"探究—研讨教学法"是美国的兰本达教授提出的一种教学方法,课堂结构一般分为两个部分:探究和研讨。教师通过引导学生对自然事物进行观察,进而描述和互相交流,让学生在头脑中形成认知的思维模式,并用实践加以检验,从而找出现象之间的内在联系,获得对知识的深入理解。本文试图运用探究-研讨教学法进行案例设计,在小学科学的探究式教学中,设计并安排具有高级思维活动的探究环节,提升学生思维品质,培养学生科学学科核心素养。
一、关于探究-研讨教学法
兰本达的教学研究把智育放在人的整体发展这个大前提下来考察,是以“为什么教”(即培养什么样的人)为前提来考虑“教什么”和“怎样教”的问题。这与小学科学课程标准的要求是十分契合的。
探究-研讨教学法的课堂结构一般分为两个部分:探究和研讨。“探究”就是教师精心选择与组织的“有结构的材料”(即包含着概念的材料),学生围绕学习目的,通过观察、操作等探究活动,收集事实和数据;“研讨”就是学生将获得的事实和数据收集起来,与教师、同学进行讨论、加工,寻找其中的规律,从而获得科学结论。
不同于传统的以教师“说”和学生“听”为主的学习方式,“探究一研讨”教学法要求学生主动地参与到探究和研讨活动中来,根据自主探究获得的信息,以及合作者对信息的加工、对比等,自主建构科学观念。所以,“探究一研讨”教学法是一种基于社会问题和科学现象,基于问题思维和创造思维的可持续的有效的思想方法,不仅能够有效的全方位提升学生的核心素养和学习能力,而且有利于学生终身学习和全面发展。
探究-研讨教学法促进学生科学概念建构过程的大致模型[1]
二、案例设计
接下来,我们通过教学案例的设计,尝试运用“探究一研讨”教学法来提升学生思维品质,培养学生科学学科核心素养。
(一)教学目标设定
科学课程要培养的学生核心素养,主要是指学生在学习科学课程的过程中,逐步形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力,是科学课程育人价值的集中体现,包括科学观念、科学思维、探究实践、态度、责任等方面。[2]
根据布鲁姆在认知领域的教育目标分类理论及布鲁纳的认知结构学习理论,布鲁姆将教育目标划分为三个领域:认知领域、动作技能领域、情感领域,将科学课程需培养的4个学科核心素养指向识记、领会、应用、分析、综合、评价6个层次的高阶思维能力,直接关注了思维层次。记忆、理解、应用属于低阶思维层次,分析、评价、创造属于高阶思维层次。张瑞芳教授把高级思维表述为分析思维、评价思维和创造思维。[3]
基于以上认识,我制定了如下教学目标:
科学观念:结合已有认知,能进一步区分导体和绝缘体,认识导体和绝缘体在生活中的应用。
科学思维:利用分析、综合、比较等方法探究导体和绝缘体的特点。
探究实践:能用电路检测器区分导体和绝缘体。
态度责任:保持对科学学习的兴趣;能与小组成员开展有效的合作学习,乐于倾听和表达;了解用电常识,养成安全用电的良好习惯。
教学重点:掌握正确的检测方法,并对身边各种物体进行检测,认识身边常见的导体和绝缘体。
(二)教学活动设计
1.创设情境
问题是思维的起点,任何思维都是从观察和问题开始的。以探究为核心的学习过程就是产生问题,搜集证据去解释问题。而解释问题的时候,可能又同时产生了新的问题。有价值的提问能够刺激学生发出求知欲望,诱发学生深层次的思考,从而上升为理论的认知,理性的认知。
基于前概念和已有的学习经历,我创设了这样的情境,来引发学生的探究:首先通过复习电路连接实验,引导学生说出哪些物体可以导电。进一步聚焦开关和导线,引导学生发现,利用简单电路判断物体的导电性的方法。
2.探究-研讨活动
小学科学是一门以实验为基础的学科,通过观察、操作、对比、分析、综合等,学生能对事物和现象作出科学的解释,能不断的去认识和理解科学事实,发展思维。探究活动必须要基于学生的思维参与,才能激发出学生思考的积极性,如果是一种纯粹的没有思考层面的玩,是不会有很持久的探索的。
基于以上认识我设计了如下活动:
(1)设计实验
首先要考虑实验器材的选择,可以从两个方面去思考。一是电路检测器:电池、电池盒、开关、小灯泡、小灯座、导线;二是研究对象:金属钥匙、曲别针、铅笔芯、塑料尺、铁钉、竹签、橡皮、玻璃片、铜片、陶瓷片等。
然后,要引导学生明确实验步骤。
①检查仪器;它们是什么材料做的?
