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      問題解決主旨下小學科學課程結(jié)構(gòu)性思維教學策略研究

      2021-11-29 23:43:14山東省青島西海岸新區(qū)富春江路小學朱先香
      青年心理 2021年9期
      關(guān)鍵詞:科學知識結(jié)構(gòu)性科學

      山東省青島西海岸新區(qū)富春江路小學 朱先香

      一、小學科學結(jié)構(gòu)性思維教學的重要性

      長期以來,小學科學教學中,學生習慣通過死記硬背的方式進行知識的記憶,無法進行知識框架和知識體系的構(gòu)建。即使教師進行實驗教學,也是以驗證性實驗為主,學生根據(jù)教師設(shè)置的步驟進行實驗,很難出現(xiàn)意料之外的問題,當學生面對突發(fā)性問題的時候,很難有效應對,且在這樣的教學模式中,學生會形成思維定勢,無法對知識進行更深入的學習和理解,自主學習能力偏低,問題解決能力的養(yǎng)成也就無從談起。

      結(jié)構(gòu)性思維教學是科學的教學方法,通過這種教學模式,可以指導學生將零散的知識銜接在一起,理清知識的邏輯關(guān)系,進行知識框架和體系的構(gòu)建,對于學生邏輯思維的養(yǎng)成、自學能力的形成,以及問題解決能力的強化而言,有著明顯的積極作用。

      結(jié)構(gòu)性思維是促進教學目標、教學內(nèi)容、教學方法,以及教學評價結(jié)構(gòu)化的科學方法,指導教師設(shè)置更清晰的教學目標,確定更高質(zhì)量的教學內(nèi)容,提供更科學的實驗方案,對學生展開靈活的教學評價。在結(jié)構(gòu)性思維教學中,設(shè)置問題和形成結(jié)構(gòu)性思維是最重要的環(huán)節(jié)?;诮Y(jié)構(gòu)性思維的問題解決能力,當面對問題的時候,習慣應用所學習的知識,通過結(jié)構(gòu)化的方法,對問題的形式、表現(xiàn),以及問題所折射出來的信息進行分析,探索信息之間的關(guān)系,找出關(guān)鍵因素。培養(yǎng)學生的結(jié)構(gòu)性思維,可以讓學生擁有科學觀念、科學思維,以及科學態(tài)度,在進行科學知識習得、內(nèi)化的過程中,其結(jié)構(gòu)性思維也得到強化,學生的問題解決能力會隨之提升,與此同時,學生的科學核心素養(yǎng)也得以形成。

      二、小學科學結(jié)構(gòu)性思維教學的基本策略

      小學科學課堂中,小學生結(jié)構(gòu)性思維的培養(yǎng),需要通過可行的策略,策略要保證整體化、問題化和深度化。

      (一)整體化——結(jié)構(gòu)性思維教學的關(guān)鍵點

      結(jié)構(gòu)性思維教學的關(guān)鍵點在于整體化,需要教師指導學生擁有完整的學科知識、系統(tǒng)的學科思維體系、全面的學科方法。教師要先明確總目標,即促進學生科學素養(yǎng)的形成,然后從四個維度出發(fā),確定每個環(huán)節(jié)的課程目標與課程內(nèi)容,這四個維度分別是科學知識、科學探究、科學態(tài)度,以及科學、技術(shù)、社會與環(huán)境,在確定不同環(huán)節(jié)的課程目標和課程內(nèi)容之后,將這些目標和內(nèi)容銜接在一起,形成課程目標提綱結(jié)構(gòu)圖,基于結(jié)構(gòu)圖,從整體上確定教學的目標,確保教學目標和內(nèi)容的整體性。

