王智明

(河南省南陽市宛城區(qū)教體局教學(xué)研究室 河南南陽 473000)

小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，課程定位是基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性課程，倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，面向全體學(xué)生，突出學(xué)生主體地位，保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲[1]。課程重在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣、正確的科學(xué)思維方式和科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。思維活動(dòng)是科學(xué)教學(xué)的核心活動(dòng)，科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科最本質(zhì)的特征，科學(xué)教學(xué)應(yīng)實(shí)施基于思維的科學(xué)探究，圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，設(shè)置恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思維，在深入有效的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)中進(jìn)行科學(xué)探究，引導(dǎo)學(xué)生在做中學(xué)、在學(xué)中思，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，提升思維品質(zhì)。

一、小學(xué)科學(xué)在線教學(xué)的困境和機(jī)遇

2020年春期，在全國(guó)防控新冠疫情階段，在線教學(xué)因不受時(shí)空限制的優(yōu)勢(shì)被推向風(fēng)口，學(xué)校教師變身“主播”，給學(xué)生上網(wǎng)課。雖然在線教育在我國(guó)教育領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展多年，但更多是以社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)開發(fā)和推廣的形式呈現(xiàn)，由中小學(xué)校主導(dǎo)的、面向全部中小學(xué)生的在線教學(xué)尚屬初次嘗試，并無太多的理論指導(dǎo)和現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以學(xué)習(xí)借鑒。具體到小學(xué)科學(xué)課來講，科學(xué)課程的實(shí)踐性強(qiáng)，課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)學(xué)生“像科學(xué)家一樣去進(jìn)行科學(xué)探究”，教材編寫也是以學(xué)生的探究活動(dòng)為主要組織形式，學(xué)生需親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。在線課堂的優(yōu)勢(shì)在于，能突破時(shí)空所限，縮短師生的物理距離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)。同時(shí)，在線課堂的弊端也很明顯，如多數(shù)網(wǎng)課只是把縮短時(shí)間版的線下課堂搬到了線上，且隔屏教學(xué)的交互性非常差，基本上是教師的“自言自語”，實(shí)際上是用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備“滿堂灌”，缺少了師生面對(duì)面交流的在線課堂，使很多教師失去了對(duì)課堂和處于“客戶端”的學(xué)生掌控的底氣和自信，學(xué)生的“在線”與“在學(xué)”之間也無法準(zhǔn)確衡量。這樣的科學(xué)在線課堂，一是難以保證學(xué)生準(zhǔn)備充足的材料進(jìn)行科學(xué)探究；二是難以獲得學(xué)生探究過程的即時(shí)信息和有效反饋；三是學(xué)生居家狀態(tài)下，無法進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)；四是探究數(shù)據(jù)的收集和處理、論證的過程等不易組織；五是師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等研討環(huán)節(jié)不易進(jìn)行；六是觀摩式的課堂，學(xué)生的注意力極易分散。事實(shí)上，由線下轉(zhuǎn)為線上，教學(xué)形式發(fā)生了改變，相應(yīng)的教學(xué)方法、教學(xué)資源、教學(xué)評(píng)價(jià)體系等都要有相應(yīng)的創(chuàng)新，形成適應(yīng)在線教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論體系。我們要善于從困難和挑戰(zhàn)中尋找機(jī)遇，揚(yáng)長(zhǎng)避短，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，尋求新的突破。比如，線下的科學(xué)課堂，經(jīng)常遇到課堂探究時(shí)間不夠的問題，40分鐘的時(shí)間總是感覺太短，學(xué)生往往下課鈴響時(shí)還意猶未盡，科學(xué)思維的連貫性、深刻性等被迫中斷，探究深度也因時(shí)間不充分而打折扣。而居家學(xué)習(xí)可以彌補(bǔ)這一缺憾，學(xué)生在家進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，不受課堂40分鐘時(shí)間的約束，更有利于學(xué)生的自主探究，有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

