)厚的教學(xué)資源，幫助學(xué)生獲得真實(shí)的探究體驗(yàn)，補(bǔ)齊課堂上無(wú)法親身體驗(yàn)的教學(xué)短板。在教學(xué)《火山和地震》一課時(shí)，教師可以提前布置好學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在明確學(xué)習(xí)目標(biāo)后，直接進(jìn)入地震館，根據(jù)學(xué)習(xí)的需要和自己的興趣參觀游覽，親身體驗(yàn)，搜集信息和探究學(xué)習(xí)。此時(shí)，我們已經(jīng)將地震館打造成為教師有效教學(xué)的工具支架，調(diào)動(dòng)學(xué)生在場(chǎng)館內(nèi)的學(xué)習(xí)積極性，讓他們了解地震知識(shí)，感受“地震”時(shí)的真實(shí)體驗(yàn)，將地震時(shí)需要掌握的自救措施迅速運(yùn)用起來(lái)，提升將知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的能力。

總之，為了優(yōu)化當(dāng)前的科學(xué)課堂，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，可以充分發(fā)揮學(xué)習(xí)支架的作用。通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境支架，喚起學(xué)生的探究興趣；運(yùn)用圖表支架，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力；緊扣問(wèn)題支架，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念；巧借工具支架，突破教學(xué)重難點(diǎn)。運(yùn)用學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生通過(guò)一步步攀爬“支架”來(lái)逐步完成學(xué)習(xí)任務(wù)，從已有發(fā)展水平轉(zhuǎn)化為潛在發(fā)展水平，完成科學(xué)“知識(shí)架構(gòu)”，感受科學(xué)世界的無(wú)窮魅力。■