      學科大概念統(tǒng)攝,科學教學內(nèi)容整體化。大概念折射出學科知識結(jié)構(gòu)化的思維模式,教師對大概念進行深入分析,能夠設(shè)置簡單但清晰的知識框架,明確教學內(nèi)容和目標,對于學生而言,也便于對知識的理解和遷移應用?!墩n程標準》就小學科學課程,提出了十八個大概念,教師可以結(jié)合知識樹、概念圖等的方式,對這些概念進行解構(gòu),解構(gòu)成開放性、立體性、整體性的科學知識框架,進行教學內(nèi)容的優(yōu)化完善,進行結(jié)構(gòu)性思維的教學,從而能夠促進學生結(jié)構(gòu)性思維的形成。

      實施主題單元教學,科學教學過程整體化。主題單元教學即以單元為教學對象,以單元主題為教學目標,以單元知識系統(tǒng)為教學內(nèi)容的一種教學模式。對于低年級而言,科學教材中的每一單元,側(cè)重于內(nèi)容結(jié)構(gòu),以及每節(jié)課堂知識的銜接性,提出清晰的年段學習內(nèi)容與目標;中高年級的科學教材,單元設(shè)置中,知識專業(yè)性在低年級之上,是對低年級科學單元主題的縱深,且在單元之間加以類結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián),確定相似單元主題的知識類結(jié)構(gòu)聯(lián)系與概念進展序列,教師需要對每個單元的類結(jié)構(gòu)聯(lián)系進行深入分析,以單元為基礎(chǔ),設(shè)置整體學習、整體活動等方案。教師要執(zhí)行主題單元教學,通過結(jié)構(gòu)性材料、嵌入結(jié)構(gòu)性思維工具等,將每個單元之間的關(guān)系銜接在一起,確??茖W教學過程的整體性,指導學生在進行不同單元科學知識學習后,將前后知識串聯(lián)在一起,不斷完善自身的科學知識體系,教學過程是完整的、系統(tǒng)的、融會貫通的,是學生科學知識體系完整性、系統(tǒng)性的前提。

      (二)問題化——結(jié)構(gòu)性思維教學的切入點

      結(jié)構(gòu)性思維教學,需要教師設(shè)置各種可以引起學生關(guān)注的問題,對學生的思維展開訓練。在陌生化的情境中,引起學生內(nèi)心問題的產(chǎn)生,進一步形成認知差異沖突,促使學生通過問題化、思維化的方式去發(fā)現(xiàn)、習得和理解與內(nèi)化新的知識,在這個過程中,學生對于知識的獲取從被動變主動。

      結(jié)構(gòu)化的材料變式,破譯迷思概念的思維支點。教師要創(chuàng)設(shè)問題情境,通過結(jié)構(gòu)化的材料變式,調(diào)動學生對新知識獲取的熱情,在問題探索、解決的基礎(chǔ)上,促進學生不斷調(diào)整認知結(jié)構(gòu),促使學生的知識系統(tǒng)日益完善。比如,在探究“物體浮在水面的原因”這一問題的時候認為物體重是導致其下沉原因的學生有83%,這部分學生認為,物體之所以浮在水面上,是因為體重較輕,很大很重的物體是不會浮在水面上的,當物體變小,體重變輕的時候,便可以浮在水面上。對此,教師可以指導學生對橡皮進行切割,割下很小的一塊放在水平中,觀察“橡皮體積變小了,在水中是浮著還是下沉”,然后讓學生思考,物體在水中的漂浮或者下沉,是否和重量無關(guān)呢?材料變式可以讓學生對問題進行更深入的思考,指導學生對變量的“體積”進行控制,探索問題的答案。

      學生基于科學知識,形成結(jié)構(gòu)性思維,還需要教師設(shè)置結(jié)構(gòu)化的問題鏈,與學生問題解決過程相關(guān)的結(jié)構(gòu)性思維表現(xiàn)形式,便是問題鏈。

