基于思維型教學(xué)理論的科學(xué)課情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)策略

杜偉

在“指向?qū)W科育人的小學(xué)‘適切教學(xué)體系”引領(lǐng)下，要培養(yǎng)具有科學(xué)思維的科學(xué)探究者，必須基于課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確的教學(xué)內(nèi)容。所謂的內(nèi)容準(zhǔn)確，其實(shí)包含兩個(gè)基點(diǎn)邏輯：一個(gè)是基于兒童的邏輯，另一個(gè)是基于學(xué)科的邏輯。要同時(shí)滿足這兩個(gè)基點(diǎn)邏輯，必須找到合適的切入點(diǎn)——既蘊(yùn)含科學(xué)問(wèn)題同時(shí)也能引發(fā)學(xué)生濃厚興趣的情境創(chuàng)設(shè)。

思維型教學(xué)理論框架提出了認(rèn)知沖突要依靠創(chuàng)設(shè)情境、提出問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)最接近真實(shí)情況的情境，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生后續(xù)的探究熱情，激發(fā)積極思維的傾向（林崇德，胡衛(wèi)平，2010）。在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，怎樣的情境和問(wèn)題才能促發(fā)學(xué)生的深度思考和主動(dòng)思考？我們不妨利用好課堂上那些 “意外時(shí)刻”——非理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

在筆者看來(lái)，非理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果，就是認(rèn)知沖突的爆發(fā)點(diǎn)，就是可以利用的課堂情境生成點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合預(yù)期，也許是操作規(guī)范導(dǎo)致的主觀問(wèn)題，也許是結(jié)果還告訴了我們其他客觀信息，需要我們鼓勵(lì)學(xué)生去關(guān)注、分析、解釋。引導(dǎo)學(xué)生從這些所謂的“不理想”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果里，“化尷尬為思考”，見(jiàn)微知著，學(xué)會(huì)深究，從而培養(yǎng)思維的理性和邏輯。

一、生命科學(xué)領(lǐng)域案例《蚯蚓的選擇》的策略分析

認(rèn)知沖突點(diǎn)：蚯蚓沒(méi)有選擇陰暗濕潤(rùn)的地方。

情境問(wèn)題：蚯蚓習(xí)性發(fā)生了變化還是實(shí)驗(yàn)操作出現(xiàn)了偏差？

這節(jié)課，需要學(xué)生分別做兩組實(shí)驗(yàn)，一組是在盒子兩邊分別放上濕土和干土，將蚯蚓放中間，觀察蚯蚓選擇去向哪邊。另一組是在盒子兩邊分別營(yíng)造黑暗和明亮的不同環(huán)境，也是將蚯蚓放中間，觀察蚯蚓選擇去向哪邊。班級(jí)記錄表的數(shù)據(jù)顯示，選擇留在中間和干燥、明亮處的蚯蚓還挺多，如果就此得出蚯蚓喜歡陰暗潮濕環(huán)境的結(jié)論，顯然不能從結(jié)果里找到充分的證據(jù)。這樣的結(jié)果，不僅讓執(zhí)教教師意外，就連做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生們也是一頭霧水，因?yàn)楦鶕?jù)生活經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)，蚯蚓不會(huì)選擇干燥明亮的環(huán)境。此時(shí)，執(zhí)教教師開(kāi)始帶領(lǐng)學(xué)生們分析原因——

A：蚯蚓還沒(méi)有適應(yīng)盒子里的環(huán)境，會(huì)覺(jué)得陌生，所以沒(méi)什么活性。

B：好幾只蚯蚓打結(jié)纏繞在一起，被困住，動(dòng)不了。

C：蚯蚓都是這里看一下，那里看一下，爬到干燥的地方，發(fā)現(xiàn)不合適，最后爬到了潮濕處。

D：在干燥處的蚯蚓可能是爬得比較慢，還來(lái)不及爬到潮濕處。

......

學(xué)生們的精彩分析其實(shí)也從側(cè)面反映出，這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，從規(guī)范性上還存在很多漏洞。由于生命科學(xué)本身的不確定性，連科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)都無(wú)法完全保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可控，又怎么可能期望從一個(gè)小學(xué)科學(xué)課堂簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)條件里，得出精確可靠的結(jié)論呢？根據(jù)學(xué)生們提出的觀點(diǎn)，如果把課堂上8分鐘的觀察實(shí)驗(yàn)做一個(gè)時(shí)間軸上的延長(zhǎng)，1個(gè)小時(shí)甚至一天后再來(lái)觀察，結(jié)果一定不同。

由此看來(lái)，在《蚯蚓的選擇》這節(jié)課里出現(xiàn)了異常的觀察數(shù)據(jù)結(jié)果，反而可以成為值得教師帶領(lǐng)學(xué)生深入挖掘科學(xué)意義的課堂生成，許多偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，不也是從不起眼的異常結(jié)果誕生的么？從不尋常的結(jié)果中，去思考，去挖掘，去證明，這才是真正意義上真探深究的科學(xué)研究啊！

