大概念視域下小學科學情境教學法的應用研究

【摘要】本文基于學科特點探討小學科學素養導向的課堂教學轉型策略，從頂層設計大概念教學基本方向、運用情境教學法設計課堂教學整體框架、厘清情境主線中的問題鏈層層推進科學探究活動、精準落實學生主體探究的兩大任務四個方面，構建了大概念視域下的小學科學情境教學法應用策略，突顯了小學科學探究活動對學生個體體驗與感受的高度重視。

【關鍵詞】大概念 小學科學 情境教學法 策略

【中圖分類號】G62 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2022）13-0056-04

近年來，“核心素養導向”成為教師們普遍關注的課堂教學研究主題，并將隨著2022年版各學科義務教育課程標準的實施而在義務教育圈內掀起新一輪的研究熱潮。大概念已經成為并將繼續成為各學段各學科“核心素養導向”的教學研究的重要抓手。那么，什么是大概念呢？針對科學教育的大概念，國際著名科學教育專家、英國科學教育學會主席兼終身會員溫·哈倫有過一段精辟的論述，他說：“我們確定的科學知識的大概念，能夠對自然界一定范圍內的有關現象進行解釋和預測。一般說來，用于解釋的概念可以有不同的大小。因為，任何對較少現象適用的概念，都會聯系到一個適用于數量更多現象的較大概念，以此類推，較大的概念又可以歸入一個更大的、更廣泛的概念。在理論上，這種將概念連接在一起而形成較大概念的過程，可以一直延續下去，直到歸納成數目很少的幾個頂層概念，甚至可以用一個概念解釋所有的事物。”2016年頒布的《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱《科學課標》）在小學科學四大領域的學習內容中選定了18個主要概念，其中：物質領域和生命科學領域各有6個主要概念，地球與宇宙科學領域以及技術與工程領域各有3個主要概念。《科學課標》中的“主要概念”，都可歸入大概念的范疇。

根據人本主義心理學家羅杰斯的觀點，學生的認知過程與情感過程始終是交織在一起的。將這個觀點用于整體認識科學教育的大概念學習過程，在筆者看來，人在小學階段所學過的一些科學概念和科學技能也許都會隨著時間的流逝而變得逐漸模糊或生疏，但學生時期浸潤在科學探究活動中的情感體驗、科學態度和科學觀念會深深地扎根在他們的頭腦，并伴隨他們成長，影響他們一生。筆者嘗試運用江蘇省著名特級教師李吉林首創的情境教學法實施大概念視域下的小學科學教育，激發學生的科學探究興趣，培養學生的科學態度、科學精神和正確的價值觀，取得了較好的實踐效果。下面筆者以教科版科學二年級上冊《書的歷史》一課為例，談談大概念視域下的小學科學情境教學法應用。

一、頂層設計大概念教學的基本方向

溫·哈倫在《以大概念理念進行科學教育》的中文序言中為科學教師實施科學教育指明了方向，他說：“科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當慎重選擇一些重要的科學觀念，用恰當的、生動的教育方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的了解，初步形成科學態度，掌握科學方法，了解科學精神，構建一個人健康協調發展的基礎。”在他看來，大概念不僅是科學概念，更是科學觀念、科學態度和科學精神。

大概念視域下的小學科學教學，需要教師增進對大概念在不同層面的整體理解，融合設計科學概念、科學技能、科學態度以及科學、技術、社會與環境這四個維度的教學目標，對學科核心概念進行整體認知。

《書的歷史》一課屬于《科學課標》所規定的技術與工程領域的學習內容，同時跨越物質領域。《書的歷史》一課主要呈現了人類在文明發展歷程中先后發明的泥板、竹片、紙片三種不同材料的書，希望教師通過組織學生開展適合的科學探究活動，使學生發現不同材料的不同性能，掌握材料探究的科學方法，了解人類不斷優化產品性能改善生活品質、加快文明進程的歷史。筆者結合本課教學內容，對《科學課標》中兩大領域的9個主要概念和相關科學觀念進行了整體梳理，以“世界是物質的”“將科學研究中得到的知識運用于工程和技術，以創造服務于人類的產品”作為本課教學的兩大核心概念，對核心概念的適用范圍不斷縮小，直至其能夠被當下的小學生所理解和掌握，從而構建起如表1所示的大概念教學的邏輯框架。

如表1所示，“A”屬于物質領域的大概念，“B”屬于技術與工程領域的大概念，兩類大概念之間存在一定的邏輯關系;從核心概念到主要概念、具體概念，再到基于學生理解的具體概念，大概念的適用范圍逐漸縮小。大概念的學習，重在讓學生在科學探究的過程中體驗和感受，只有“基于學生理解的具體概念”才是需要學生理解和掌握的概念。梳理大概念的邏輯框架，旨在給教師設計課堂教學建立起一個大概念教學的基本思想，對教師把握課堂教學的基本方向起指引作用。