      瓊·梅克教授提出“問題連續(xù)體”理論,該理論圍繞“問題定義”,設(shè)置了問題類型,包括單一性、再現(xiàn)性、參與性、開放性、引導性五類問題。問題鏈結(jié)構(gòu)是完整的、連續(xù)的,將若干單一的問題串聯(lián)在一起,形成了開放性、多元化的問題鏈。比如,在磁鐵主題單元教學中,學生可以認識到磁鐵存在兩個磁極,同級相斥異極相吸的事實,并能夠按照這一事實,根據(jù)條形磁鐵懸掛法判斷南北方向,這種分析判斷證明學生的對磁特性質(zhì)的認知處于淺層次狀態(tài),是單一再現(xiàn)性水平。為了讓學生對磁鐵有進一步的認知,教師可以選擇與之前實驗所用磁鐵長條一樣,但N、S極在兩側(cè)(厚度方向),兩側(cè)指向南北的結(jié)構(gòu)化材料變式,讓學生之前的認知發(fā)生沖突,然后提出結(jié)構(gòu)化的問題鏈:“等懸掛的磁鐵處于不動的狀態(tài)后,同學們發(fā)現(xiàn)了什么?”“之前所學習的磁鐵兩極指向南北方向等相關(guān)知識,是不是存在誤區(qū)?”“同學們可以通過水浮法嘗試下,觀察是否有新的現(xiàn)象?”通過結(jié)構(gòu)化的問題鏈,引發(fā)學生不斷動手,進行深入的思考,在認知沖突中,不斷解決沖突,在習得知識的過程中,學生的結(jié)構(gòu)性思維自然會形成。

      (三)深度化——結(jié)構(gòu)性思維教學的重難點

      深度化結(jié)構(gòu)性思維教學中,重點在于確定學習內(nèi)容和學習方法。教師可以通過內(nèi)涵豐富但是數(shù)量有限的核心概念,指導學生養(yǎng)成有效的問題解決方式,讓學生在以后面對相似問題的時候,可以通過有效的方式高效率解決。深度化的結(jié)構(gòu)性思維教學,是將結(jié)構(gòu)性思維作為學科方法、學科能力而展開訓練的一種教學方式。

      聚焦問題。教師要提供多元化的工具與材料,組織學生開展有趣的活動,進行問題情境的創(chuàng)設(shè),帶領(lǐng)學生圍繞中心問題進行探究,指導學生發(fā)現(xiàn)問題,根據(jù)已有證據(jù)和已掌握的知識對問題進行由淺入深的探究,并且指導學生在探究的時候,不斷對自己的認識局限進行辯證、批判,在層層挖掘,層層推斷中,深化對問題的認知。

      深度探究。深度探究目的是加深對知識的理解,讓學生能夠?qū)⒄n本知識遷移到現(xiàn)實生活中,學以致用。深度探究要求學生創(chuàng)新科學思維,進行科學交流,形成科學態(tài)度與責任。深度探究中,要圍繞“提出猜想與假設(shè)”“設(shè)計實驗與驗證”兩個環(huán)節(jié)展開,合理界定知識學習與核心素養(yǎng)提升的比重,讓學生在深度探究中,其情感、興趣、意志、精神等都得到鍛煉,在靈活的探究學習中,發(fā)現(xiàn)事情的真相,掌握事物的發(fā)展規(guī)律。

      科學解釋??茖W知識的學習,其意義在于當面對各種現(xiàn)象、各種問題的時候,可以通過證據(jù)或者科學知識進行解讀,包括對科學概念、科學原理等的解讀??茖W解釋中,需要學生形成科學的思維,掌握科學的方法,能夠通過不斷的實驗,基于實驗中獲得的數(shù)據(jù),結(jié)合推理、對比、聯(lián)系、分析等方式,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中揭示的真相,基于“陳述-證據(jù)推理-結(jié)論”的結(jié)構(gòu)方法,應用科學知識進行現(xiàn)象的解釋。科學解釋是學習結(jié)構(gòu)性思維,以及將這種思維應用于現(xiàn)實活動的關(guān)鍵過程,擁有科學解釋能力,是學生通過結(jié)構(gòu)性思維方法解決問題、給出問題答案的前提。學生的科學解釋形式有很多,比如,口頭表達、書面表達、圖畫、戲劇表演、詩歌等。

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