金属钥匙、曲别针、铅笔芯、塑料尺、铁钉、竹签、橡皮、玻璃片、铜片、陶瓷片等。
②连接电路:
③检查电路检测器能否正常工作;
④用电路检测器的两个检测头接触物体的两端,检测物体的导电性,做好记录,并与预测进行比较。
⑤将能使小灯泡亮起来的物体放在一边,不能使小灯泡亮起来的放在另一边。仔细观察这些物体,你能发现它们有什么异同吗?
⑥整理仪器。
实验前检查仪器,实验后整理仪器,养成良好的实验习惯是很重要的。
我们还要对实验现象进行预测,并考虑用合适的方式来记录实验现象,这里可以设计一个表格。
(2)探究实践
探究是一种复杂的认知活动,它涉及观察现象、提出问题、做出预测、获取信息、研究方案的设计和实施、分析和解释解释数据、得出结论,进行解释应用等。
在分组实验中,教师不仅要发展学生的实证思维,还要让学生放开手教,解放思想,大胆探索,也要指导学生进行规范的操作,引导学生养成良好的实验习惯,锻炼自己的动手实践能力。
(3)研讨交流
首先是分析、总结。培养学生的逻辑思维能力。基于研讨设计和实施了探究活动,接下来基于实验现象进行分析,实验现象说明了什么?
分析、评价、创造等高级思维活动是探究的基本特征,可以说,没有高级思维的介入,就不可能有真正意义上的探究发生。教师要引导学生运用创造思维辨别有价值的信息,运用分析思维核查数据,得出结论。还要引导学生运用评价思维对所做解释加以检验,对选择的方案和获得的结论进行评价。
其次是比较、反思,培养学生的批判性思维能力。因为绝缘体的绝缘性并不是绝对的。在特殊情况下,绝缘体也会导电。比如干燥的木棒不导电,潮湿的木棒就能导电。所以,我们还要进一步引发学生的反思:人体导电吗?通过简单电路研究发现灯泡没有亮,但是教师进一步通过人体导电球演示人体可以导电,这里形成了认知冲突,激发学生的学习兴趣,思维得到发展。
3.应用拓展
科学观念是在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对客观事物的总体认识,还包括科学观念在解释自然现象,解决实际问题中的应。在探究研讨的基础上,我们还要引导学生重视科学知识的应用,让科学从生活中来,到生活中去。让学生去发现和解释:生活中哪些地方用到了导体?哪些地方用到了绝缘体?
三、结束语
小学科学课程倡导探究式教学,然而在实际教学中,存在着走探究流程、表面探究的问题,科学探究常常被简单化为一个固定的模式。学生往往只是按照教师的要求走一遍探究的流程,没有真正进入探究的层面。
在小学科学教学中,运用探究-研讨教学法设计并安排具有高级思维活动的探究环节,以分析、评价、创造为主要形式的具有挑战性、开放性等特征的探究环节,是提升学生思维品质,培养学生科学学科核心素养的有效途径。
参考文献:
[1]义务教育科学课程标准(2022版)-北京师范大学出版社
[2]小学科学教育的“探究-研讨”教学法/[美]兰本达等著,陈德彰,张泰金译-北京:人民教育出版社,2010
[3]小学科学高阶思维活动的设计、实施与评价/张瑞芳等著-上海科技教育出版社,2018.8
本文系[2023年中国教育科学研究院课程教材研究中心重点课题《小学科学新课标理念之“四维高阶”体系构建与实践研究》(项目批准号Y2023002) 课题]研究成果之一
作者简介
韩祥锋,2008年毕业于湖南文理学院,物理学专业,中小学一级教师,从事小学科学教育13年,专注科学教学、实验教学和仪器管理、科技创新等方面。《直线运动和曲线运动》《呼吸》等多堂课例,获得省市级奖;《浅谈现代教育技术装备与实验教学的整合》《物体传热》第二课时教学与评析等多篇论文,获得省市级奖;辅导学生科创作品《一款摩托车电动车佩戴头盔智能提醒装置》等,多次在省市级青创赛中获奖。
编辑:范典
二审:王玉洁
三审:李茂林