二、小學(xué)科學(xué)在線翻轉(zhuǎn)教學(xué)模型的構(gòu)建和實(shí)踐

結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程性質(zhì)和培養(yǎng)目標(biāo)，為設(shè)計(jì)和實(shí)施促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的在線科學(xué)課堂，我們?cè)谡n堂實(shí)踐中總結(jié)提煉出在線翻轉(zhuǎn)教學(xué)模型（如圖）。傳統(tǒng)課堂是課上傳授、課后強(qiáng)化，翻轉(zhuǎn)課堂是課前傳授、課中強(qiáng)化，即課前通過錄播小視頻推送學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生居家進(jìn)行科學(xué)探究，課中師生線上見面課，進(jìn)行在線研討。

小學(xué)科學(xué)在線翻轉(zhuǎn)課堂模型

此模型對(duì)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的優(yōu)勢(shì)在于：

第一，符合科學(xué)思維活動(dòng)的開放性特征?？茖W(xué)思維活動(dòng)是學(xué)生在探究過程中不斷發(fā)現(xiàn)、思考、證實(shí)或證偽，和觀點(diǎn)不一致的內(nèi)容也可以研究，得出與預(yù)測(cè)不同的結(jié)果更要分析原因、再次探究……這些開放性的探究活動(dòng)都需要時(shí)間的保證。課前錄播階段，是學(xué)生居家進(jìn)行科學(xué)探究的環(huán)節(jié)，相比較線下課堂，此環(huán)節(jié)沒有了課堂時(shí)間的制約，學(xué)生按照教師推送的錄播視頻的示范，準(zhǔn)備探究材料進(jìn)行探究，有較充足的探究和思考時(shí)間，活動(dòng)是連貫的，思維也是連貫的。需要重復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)、長(zhǎng)期的觀察記錄、可能出錯(cuò)的探究過程等科學(xué)課上常見的方法和問題，都有了進(jìn)行和解決的條件。如一年級(jí)上冊(cè)“植物”單元，學(xué)生對(duì)植物的科學(xué)觀察，需要從整體到局部，不但觀察莖和葉等主要器官的形態(tài)，還要觀察植物在一段時(shí)期內(nèi)的生長(zhǎng)變化，從“有生命”的視角認(rèn)識(shí)植物的生命特征。單憑在課堂上短暫的觀察，無法很好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，也無法促進(jìn)學(xué)生分析、評(píng)價(jià)等科學(xué)思維的發(fā)展。教師在課前錄播階段，教給學(xué)生科學(xué)觀察和記錄的方法，由學(xué)生長(zhǎng)期觀察家里或小區(qū)的任意一株植物，用拍照、繪圖或文字的方式記錄，根據(jù)實(shí)際情況還可以測(cè)量和記錄莖的長(zhǎng)度、莖的直徑、葉的大小等數(shù)據(jù)，搜集證據(jù)，上傳記錄單。課中直播階段，教師引導(dǎo)學(xué)生分析記錄單上的信息，幫助學(xué)生初步構(gòu)建“植物是有生命的”這一核心概念。課后點(diǎn)播階段，教師為學(xué)生布置種植自己喜歡的植物的任務(wù)，并推送給學(xué)生關(guān)于植物生長(zhǎng)各個(gè)階段的短視頻，供學(xué)生根據(jù)自己的興趣和需要觀看，這樣不但能拓展學(xué)生的視野，而且能加深學(xué)生對(duì)植物多樣性的認(rèn)識(shí)，引發(fā)學(xué)生對(duì)植物與環(huán)境關(guān)系、與人類關(guān)系的思考。

