惠花
趣理课堂从关注教学者视角转向关注学习者(学生)视角,引发思考:以培养学生科学素养为目标的科学课堂,如何做到既有儿童味又不失科学味?如何使学生乐于学习、善于学习?为此,我们从科学认知、科学能力、科学态度三个维度进行实践,挖掘学生科学学习的生长点,探寻适合学生发展的科学学习路径。
从经验出发建构科学概念
在小学科学教学中,科學知识的学习是重要内容之一,而科学知识的学习主要以促进学生概念转变为核心。在以探究活动为载体的小学科学课堂上,如果只注意引导学生做中学,而忽视科学概念的形成,那么这样的探究就缺少“营养”,这样的课堂就只停留在浅层的、表面的“趣”,只是看似热闹。
1.关注前概念
在步入科学课堂之前,学生对客观世界和事物已经有了自己的一些认识、观点和看法,这些都是在日常生活中形成的“经验”,即前概念。这些前概念有的与科学概念相近,学生容易理解和掌握,能顺利转化为科学概念,反之就会与新概念形成认知冲突,如很多学生认为“水是白色的”“月亮是光源”“蜘蛛是昆虫”等。教学中,教师不能强硬地将正确的概念灌输给学生,而应该尊重他们的前概念,以此作为新知识的生长点。
2.引发认知冲突
趣理课堂强调学生立场,教学要贴近学生生活实际。教师要从学生“已经会了什么”开始进行教学,根据学习内容灵活地设计“认知冲突”,激发学生对新内容的好奇心和求知欲,变“要我学”为“我要学”,积极主动地投入新内容的学习之中。教师要发挥好促进者的作用,通过创设情境来引发认知冲突,必要时“揣着明白装糊涂”,以激活学生思维,推动他们主动建构知识,获得对科学概念本质的理解。
3.重视合作学习
趣理课堂非常强调学生间的互动。由于学生知识、经验和文化背景的不同,他们对新知识的理解会存在差异,这就形成了一种宝贵的学习资源。教师要引导学生认清自己在小组合作中的地位,养成积极主动地和同伴交流、沟通的习惯,愿意表达自己的观点,学会倾听他人的意见,勇敢地提出质疑,以此激发他们学习的灵感,共同建构新的概念。
在动手动脑中发展科学能力
科学探究是学生进行科学研究和学习的一种重要方式,它遵循“疑—思—解”的基本规律。“疑”是未掌握的知识或提出的问题,“思”是考虑、观察、实验、探究,“解”是解决问题、掌握新知。在这个过程中,教师要让学生动手动脑学科学,着重培养他们的科学实践能力和思维能力,现以《形状与承重》一课为例进行分析。
1.趣中生疑
《形状与承重》一课教学伊始,教师拿出几张普通A4纸,让学生尝试:谁能在最短的时间内,让它把一支笔给撑起来?
学生跃跃欲试,有的尝试将纸直立后往上面放笔,有的试图将纸揉成团来达到目的。一名学生将纸对折,呈V字形竖立在桌上,又快又稳地完成了任务,其他人纷纷效仿。
随后,教师又问:现在,谁能让这张A4纸托起一本书而不倒下?
此时,学生内心就产生了疑问:为什么原本柔软的A4纸,折出一条棱以后,就能承受笔的重量?多折几下,能不能承受起更重的书?
对好玩、有趣的事物有着天生的好奇心,会激发他们的思考和提问,这是产生探究动力的源泉。带着问题进行活动,他们才能由被动变为主动,有目的、有意识、有计划地去观察、实验、比较,才会有所发现、有所前进、有所创新。
2.疑中促思
基于学生的想法,教师为每小组提供一张白纸,建议他们以小组为单位,在全班开展一场承重比赛。比赛前,小组先商讨有哪些问题需要解决或比赛中需要注意的地方。
经过小组讨论,主要提出了以下几个问题:
这是一场比赛,怎样才能做到公平?
