基于學生最近發展區的小學科學教學設計探討

董玉新 趙璽玉

摘? ?要：根據維果茨基的最近發展區理論，教師應該合理巧妙地設計教學，并以此為推手，創造學生的最近發展區，使學生主動學習、主動探究，最大程度地激發學生潛能，以達到水到渠成的教學效果。

關鍵詞：小學科學；科學探究；最近發展區；教學設計；激發潛能

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2024）01-0022-04

維果茨基就教學與發展問題提出了著名的“最近發展區”理論，認為學生的發展有兩種水平：一種是學生的現有水平，指獨立活動時所能達到的解決問題的水平；另一種是學生可能的發展水平。維果茨基把這兩種發展水平之間的距離定義為最近發展區。該理論還認為，學生的第一發展水平和第二發展水平之間的狀態是由教學決定的，即教學可以構建最近發展區。教學設計是教學的關鍵因素，基于學生最近發展區的教學設計可以最大程度調動學生的學習積極性，激發學生潛能。如何設計符合這個要求的教學設計呢？

一、準備工作

（一）研讀，確定教學目標

1.研讀課標，明確方式。《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課標》）指出：科學課程要培養學生的核心素養。學生要在學習科學課程的過程中，逐步形成個人終生發展和社會發展所需要的正確的價值觀、必備品格和關鍵能力，是科學課程育人價值的集中體現。

以《變色游戲》第二課時為例，綜上制定教學目標如下：

（1）觀察變色現象，認識常見的物質變化，初步建立物質變化觀念；

（2）從科學視角對變色現象進行推理分析，基于證據與邏輯，發散思維，提出合理見解；

（3）通過對變色現象的觀察比較，提出可探究的科學問題，并基于知識和經驗，制定簡單探究計劃，分析推理，得出結論；

（4）通過觀察花葉不同變色現象，對變色現象產生興趣，樂于思考變色原因；樂于嘗試探究實踐，初步形成質疑、探究品格，解決科學問題。

2.研讀教材教參，明確任務。例：冀教版科學四年級下冊第五單元第五課《變色游戲》。教師要熟知該單元研究的內容——物質科學領域中的物質變化。單元課題是《有趣的變化》。教參指出：選擇了學生熟悉的變形、變色、放熱、發光等生動有趣的物質現象來研究變化規律。注意字眼：熟悉、有趣、物質變化，故教學設計可分課時進行。第一課時研究物理變化，第二課時研究化學變化，均圍繞學生熟悉的、有趣味性的科學現象進行。

3.研究學生，明確對象。該內容面對的是小學四年級的學生。四年級和低年級學生相比有了一定的知識儲備，對生活中蘋果、土豆等物體顏色變化有所認識，這是學生已有的水平。初生牛犢不怕虎，小不點們雖稚氣未脫，但挑戰解決問題的欲望強烈，更喜歡動手探索，在實踐中發現知識，這是他們可能達到的發展水平。

（二）分析，確定教學重難點

小學科學面對的是小學生，掌握少量科學知識，這是學生現有的水平；他們需要鍛煉科學能力，儲備科學思維，這是可能達到的發展水平，因而確定本堂課的教學重點是學生科學分析推理能力的培養。考慮小學生的心智因素與知識儲備因素，教學難點確定為變色的原因。

（三）初略設計教學流程

大致流程設計如下：

情境導入——科學探究——回歸生活。

學生層面：

可能的發展水平

教師層面：已有的水平

準備工作后，大方向確定，接下來需要設計銜接學生最近發展區的、具體的教學環節，構建教學。

二、設計教學環節

仍以變色游戲第二課時為例。

（一）情境導入

好的開始是成功的一半。上課伊始，全體學生未曾疲憊，注意力較高，此時教師精心設計情境可抓住全體學生的眼球。四年級的學生不喜歡純理論的東西，更喜歡眼見為真。故這堂課可先設計變色花實驗，引入變色。

1.變色花實驗。教師精心準備：兩朵用化妝棉自制的帶葉的花，外表形狀一模一樣，其中一朵特殊處理；一個噴壺，裝有適量的紫甘藍汁。

第一朵花：花的部分和葉的部分均用化妝棉直接做成。

第二朵花：花的部分用檸檬汁浸泡過并提前晾干，葉的部分用肥皂水浸泡過并提前晾干（也可用吹風機吹干代替）。

教師對比操作：用裝有紫甘藍汁的噴壺分別噴兩朵花的花部分；再用同一噴壺分別噴兩朵花的葉部分。

現象：原本白色的化妝棉花和葉變色了！變色效果還不同！

2.引出課題。板書：變色游戲。

3.學生發現問題。學生很詫異：一朵看似同樣的花，經過同一噴壺中溶液噴灑，為何會顯現不同的顏色？而葉子經同樣的噴灑卻呈現同樣的顏色？此時教師構建學生最近發展區，搭建問題平臺，學生則會人人有話說。教師順勢記錄其問題如下：