第二，符合科學(xué)思維活動(dòng)的獨(dú)特性特征。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為兒童是刺激的主動(dòng)尋求者和環(huán)境的主動(dòng)探索者，任何一個(gè)年齡階段的兒童在與外界相互作用的過程中，都有一套獨(dú)特的表征及解釋世界的方法和原則[2]。純線下的科學(xué)課堂中，教師經(jīng)常對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)有較多干預(yù)，在一定程度上會(huì)把學(xué)生的思維帶入成年人的模式，妨礙學(xué)生科學(xué)思維的獨(dú)特性。如課堂上過于簡(jiǎn)單的無思維含量的問題設(shè)計(jì)，教師憑主觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)學(xué)生活動(dòng)等，不給學(xué)生反思評(píng)價(jià)的機(jī)會(huì)，教師直接給出結(jié)論而不是引導(dǎo)學(xué)生分析推理得出結(jié)論等。這些設(shè)計(jì)暴露出教師“不相信學(xué)生”心理基礎(chǔ)上的焦慮和迫切，用“教知識(shí)”代替“教聰明”。而學(xué)生居家期間的線下探究，可排除背景干擾，真正“卷入”事件，進(jìn)行深入的、個(gè)性化的思考。如二年級(jí)上冊(cè)“材料”單元第6課“做一頂帽子”，學(xué)生通過用不同材料制作同種物品（帽子），體會(huì)物品的功能和用途可能不同，從而加深學(xué)生對(duì)材料的理解。學(xué)生在單元學(xué)習(xí)中，從研究辨別各種材料到利用材料所具有的功能來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，思維方式也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)和制作是極具個(gè)人色彩的創(chuàng)造性思維，學(xué)生需要根據(jù)產(chǎn)品的功能需求選擇材料、設(shè)計(jì)樣式、交流評(píng)價(jià)等。學(xué)生根據(jù)教師的線上指導(dǎo)示范和要求居家進(jìn)行制作，能避免線下課堂教師可能過多干預(yù)的同時(shí)，可以最大程度保證自己設(shè)計(jì)、創(chuàng)造活動(dòng)的獨(dú)特性。

第三，符合科學(xué)思維活動(dòng)的挑戰(zhàn)性特征?？茖W(xué)思維活動(dòng)中的分析活動(dòng)過程是：收集數(shù)據(jù)→匯總數(shù)據(jù)→分解數(shù)據(jù)→分析各部分?jǐn)?shù)據(jù)間的關(guān)系→確定數(shù)據(jù)間的關(guān)系；評(píng)價(jià)活動(dòng)的過程是：明確評(píng)價(jià)的對(duì)象、標(biāo)準(zhǔn)、形式→核查或評(píng)論評(píng)價(jià)對(duì)象→交流評(píng)價(jià)結(jié)果→提出改進(jìn)建議；創(chuàng)造活動(dòng)的過程是：產(chǎn)生創(chuàng)新需求→進(jìn)行創(chuàng)新→交流評(píng)價(jià)→改進(jìn)創(chuàng)新。這些思維活動(dòng)均具有挑戰(zhàn)性，在課前學(xué)生充分探究并上傳探究結(jié)果的基礎(chǔ)上，課中直播階段，教師參與的分析、評(píng)價(jià)更易于實(shí)施，而且學(xué)生有了前期的做中學(xué)、學(xué)中思的基礎(chǔ)，分析和評(píng)價(jià)有較充分的素材，線上直播研討的形式為師生互動(dòng)、生生互動(dòng)提供了可能。如五年級(jí)上冊(cè)“光”單元第8課“評(píng)價(jià)我們的太陽能熱水器”，在課前“做個(gè)太陽能熱水器”的基礎(chǔ)上，明確評(píng)價(jià)的對(duì)象、評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)的形式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定熱水器評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即熱水器內(nèi)的200毫升冷水放在陽光下，15分鐘內(nèi)溫度上升的數(shù)據(jù)，每5分鐘監(jiān)測(cè)一次溫度。雖然各組制作的太陽能熱水器都有不同，但檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相同，遵守共同的檢驗(yàn)規(guī)則，才能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)熱水器的效能。學(xué)生對(duì)這種形式的“比賽”很感興趣，經(jīng)歷評(píng)價(jià)活動(dòng)的完整過程，發(fā)展科學(xué)思維的效益，較之比賽結(jié)果更有價(jià)值。

綜上，疫情背景下和后疫情時(shí)代的研究和教學(xué)實(shí)踐證明，小學(xué)科學(xué)在線翻轉(zhuǎn)課堂模型以學(xué)生的主題探究學(xué)習(xí)為主，教師對(duì)在線翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)和引領(lǐng)、介入和干預(yù)、管理和評(píng)價(jià)有更深刻的理解，更理想的實(shí)踐效果，學(xué)生的興趣激發(fā)、探究投入積極性、采集證據(jù)和整理證據(jù)的認(rèn)真和規(guī)范程度、探究活動(dòng)結(jié)果的表達(dá)和展示水平等均有所提升，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的有效途徑。