二、運用情境教學法設計課堂教學整體框架

捷克教育家夸美紐斯在《大教學論》中寫道：“一切知識都是從感官開始的。”這個觀點反映了教學過程中學生認知規律的一個重要方面：“直觀”可以使抽象的知識學習過程具體化、形象化，有助于學生感性認識的形成。科學課的教學目標之一是讓學生習得科學知識，建立科學概念，發展理性思維。學生每一個科學概念的建立，總是從前概念出發，一級一級往上建構。基于小學生的年齡特點和認知規律，小學科學課教學必須從某個具體的科學現象出發，引導學生在科學探究的過程中得到一個個具體的證據，基于證據形成初步的感性認識;在證據不斷獲得與積累的過程中，再通過分析、歸納發現規律，做出科學的判斷，建立起科學的觀念或概念。

情境教學法是教師在教學過程中有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，引發學生的情感態度體驗，幫助學生理解教材，并使學生的心理機能得到發展的教學方法。結合多年教學實踐，筆者認為，大概念視域下的小學科學情境教學法應用，需要圍繞核心概念進行整體化的情境設計，用一條貫穿教學始終的“情境主線”，串聯起學生一系列的科學探究活動，從中引發學生積極的情感態度體驗，發展學生的感性認識，讓學生基于感性認識進行思辨，從中抽象出具有普遍意義的理性認識。其中：“情境主線”來自教師對課標、教材和學情的全面把握，以及教師對核心概念的透徹理解和課堂探究活動基調的準確把握;科學探究活動的設計遵循“拋錨式”設計原則，即教師基于教材和學生的心理年齡特點，創設真實、具體的問題情境，將一個可以貫穿課堂學習全過程的核心問題或任務作為錨點拋向學生，使學生接下來的全部探究活動都緊緊地圍繞該問題的解決或任務的完成而展開——學生目標明確，探究的有效性將大大增強。245EF559-D838-42A6-904E-B76132081D4C

針對《書的歷史》課堂教學，筆者靈活運用教科書中的課程資源，圍繞“將科學研究中得到的知識運用于工程和技術，以創造服務于人類的產品”的核心概念設計了如圖1所示的教學整體框架：首先，圍繞教科書中聚焦的問題“你知道人類曾經用什么材料來做書嗎？為什么做書的材料會變化呢？”，提取本課的“變化”主題，將“通過體驗材料的書寫、裝訂和使用，感受材料的優缺點，進而理解材料的優化與人類進步之間的相互關系”作為本課科學探究的基調，落實“體驗”和“感受”兩大任務。鑒于筆者所在學校有經典詩詞誦讀的傳統，而經典詩詞是書寫在書上的且古已有之，筆者確定了本課的情境創設主線，由“今日之書”回望“歷史之書”。受近年央視熱播節目《詩詞大會》的啟發，筆者決定在開課環節設計一個“詩詞小會”活動，利用會詩比賽引出學生的課堂探究活動，既可以調動學生參與課堂活動的熱情、引發學生的成功體驗，又可以巧妙地將詩詞誦讀與探究“書的歷史”建立起聯系，引出課題。而當筆者在課堂教學中以課件方式呈現書的發展史上所出現的泥塊、竹片和紙片三種材料時，會自然而然地將學生的探究興趣聚焦到本課的錨點問題上——“以前做書的材料為什么是這樣的？”“為什么做書的材料會變化呢？”，于是，挖掘“變化”背后的原因成為學生開展探究活動的內驅力量。筆者順勢推出三個圍繞“變化”主題設計的進階式探究活動，鼓勵學生在書寫體驗、裝訂體驗、使用體驗三種體驗式活動中去感受并發現泥板、竹片、紙片三種材料的異同，基于感受綜合評價三種材料的優缺點并整體感知“新產品”中材料的不斷優化（變化）與人類生活不斷進步之間的關系，從而建立起本課的核心概念。

三、厘清情境主線中的問題鏈，層層推進科學探究活動

圍繞情境主線設計的一系列探究活動存在著千絲萬縷的內在聯系，錨點問題是所有探究活動鏈式推進的邏輯原點。所謂鏈式推進，指的是學生圍繞錨點問題展開探究活動的過程中，在興趣的支配下，教師在開課時創設的情境將隨著問題的呈現及學生探究的深入而不斷產生新的問題、生成新的情境，進而衍生出一條貫穿課堂始終的情境主線;教師在推進課堂探究活動的過程中，應注意厘清并緊緊把握住學生探究活動的問題鏈，以問題鏈為學生探究活動的推進指引方向。

