挑战性学习 让小学科学课堂活起来

■ 南京师范大学附属中学江山小学 马晓寅

在现阶段的小学教学中，科学课程占领着重要的主导地位，科学课程的开展主要是为了使学生对科学产生浓厚的兴趣，形成对科学的初步认知，引导学生通过科学实验提高创新能力与动手动脑能力，对学生今后的发展具有重要的引导作用。随着新课改政策在教学实践中的应用，对小学科学课堂提出了更高要求，教师需要在以学生为主体的前提下，激发学生对科学的兴趣，引导学生参与课堂教学实践，进而提高课堂效率。教师要结合学生的实际情况和教学进度，选取适合学生的教学方式，保障课堂效率的提高，激发出学生的学习能力、思维能力。

1 挑战性学习概述

挑战性学习是我国教育事业的一大变革，小学课堂没有一定的调整程度，是我国教育事业发展中的重要问题之一。挑战性学习课程是在2008年提出的教学模式，这类课程主要采用有价值且趣味性的挑战性问题达到吸引学生注意力的目的，引发学生对问题的思考，激发学生的求知欲，在完成挑战性任务时使学生获得成就感，增加学生面对挑战时的信心和勇气。挑战性学习的核心内容是创造具有一定趣味性且符合当前教学进度的知识，引导学生用当前学习到的知识解决具有挑战性的难题。在教学过程中，教师往往注重合作学习，忽略了对于深层次知识的挑战性学习。学校需要针对这一问题加强对课堂教学的改革，将学校的自身教育现状和教育模式与脑科学有效结合，探究出适合学生身心健康发展的教学模式，在善待大脑的基础上加强对大脑的利用，创设出更多有挑战性的教学任务，激发学生大脑的活跃性。科学家经过对挑战性学习的研究，发现一个具有感染力的教师和挑战性的任务能够使人的大脑更加具有活力。在如今的小学课堂中，教学过程顺畅无阻、井然有序，师生间配合的十分默契，导致学生解决问题更加模式化，很少采用创新性思维。当代国家更多需要的是具有创新能力的人才，因此，对于人才的培养需要从小学阶段开始，让小学的学习更加有挑战性。

2 小学科学课堂教学现状

2.1 缺乏合理的教学目标

教学目标对课堂教育有着指引方向的作用，每堂课都需要具有明确的教学目标。但在实际的小学科学课堂中，部分教师没有明确的认识到教学目标，或者说没有理解教学目标的指向，以摇摆不定的态度进行科学教学工作，仅仅将教材内容作为教学主体，将教材中涉及到的科学知识全部灌输给学生，忽略了学生的理解程度，使学生在没有思考的环境中去学着接受课程中的科学概念。学生对于概念只是记住，并没有获得思维与能力的提升。这一教学模式造成学生在后续的科学学习中出现更多问题和疑惑，对于学习目的和学习重点不明确，进而更加迷茫，甚至对科学学习产生抵触情绪。

2.2 忽视学生的主体地位

由于传统的教学理念对教育工作的影响，大部分学校的教学模式过于程序化。在教学过程中，教师将教材作为主体内容，通过教材去教学生，这就导致教师用教材掌控整个课堂教学流程，学生自身失去了思考与发言的机会，这就造成在课堂上学生没有参与性，课堂的交流环节变成单一的问答模式。这样的教学模式，不仅使学生无法掌握主动思考的能力，更限制了学生动脑、动手的空间。新课改的教育理念是要去培养学生的核心素养，加强学生解决问题和独立分析问题的能力与水平。对于实践性较强的科学学科，教师更应加强对培养学生独立思考能力的重视，在科学课堂中，要营造适合学生思维发展，能力提升的氛围，给予学生思考与实践的机会，让学生对学习科学知识充满兴趣，能够积极参与到课堂活动中来。目前对于这方面的教学研究，很多科学教师仍有不足之处。

2.3 课堂提问的作用不佳

课堂提问的教学方式，可以充分了解学生的学习思路和学习程度，课堂提问的有效设计能够提高科学课堂效率，帮助学生更好地进行思考与学习。而当前大部分教师在课堂提问环节中，往往仅从概念的记忆为导向对学生进行提问，学生回答的基本都属于课本上的科学概念。也有的老师是以自我的态度进行提问的，他们选择的回答只是满足于课堂的结果达成，对于学生的提问只重结论，不重学生的思考过程。他们主观上认为提问的目的只是让学生背诵课本内容，完成知识点的背诵便是达到了教学目标，对学生思维的发展以及每位学生的想法不够重视，在科学课堂教学过程中，没有采取积极的教学手段与趣味的教学方式来引导学生独立思考，表达交流，解决问题。