怎样折、折几条棱承重能力会更大?
怎样衡量纸棱柱的承重能力?
考虑到比赛的合理性,教师同意了学生提出的每组各有3次机会参加比赛的要求,即每组可以用同样材质、同样大小的白纸制作3个同等高度的棱柱参加承重比赛,以承重最多的一个为准。
动手与动脑相结合,是趣理课堂的一大特征。缺少了动脑的科学探究是机械的、无趣的,缺少了动手的思考,是没有根基、没有意义的。当学生手脑结合,在问题中提出有依据的假设,制订相应的研究方案,选择恰当的工具与器材开展研究,并根据发现的问题及时修正和改进方案,才有了正确的科学探究方向。
3.思中解疑
达成共识后,各小组开始了制作和测试,并将最终的承重数据输入电脑。教师组织全班同学对数据进行分析。通过求平均值的方法,分别计算出三棱柱、四棱柱、六棱柱、八棱柱及圆柱的承重能力。
学生分析数据发现:棱越多,柱子的承重能力越大。
随之又引发了新的思考:圆柱没有棱,为什么承重能力比其他棱柱都要大?
教师实物展示十二棱柱、二十四棱柱,学生发现,棱柱的棱越多,越接近圆柱。也就是说,圆柱也可以看作它有无数条棱,通过棱把力均匀分散了。
最后,教师和学生一起来寻找生活中运用圆柱承重的例子。
在探究活动中,教师要注重学生理性思维的培养,这是一种建立在证据和逻辑推理上的思维;要培养学生客观地对待那些能够(及不能)验证自己假设的证据,做出符合逻辑的解释;要培养儿童敢于质疑的精神,遇事多问“为什么”。
动手动脑的学习行为不能仅仅体现在一节课、一个活动中,而应该在学习过程中常态化、持续化推进,使其渐渐成为一种习惯,渗透在儿童的血液中,并在适当的时候自然而然地表现出来。
在日积月累中培育科学态度
科学态度的培养是科学教学的主要目标之一,主要体现在学生对待科学的看法是否正确,对待科学的兴趣是否浓厚,对待科学活动的意愿是否强烈等,这会直接影响学生科学知识的学习和科学能力的提升。科学态度的形成,不是简单地通过教师的讲解或几节课的学习就能实现的,而是需要在具体生动的学习情境和丰富多彩的探究活动中日积月累。
1.在环境中滋养
趣理课堂注重营造培养学生科学态度的文化环境,为他们的全面发展提供良好的氛围。在培养科学态度的目标下,教师要善于把学校建设成一座科学探索的乐园:开辟生态园,学生亲自参与植物的种植、动物的饲养和对动植物的观察研究中去;成立气象站,学生每天记录气象信息,发布校园天气预报;建立科技角,宣传科技前沿讯息,讲述科学家的故事;布置作品区,展示学生参与科学实践的收获和成果……一系列环境的营造,能让学生爱上科学,培养他们的探索态度,激励他们像科学家那样,不畏艰辛,勇攀科学高峰。
2.在活动中培育
趣理课堂强调从探究活动的细节上着手,让学生在参与中体验和感悟。如观察大树,采用由远及近、从整体到局部的观察顺序,是在帮助学生学会更加细致、更加全面地了解物体;研究物体的沉浮时,一种物体试完,将其从水中取出后再放另一种物体,这些是实验有序性的培养;研究摆的快慢时,要多次实验,这是提高准确性,基于实证思想的培养;连续测量一杯水的温度时,数据的收集、分析和对特殊数据的关注,是对学生真实严谨的科学态度的培养;马铃薯在液体中的沉浮,教师将同一个马铃薯分别放入两杯液体中,在一个杯中沉,一个杯中浮,学生提出要对液体进行研究,这是质疑精神的体现……长此以往,学生终将会由无意识到有意识,从不自觉到自觉,逐步树立起科学的态度。