在《書的歷史》一課中，教師從錨點問題“為什么做書的材料會變化呢？”出發，圍繞“變化”主題創設情境主線，沿著情境主線依次推出“詩詞小會”活動和三個科學探究活動，其中的問題鏈條如圖2所示。

四、精準落實學生主體探究的兩大任務

學生是學習的主體，教師應“為學而教”。對學生而言，在任何一門學科的任何一堂課中，他們都不是真正的“一張白紙”，而是帶著他們對社會、對自然、對生活、對課程本身的經驗和已學知識（即前概念）來到課堂。“為學而教”，要求教師必須樹立學生主體意識，做到以下兩點：一是立足本課教學目標，“為了學生的學”設計適合學生認知規律和學習特點的學習活動，為學生提供必要的學習材料和工具;二是以學生的前概念為學習活動設計的邏輯起點，通過新的教學活動的實施，使學生的前概念向“最近發展區”順利發展。

在本課上課前，筆者為學生準備了泥板、竹片、紙片、棍子、毛筆、鉛筆、訂書機、棉線等探究活動的材料，隨著課堂探究活動的推進依次把材料提供給學生。學生通過接觸和使用材料，如用手稱量泥板、竹片和紙片的重量，用棍子、毛筆和鉛筆分別在三種材料上書寫，用訂書機或棉線將三種材料裝訂成冊，使個體的探究體驗與材料的性質發生了有效的聯結，讓學生從切身體驗中“感受”到材料的性質差異，理解做書的材料發生歷史變遷的根源，進而認識到做書的材料發生變化的過程恰恰是人類追求美好生活不斷創造、創新的過程——筆者將預設的知識目標融入學生的探究活動當中，使學生在積累探究活動經驗的同時，科學概念（觀念）、科學認知、科學探究能力都得到了不同程度的發展，扎扎實實地培養了學生的科學態度和科學觀念。

本課是二年級上冊的學習內容，二年級學生對泥板、竹片和紙片這些材料都不陌生，且經過一年多的科學學習，已經具備了一定的科學探究能力。例如：在本課探究活動中，他們通過用手觸摸和掂量三種不同的材料，便可發現泥板、竹片和紙片三種材料在輕重、軟硬等方面物理性質的不同;而針對三種材料的書寫、裝訂及圖書使用探究活動，對學生們來說難度也不大，難就難在如何在探究活動中更加關注兩大探究任務，即自我的探究體驗和感受，始終保持科學探究的精神，正確認識探究活動的成敗，把探究過程聚焦在主體探究的感受和體驗而不是探究的結果上。

例如：在“詩詞小會”活動中，筆者與學生即興對誦詩詞，無論筆者誦讀什么詩句學生都能對答如流，從而為本課學生探究活動的推進打下了積極的情緒基調。在書寫探究環節，有一個學生告訴筆者：“毛筆在竹片上寫字很方便，不過毛筆把我的手弄臟了。”顯然學生此時的體驗并不十分美好，筆者迅速糾正學生：“把手弄臟就是你的一大發現呀！”而當大多數小組都認為在紙上書寫很方便，個別小組把代表方便的“笑臉”貼在泥板、竹片上時，筆者順勢表揚了他們善于觀察、另辟蹊徑、勇于表現的科學探究精神。當有的小組在裝訂活動中給紙書的四條邊都訂上了訂書釘時，筆者展示了該組的探究成果，贊揚了他們積極探究的精神，進而啟發全班學生思考怎樣裝訂才使書用起來更方便。當發現所有小組嘗試用棉線將兩片竹片連接起來都以失敗告終并只有一個小組把失敗的作品提交展示時，筆者表揚了該組勇于展示的精神并引導全班學生重新發現“裝訂不成功恰好說明了竹片的裝訂難度大”這個事實，這種所謂的“失敗”體驗在科學角度講恰恰是一種“重大發現”，而“發現”才是科學的核心。

無論在探究活動的過程中，還是在探究完畢的課堂交流環節，教師對學生科學探究的態度都會影響學生對科學的認知。尊重和接納的氛圍，是教師組織科學探究活動的關鍵。在尊重和接納的氛圍中，學生大膽地分享自己的探究體驗和感受，對三種材料在書寫、裝訂和使用中的優缺點有了更為深刻的認識。因此，當筆者在課堂的最后再次提問學生“為什么做書的材料會變化”時，學生們都能從書寫、裝訂和使用三個方面去評價三種材料的優缺點，理解材料的變更過程恰是材料優化的過程，從而感悟到人類通過不斷創造、創新改善自身生活品質的科學精神。

參考文獻

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作者簡介：羅睿（1974— ），廣西宜州人，高級教師，主要研究方向為學校管理和小學科學教育教學。

（責編 白聰敏）245EF559-D838-42A6-904E-B76132081D4C