〔摘" "要〕" 在分析從老課標中科學探究到新課標中探究實踐的變化之后,明確指出新課標中探究實踐的新要求。在教學實踐中,本案例通過立足單元確定課時探究實踐任務、注重問題引導和聚焦模型建構這些舉措落實新課標,以達到提升學生科學思維與探究能力的目的。
〔關鍵詞〕" 小學科學;探究實踐;科學探究;問題引導;模型建構
〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " (2025)" 08" " 082-084
《義務教育科學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)明確提出把探究實踐作為四大核心素養之一,不再使用《義務教育小學科學課程標準(2017版)》(以下簡稱“老課標”)中的科學探究素養,同時還指出在探究實踐過程中,不僅培養傳統的科學探究能力,還增加了技術與工程實踐能力以及自主學習能力。這就要求教師要在分析老課標的科學探究到新課標的探究實踐的變化之后,在堅持老課標中對科學探究的優秀做法基礎上,把握新課標中探究實踐的真正內涵,從而有效落實探究實踐培養目標,以達到促進科學探究新發展的目的。
一、基于發展,發現“科學探究”新變化
(一)對比新老課標,發現前后變化
老課標中提到科學探究包括八個要素,分別是提出問題、做出假設、制訂計劃、搜集證據、處理信息、得出結論、表達交流和反思評價。不難發現,老課標更加強調知識傳授和程式化科學探究的過程。新課標中探究實踐不僅包括以往的科學探究內容,還涉及技術與工程實踐內容,除此之外,探究實踐還強調素養立意,更加重視思維、實踐和自主學習等能力的培養。新課標對教學提出了更高的要求,需要教師深入思考這些變化,以落實在教學實踐中。
(二)對變化進行深入思考,引導學生探究實踐
基于對新老課標的對比,我們對其中的變化進行了深入思考。在教學實踐中,我們發現一些問題:一是教師依然將獲取知識作為學生學習的主要目標,同時教師對學生開展探究實踐的指導相當詳盡,導致學生主動探究的機會、時間和空間嚴重缺乏;二是由于教師對科學探究的本質認識不到位,也缺乏指導學生探究的知識儲備和方法,在教學中仍然簡單地注重于技能操作,忽視發展學生的科學思維,忽略提升學生的科學探究的能力。
二、嘗試實踐,謀劃“科學探究”新思路
本案例從解決課堂教學中存在的問題著手,以探究實踐核心素養中的科學探究能力和自主學習能力培養為主要目標進行了思考與實踐。借助教研活動,在提升教師指導學生獲得探究實踐的知識儲備、方法和能力基礎上,讓科學探究在課堂中真實發生。在活動設計方面,從知識導向轉變為問題引導和能力導向,給學生提供充分的機會、時間和空間進行主動探究。在目標制定方面,從注重技能操作轉變為注重思維發展,聚焦模型建構,重視發展學生的科學思維,提升科學探究的能力,促進學生相對自主學習。
(一)立足單元視角,制定課時目標,確定探究實踐任務
在單元教學目標的指引下,制定課時教學目標,確定探究實踐任務。《認識月球》是遠東版自然二年級下冊第九單元第四課時的內容。本單元的教學目標中涉及本課的教學目標有:知道月球本身不發光,太陽光使月球發亮;能用收集、整理的信息對所探究的問題做出合理的解釋。基于上述目標,以及本節課的教學任務之一,了解月球“發光”的原因,我們制定的本節課的科學探究目標為:通過“探究月球“發光”的原因”的活動,能用科學的語言對實驗過程進行講解,知道月球本身不發光,太陽光使月球發亮,初步學會根據猜想合理設計模擬實驗,培養用客觀證據證明觀點的證據意識,激發自主探究月球的興趣(如圖1)。
(二)注重問題引導,引導學生深入思考,提高科學探究效率
在課前,教師采用訪談交流的方式,初步了解學生提出的問題。教師基于學生提出的關鍵問題和學科基礎的問題,梳理出層層遞進的探究式問題鏈。在課中,在問題鏈的引領下,創設學生自主探究的平臺,注重引導學生主動思考問題,增強科學探究的實效,從而實現從淺層學習到深度學習的跨越。
1.訪談交流,提煉關鍵問題。愛因斯坦說過:提出一個問題往往比解決一個問題更重要。在明確本課科學探究教學目標后,學生會提出哪些問題呢?在了解學生整體情況的基礎上,課前對不同班級、不同層次的學生進行問題訪談,教師根據訪談的結果對科學探究中關鍵問題進行了提煉。
2.理清思路,重視問題引導。在明確科學探究教學目標和關鍵問題后,梳理出探究式問題鏈,理清本節課的科學探究思路,確定可采取以猜想驗證為主的實施環節,重視問題引導,讓學生在課堂中進行充分的探究,引發深入思考,加強有效交流,幫助學生實現高效探究。
(三)聚焦模型建構,培養科學思維,發展科學探究能力