3 利用挑战性学习让小学科学课堂活起来的策略

3.1 以问题为引领激发学生探究欲望

在进行科学课堂教学时，教师应将科学问题贴合学生的生活实际，通过有趣的导入，激发学生的探究热情，为课堂教学营造良好的开端。在科学课程正式开始前，教师需要结合课堂教学的主要内容，设计与内容相关的科学问题，使问题针对科学概念，对整堂课起到引领作用。在此基础上，引发学生对科学问题的探究兴趣。要知道科学课程的知识本身是具有一定抽象性的，对于小学生来说完全掌握科学概念较为困难，因此，通过挑战性的学习模式，为学生创设活跃的课堂氛围就成为科学教学中一个不容忽视的问题，对于问题引领科学课堂教学的方式，不仅能够遵循“探究为核心”“问题为中心”的教学理念，而且能够达到良好的教学效果。

例如，在学习《我们周围的空气》这一课程时，教师首先向学生展现生活中的一些常见物品，如牛奶、橡皮、水杯等，让学生说出这些物品的具体名称，接着通过让学生区分哪些是液体、哪些是固体等一系列可以思考与动手实践的挑战性问题，让每一位学生都可以进行独立思考，这就让科学课堂活跃起来。同时，激发起学生对本节课的学习兴趣。再如，当进行《它们吸水吗》这一课程的教学时，教师可以采取“谁来比一比”这一具有挑战性的学习方式，开启一堂课的学习。提问学生我国的四大发明有哪些、纸在生活中有哪些作用等对于小学生来说具有挑战性，可以通过问题让学生进行自主探究，在小组合作讨论的过程中去查阅资料，分享交流，在积极愉悦的学习氛围中使学生的科学思维得以发生，激发起学生对后续科学知识学习的探索欲望，从而促进科学概念的学习顺利进行。

3.2 以情境为突破引导学生层层深入

良好的课堂教学是一种艺术的表现形式，而艺术具有吸引学生注意力的魅力。在科学课堂教学过程中，教师需要采用艺术的方式设计富有节奏的教学环节，创设层层递进且具有挑战性的课堂问题，使学生在特定的情境下突破课程的重难点内容，引导学生由浅入深的学习，使整堂课的学习过程犹如探索欣赏艺术品，使学生在充满意境和挑战性的课堂氛围中学习到科学知识，促使科学课堂气氛活跃起来。

例如，在进行《测量的工具》这一课程的教学过程中，在课堂的开始阶段，依据小学生普遍好动，好玩的性格特点，引领组织学生开展一系列具有挑战性的小游戏，比如评选阅读大王的活动，通过加入游戏情境的教学设计，引导学生积极参与到科学课堂的活动中来，通过观察可以发现学生能够快速集中注意力，他们的积极性也被充分调动起来。接着借助投屏、实物展台等方式，向学生呈现出于课程内容有关的图文，提出“全能大挑战”等具有挑战性的任务。在这类游戏的进行过程中引出“测量”这一教学主题。由于本节课的主要内容是测量的工具，因此，在学生对上述问题进行探讨、交流、实验后，接着提出哪些是测量工具的问题，通过以学生熟悉的测量工具作为切入点，引导学生探讨工具的使用，猜想工具的用途，让学生在小组合作交流中去发现工具的实际用途，去验证自己的假设。在此基础上，设计测量自行车车轮等具有挑战性的教学活动，通过情境作为突破口，随着挑战性学习问题的深入，通过设置与本课程内容相关的挑战性学习活动，进而激发学生科学探究学习的欲望，最终强化学生独立思考科学问题的能力。

3.3 以实践为导向促进学生学以致用

科学课程具有一定的实用性和实践性，因此，科学课的开展应采用理论与实践相结合的方式进行。在某种程度上说，应该努力将科学实践作为课程教学的导向，通过铺设具有挑战性的实践活动，使课堂教学更加生动、有趣，引导学生将学习到的科学概念运用于实践活动中，提升学生解决实际问题的能力，通过思维与能力的发展从而让学生的科学素养得以跃升。