二、地球科學(xué)領(lǐng)域案例《巖石會(huì)改變模樣嗎？》的策略分析

認(rèn)知沖突點(diǎn)：冷熱和水流造成的巖石風(fēng)化并不明顯。

情境問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)條件下模擬的冷熱和水流與大自然的巖石自然風(fēng)化是否存在相似之處？

這節(jié)課里，為了證明冷熱交替和流水的作用都會(huì)導(dǎo)致巖石的風(fēng)化碎裂，學(xué)生會(huì)做兩組實(shí)驗(yàn)，一組是將巖石放到火上烤一會(huì)兒，然后快速放入冷水中，再用火烤，如此重復(fù)多次，模擬巖石經(jīng)歷冷熱交替后的風(fēng)化效果。另一組是將巖石放入塑料瓶中，加入適量水，然后蓋好蓋子，使勁兒搖晃，模擬巖石經(jīng)歷流水作用后的風(fēng)化效果。

但最后學(xué)生觀察后可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，冷熱交替處理后的巖石并沒(méi)有碎，瓶子里被搖來(lái)?yè)u去的巖石，也只是勉強(qiáng)掉了一些邊角碎屑而已。面對(duì)這樣的結(jié)果，我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明巖石在冷熱交替和流水作用下會(huì)產(chǎn)生風(fēng)化嗎？當(dāng)然不行。自然界發(fā)生的巖石風(fēng)化，都是以百萬(wàn)年甚至千萬(wàn)年為時(shí)間單位才能看出變化的，我們的實(shí)驗(yàn)雖然把自然因素的影響做了加強(qiáng)，可以一定程度上加速風(fēng)化的進(jìn)程，但依然無(wú)法抵消時(shí)間帶來(lái)的影響。所以，看不到明顯的變化是正常的、必然的，這并不屬于實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的問(wèn)題范疇，恰恰相反，它證明了巖石風(fēng)化不是一朝一夕就能發(fā)生完成的，而是要?dú)v經(jīng)歲月滄桑、世紀(jì)更迭才能實(shí)現(xiàn)的。

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中也不是完全沒(méi)有現(xiàn)象，掉落的巖石碎屑，不正是風(fēng)化帶來(lái)的結(jié)果嗎？這也說(shuō)明了，不是巖石完全裂開(kāi)才叫風(fēng)化，大多數(shù)時(shí)候，巖石的風(fēng)化就是從邊邊角角的地方逐漸開(kāi)始的。如果一定要看巖石碎裂的效果，在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上，可以挑選更容易碎裂、質(zhì)地沒(méi)那么緊密的砂巖、頁(yè)巖。

三、物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域案例《測(cè)量力的大小》的策略分析

認(rèn)知沖突點(diǎn)：測(cè)量同樣的物品，不同小組的測(cè)量數(shù)據(jù)各不相同。

情境問(wèn)題：測(cè)量結(jié)果的不同反映的是測(cè)量方法的不同。

這節(jié)課主要目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用彈簧秤。學(xué)生測(cè)量活動(dòng)完成后，執(zhí)教教師挑了其中一個(gè)學(xué)生代表的記錄結(jié)果做展示，第一眼看上去，不錯(cuò)，記錄很詳細(xì)。再細(xì)看，有問(wèn)題！小車和鉤碼的實(shí)測(cè)值分別是0.3和0.2，而小車+鉤碼的實(shí)測(cè)值則是0.8，再看其他數(shù)據(jù)，也是對(duì)不上，再看另一個(gè)學(xué)生展示的測(cè)量結(jié)果，還是同樣的問(wèn)題。基本的數(shù)值邏輯都不對(duì)，證明學(xué)生的測(cè)量活動(dòng)有大問(wèn)題。到底是測(cè)量方法不對(duì)，還是記錄失真，或是讀數(shù)有誤？無(wú)論哪一個(gè)原因，都說(shuō)明學(xué)生通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，還沒(méi)有掌握正確使用彈簧秤的方法。

和上面的案例類似，我們可以對(duì)錯(cuò)誤的結(jié)果加以利用，將其轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂資源。在本課的教學(xué)中，我們不妨就讓學(xué)生出錯(cuò)，當(dāng)他們自己都發(fā)現(xiàn)用同樣的彈簧秤，同樣的被測(cè)物品，測(cè)出的結(jié)果卻不同的時(shí)候，自然就會(huì)關(guān)注到彈簧秤的正確使用方法了——怎么調(diào)零，怎么讀數(shù)，最大量程的控制等。通過(guò)“試誤”獲得的技能是主動(dòng)的、形象的、深刻的。