思維是科學探究的核心,科學探究必須以科學思維的發展為基礎來進行。科學思維中的模型建構是學生依據研究的問題和情境,基于對客觀事物的抽象和概括,建立便于研究、可以反映事物本質特征和共同屬性的理想模型、理想過程、理想實驗和科學概念的過程。基于此,教師通過設計搭建模型裝置類問題,引導學生利用模擬實驗進行科學探究,借此加深其對科學概念的理解程度,培養學生的模型建構思維,發展學生的科學探究能力。
在“探究月球‘發光’的原因”活動中,因為月球天體距離地球較遙遠,1~2年級學生是很難想象月球“發光”過程的。教師則首先借助圖片和簡短文字從真實現象出發,引導學生思考在地球上看到的月球“發光”的原因,提出合理的猜想,確定研究的問題,開啟模型的初步建構。隨后,指導學生結合在一年級的學習中認識到光使人們看到物體的知識,尋找生活中類似的例子,分析生活中玻璃和鏡子“發光”的原因和過程。學生根據教師提供的經驗性支架,說出太陽光使月球發亮的過程。由此,學生實現對客觀事物和現象的抽象和概括。隨后,在分析太陽光使月球發亮過程的基礎上,提出如何驗證研究的問題。通過建立模擬要素和條件的對應,使月球和太陽具象化,再根據提供的材料設計模擬實驗。最后,在教師協助下,學生借助“三個助手”平臺自主觀看搭建裝置的視頻,分組進行模擬實驗,分析實驗現象,驗證猜想,逐步完成模型建構。在整個探究實踐中,學生經歷了完整的模型建構過程,不僅促進了科學觀念和科學思維目標的有效落實,而且提升了學生的自主探究能力(如圖2)。
三、教研反思,助力“科學探究”新發展
(一)反思課前預設,強化有效探究
1.因材施教,面向全體學生。在課前,教師雖對學情進行了一定的分析,但也存在一些不足。如,對學情分析不到位和不全面。針對這些情況,教師首先要全面調查學生一年級時對《很多東西能發光》《你用眼睛看到光》《你需要光來看東西》和《光會被反射》這些課程掌握的程度,以及深入了解他們的課外知識,以免出現對學情分析不到位,無法做好復習性的預設。然后,教師要因材施教,對于不同學習水平的學生,做出不同層次的預設。如有些高水平的學生,可以很快將模擬要素和條件一一對應,使月球和太陽具象化,這時可以引導他們深入思考模擬要素和條件實際的作用是什么,對于中低水平的學生,可以繼續引導其思考月球和太陽還可以對應哪些模擬要素和條件。
2.精益求精,確保備課質量。在課前,教師對核心問題所涉及知識的理解不夠全面和透徹,對問題鏈的梳理不夠細致和清晰,導致其對課堂活動預設過于局限以及細節打磨不夠到位,沒有做好充分的預案。為解決上述問題,課前教師還需對核心問題進行全面深入地分析、理解和確立。對核心問題相關的信息都需要多多涉獵,深入思考,進一步推敲問題背后真正探究的是什么,為什么要這樣設置,問題之間如何過渡。要做到精益求精,提高備課質量。這樣,當遇到學生回答的問題有些許偏離時,就能根據對核心問題的理解,及時引導學生回到核心問題鏈上,提升科學探究教學的效率。
(二)反思課堂實踐,促進高效探究
1.注重即時反饋,實現教學相長。在“探究月球‘發光’的原因”活動中,學生在猜測和分析鏡子、玻璃和月球“發光”的原因和過程等問題時,有學生把“發光”描述成反光、發亮、折射光等,教師并沒有及時進行糾正或區分這些詞語。針對這些問題,教師應該及時反饋,比如描述鏡子、玻璃和月球時,反光是沒有問題的,學生基于生活經驗給出的反光的精彩回答,教師要給予肯定,表揚學生善于發現。但對于折射光這樣錯誤的回答,教師則要在鼓勵的基礎上,指出實際是反射光而非折射光,這個相關知識將在以后學習。教師精準及時地進行課堂教學反饋,可以有效地保障教學活動順利開展。另外,教師設計和實施教學方案時,應當以學生為出發點,關注學生的反饋,及時調整教學設計,從而促進教學相長。
2.充分利用材料,搭建思維支架。在課堂實踐中,教師提供了魔術盒、白色小球和一張黑色卡紙,這些材料,被用于按照規范化的實驗視頻進行操作,但在如何利用這些材料驗證猜想的環節中,由于教師并沒有將這些材料提供給學生進行嘗試探究,學生主要憑借已有認知和問題引導建構模型。然而,小學二年級的學生雖然有了一定的抽象思維能力,但仍以具體形象思維為主,這些看得見摸得著的實驗材料,可以作為思維支架,有助于學生思考如何進行猜想驗證。為改進上述問題,在驗證猜想環節中,教師首先引導學生觀察并討論實驗材料的特點,然后親自動手擺一擺實驗材料,最后在規范化實驗視頻的指導下,完成模擬實驗。觀察和動手擺一擺實驗材料的過程,為學生搭建了思維支架,有助于學生真正理解在裝置上需要產生暗和亮的環境變化,而不是僅僅根據教師要求使用實驗材料完成模擬實驗即可。在科學探究中,在巧妙設計實驗器材的基礎上,引導學生用好實驗器材,也是一種符合二年級學生認知水平的教學指導,更有利于其科學思維的深度發展。
參考文獻
[1]義務教育科學課程標準修訂組.義務教育科學課程標準(2022年版)解讀[M].北京:高等教育出版社,2022.
[2]陳健.上有品質的科學課:指向核心素養提升的課堂教學設計與實施[M].上海:上海教育出版社,2024.