例如，在讲授《它们吸水吗》这一课程时，学习环节中教师组织学生开展小组调查活动，学生在活动中将“每年使用练习册数量”“消耗草稿纸数量”等问题统一制作为调查问卷，学生进行调查、讨论、填写，小组合作完成调查表。在实践环节中教师带领学生共同完成关于纸张的挑战性实验，在过程中学生采取不同材质的纸张，测量它们的软硬程度、光滑程度及吸水程度，探索不同材质纸张吸水性存在的差异，将课本知识与实践活动相结合，使学生在科学活动中学习到科学知识，在挑战性学习下掌握科学概念。再如，在教学《人类认识地球及其运动的历史》这一课前，教师让学生利用课余时间，开展收集科学家故事的挑战性活动，带着很多科学家的故事走进课堂，在课堂上全班同学先小组后集体去分析收集到的故事，分享他们的研究过程，最终进行成果的汇报。通过这类收集资料，交流汇报的实践活动，能够有效扩展学生的知识面，让学生在收集资料、分享讨论、表达交流的过程中掌握更多的科学知识。在讲授《比较水的多少》这一课程时，引导学生测量水杯的容积，并开展测量树叶面积等具有挑战性的实践活动，在实践活动中提出相应的问题，培养学生独立思考的能力，并有效的促进学生学以致用，让学生尽可能亲历科学学习的整个过程，使学生在课堂上所学的知识得以拓展。与此同时，也在课堂学习中向学生传达出将所学进行及时运用的理念，激发学生学习科学的主动性，从而增强学生完成挑战性学习任务的动力。

3.4 以生活为支撑增强科学学习趣味

科学的学习最终将用于生活实际中，去解决一个有一个的现实问题。科学知识的学习就是在不断探索中找到答案的过程。将生活实际作为科学研究的主要支撑点，能够增强科学课学习的趣味性与实用性。在进行小学科学的教学过程中，可以尝试根据课程内容创设生活化的情境，让学生亲身感受知识的运用，不仅如此，以生活为支撑的学习方式可以增加学生的生活经验，进而培养学生的科学思维能力。

例如，在进行《了解空气》这一课程教学时，在课堂上创设合理的生活情境，教师可以为学生展示将酱油经过漏斗无法倒入瓶中这一科学实验，引发学生对现象原因的思考，进而引出空气这一概念。这类不仅包含生活情境，还具有一定挑战性的问题能够很大程度上引起学生的注意与兴趣，让学生乐于去探究，让学生在学习中不断增强自身的思考能力。在进行《溶解》课程教学时，为学生创设泡咖啡、泡茶的生活情境，提出怎么样快速将一杯咖啡或一杯茶泡好等具有挑战性的现实问题，引导学生将这一问题与自己的生活经历相联系，在实验单上列出一系列自认为有道理的解决方法，如不停搅拌、用温度高的水、多加些水等等，通过学生列出这些解决方法可以判断，虽然学生暂时还不理解溶解的概念，但对这一科学现象他们在课前已经有了直观的认识，形成了自己的判断。利用这类具有生活情境的教学模式，让学生通过挑战性的问题进行独立思考，有效的增强了科学课的趣味性与探究性，为科学课中的实验学习环节奠定基础，让学生在做中学，学中做。

4 结语

综上所述，小学科学的课堂教学需要让学生感受到学习的趣味性，学生对知识有好奇心和求知欲，对实践有动手能力和观察能力，对观点有批判性理解，这些都直指科学素养的养成。培养学生的科学素养重在学习过程环节的设置，其中合理地安排挑战性学习就显得尤为重要。教师要在课前厘清学习重难点，课中构建学生的“学习支架”，设计符合学生年段特点的挑战性学习，帮助他们超越最近发展区，从而激发出他们自身的学习潜力。

挑战性学习的设计需要教师对现有学生的知识系统、认知水平、学习样态有着充分的了解，在此基础上，通过生活化、日常化的场景触发，真正触及学生的科学思维内核，从而带动学生主动学习，引导学生在探究与协作中解决生活实际问题，以此推动学生科学素养与学习能力的不断跃升。

通过挑战性学习的方式可以锻炼学生的思维判断能力，可以让课堂教学的活跃性得以提升，从而对学生的科学学习产生积极的影响。因此，在教学工作中，教师需要不断探究具有挑战性的科学教学方式，培养学生独立思考的创新能力，改变传统的课堂学习样态，让科学课堂活起来，提高教学效率。