（1）噴壺里是什么溶液？

（2）為什么同一噴壺溶液噴到兩朵花上卻有不同的顏色？而噴到兩朵花的葉上卻是同一種顏色？

（3）為什么同一噴壺噴到同一朵花的花和葉上會有不同顏色？

（4）為什么會變色？變色原因是什么？

這些問題發自學生內心，他們提出的都是本節課要探究學習的問題。這些問題不是教師強加給學生，是學生思考的點，學生想知道，就有了任務驅動。

教師出示蔬菜紫甘藍，解釋如何制作的紫甘藍汁，透明杯子中溶液即為紫甘藍汁。

教師繼續操作：把噴壺中溶液倒出來，用無污染的化妝棉輕輕沾一下，對比透明杯子中溶液顏色，學生斷定噴壺中溶液為紫甘藍汁。看似繁瑣的一點小教學設計，卻建立了學生對比思維，讓學生輕松嘗到甜頭，相當于在已有水平到可發展水平的路上，放置了一塊小蛋糕，搭建最近發展區，學生會在此小成功的喜悅下，朝最高發展水平方向邁進。相比教師直接告訴噴壺中就是紫甘藍汁要有魅力。

繼續對比兩朵花的顏色，學生看到其中一朵顏色和紫甘藍汁顏色相同，繼而斷定這朵花未做任何處理。呈現的是紫甘藍汁的本色；而另一朵花變了色，一定是做了手腳。花葉同一噴壺溶液噴灑，卻呈現不同顏色，一定是花和葉上有不同的物質。這些物質是什么？又為什么會變色？導入實驗不能給出答案。學生好奇，教師此時需要搭建學生最近發展區平臺——精心設計探究實驗。

（二）新授環節

此環節是本節課的重點環節。根據情境導入的學生問題，必然要設計對應于花葉變色效果的兩個實驗。材料均可來自于廚房，學生較為熟悉。

1.實驗探究一：紫甘藍汁+白醋。教師分析引導解決本節課知識難點，變色原因是產生新物質。

（1）學生展示溶液顏色。紫甘藍汁和白醋混合作用會變色。皆為粉紅色系，有深有淺。讓同學們分析深淺不一的原因——紫甘藍汁量相當，白醋的量不同，酸多的更紅。

（2）突破難點。粉紅色的溶液由紫甘藍汁和白醋溶液作用后構成。從顏色上突破變色原因是產生了新物質。

2.實驗探究二：紫甘藍汁+堿面。有了第一個實驗鋪墊，學生發展后的水平已經理解，變色的原因是因為產生了新物質，教師的這一實驗設計就是再一次構建學生的最近發展區，學生會很容易在知識和實驗操作能力方面進一步得到發展。

教師給出概念：酸性物質和堿性物質。紫甘藍汁遇酸會變紅，紫甘藍汁遇堿會變藍。

出示前面變色紙花。根據實驗所看到的現象，請學生解釋花變色變色的秘密。

學生解密：花，預先噴了酸性物質；葉，預先噴了堿性物質。

教師告訴學生花上物質為酸性檸檬汁，葉上為堿性肥皂水。

挑戰性任務：怎樣使“紅花綠葉”變成“綠花紅葉”？可視教學情況，再掀高潮。

3.實驗探究三：實驗一起嗨。學生在以上兩個探究實驗后不能盡興，此時課程若戛然而止，那就成了純知識的課堂，酸性物質是否只有醋？堿性物質是否只有堿面溶液？紫甘藍汁和其他酸堿溶液反應是否也會變色？顏色會如何？學生的問題層出不窮。皆因教師搭建的最近發展區激發了學生的思考，他們還有可能達到更高的水平。

每個人的最近發展區存在著個性差異，同一個體在不同的情境中也可能有不同的發展區。所以教師可設計開放環節，設計探究實驗三，讓學生選擇自己想研究的材料，繼續研究紫甘藍汁和生活中其他物質的變色情況。這一環節的設計直觀直接，變平面思維為立體思維，銜接學生最近發展區，引發邏輯生成。學生自帶材料可選擇如：果汁，洗潔精水，洗衣粉水，酒水，茶水，酸奶，肥皂水，洗發水等等。現場景象嗨翻天，各種絢爛的顏色展示，部分學生能說出自帶溶液的酸堿性。

這次是自主選擇的材料，變色效果就在眼前，科學得以驗證。時間充裕的情況下，可再給學生一分鐘，他們會多種溶液混合，做出一瓶試管中呈現兩種或多種顏色。

最后思考：生活中其他變色現象有沒有呢？從指定實驗材料到自由選擇材料，從廚房物質到生活中其他物質，平臺擴大，基于學生最近發展區的教學設計繼續延伸。

（三）聯系實際

1.生活中的其他變色現象。碘酒遇淀粉變色；茄子，蘋果，香蕉，土豆等切開后，會變色。

2.拓展性作業。秋天來了，為什么葉子變黃或變紅啦？拓展為家庭小實驗，延伸至課外。

最后，教師鼓勵大家，進行情感態度價值觀的培養。科學世界，色彩繽紛，變幻莫測，奧妙無窮。引導學生做生活的有心人。

以上探析說明，高層次的教學設計要步步推敲。要基于學生最近發展區，考慮真實情境的特征，與情境不斷進行對話反思，只有這樣才能寫出科學的教學設計。

參考文獻：

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