〔摘 要〕 在新課改背景下,學(xué)生思維的發(fā)展特別受到重視。以“問題解決”為導(dǎo)向的活動(dòng)設(shè)計(jì),就是將“問題解決”作為實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的有效途徑,通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移運(yùn)用,促使學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)和促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展。本文以三年級(jí)上冊(cè)《我們來做“熱氣球”》為例,以“問題解決”為導(dǎo)向,在不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中,激發(fā)學(xué)生的探究熱情,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。
〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué);“問題解決”;深度學(xué)習(xí);思維發(fā)展
〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 (2024) 22 010-012
2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》更加強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng),并著重強(qiáng)調(diào)了科學(xué)核心素養(yǎng)中最為核心的科學(xué)思維。學(xué)生思維的發(fā)展是課堂的靈魂,如何在探究中激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維?作為科學(xué)教師,我們可以基于教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容,精心創(chuàng)設(shè)問題,以“問題解決”牽引學(xué)生的思維發(fā)展,課堂上給學(xué)生留出充足的時(shí)間,讓他們通過獨(dú)立思考或者小組合作的方式探索解疑。學(xué)生產(chǎn)生自己的想法后,就會(huì)有表達(dá)和展示的欲望,此時(shí)教師就是課堂的引導(dǎo)者,通過多樣化的方式促進(jìn)學(xué)生相互交流,深度學(xué)習(xí),形成思維碰撞。
《我們來做“熱氣球”》是教科版三年級(jí)上冊(cè)第二單元“空氣”中的第6課,學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道空氣具有質(zhì)量,能占據(jù)空間,還可以被壓縮。教材的要求是讓學(xué)生通過實(shí)踐,讓塑料袋升到空中即可,并能用熱空氣上升帶動(dòng)塑料袋上升,來解釋熱氣球升空的原理。熱氣球是生活中比較有趣的一個(gè)物件,三年級(jí)的學(xué)生對(duì)此很感興趣,甚至有一些學(xué)生有過親身經(jīng)歷,對(duì)熱氣球具有一定的認(rèn)識(shí),具備了了解“熱氣球是需要靠熱才能進(jìn)行升空”這一前概念。本文以這一課的教學(xué)實(shí)踐為例,增加了讓熱氣球平穩(wěn)上升和下降的挑戰(zhàn)性要求,以“問題解決”為導(dǎo)向,在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決,旨在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,提高思維的主動(dòng)性,建構(gòu)具有深度的課堂。
為了提高學(xué)生的問題解決能力,根據(jù)學(xué)生實(shí)際發(fā)展情況,筆者設(shè)置了如何解決熱氣球上升過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題:熱氣球靠什么上升?如何讓熱氣球不翻轉(zhuǎn)?如何讓熱氣球平穩(wěn)下降?如何讓熱氣球長時(shí)間停留在空中?組成進(jìn)階的問題串,讓學(xué)生的思維發(fā)展、能力發(fā)展走向深度。
一、創(chuàng)設(shè)“問之情”,錨定目標(biāo)航向,引發(fā)深度學(xué)習(xí)之思維啟程
為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和好奇心,調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲望,教師往往會(huì)創(chuàng)造一個(gè)良好的問題情境。在問題情境創(chuàng)設(shè)中,教師會(huì)從一些事例、圖片、生活現(xiàn)象、游戲、謎語、演示實(shí)驗(yàn)等,引出課堂上要解決的問題,錨定目標(biāo)航向。這時(shí),學(xué)生的思維活動(dòng)就啟程了。
本節(jié)課開始時(shí),教師給學(xué)生播放了熱氣球從點(diǎn)火到升空的視頻。讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中對(duì)真實(shí)的熱氣球有了大概的認(rèn)識(shí),并產(chǎn)生研究熱氣球的興趣。緊接著,教師拋出問題:“是什么原因讓熱氣球上升的?”引發(fā)學(xué)生猜想和假設(shè)。學(xué)生對(duì)這一問題有著不同的理解,有的說是因?yàn)榛穑械恼f是因?yàn)闊峥諝?,這給了學(xué)生一個(gè)解決問題的契機(jī)。教師快速聚焦教學(xué)目標(biāo),把學(xué)生的注意力聚焦到主要活動(dòng)上來,讓學(xué)生帶著解決問題的欲望有效探究科學(xué)的奧秘。
二、巧用“問之鏈”,激活任務(wù)推進(jìn),促進(jìn)深度學(xué)習(xí)之思維進(jìn)階
單方面的知識(shí)傳授往往會(huì)讓學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí),缺乏主觀能動(dòng)性。教師必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在活動(dòng)的過程中,加強(qiáng)問題引導(dǎo),讓學(xué)生充滿好奇。本節(jié)課任務(wù)非常明確:做熱氣球。教師在引導(dǎo)學(xué)生做“熱氣球”的過程中,巧用“問之鏈”,把“做熱氣球”這個(gè)總?cè)蝿?wù)細(xì)分成多個(gè)小任務(wù)來解決。在完成這些小任務(wù)的過程中,學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,促進(jìn)深度學(xué)習(xí)之思維進(jìn)階。
(一)體驗(yàn)熱空氣上升,聚焦探究目標(biāo)
第一個(gè)小任務(wù):用什么材料模擬“熱氣球”?筆者在設(shè)計(jì)的時(shí)候,并不是直接出示熱氣球每個(gè)部分的操作材料,然后將其與真正的熱氣球進(jìn)行一一對(duì)應(yīng),而是在學(xué)生對(duì)熱氣球升空猜測的基礎(chǔ)上,先出示第一種材料——蠟燭,模擬“火”,讓學(xué)生親自體驗(yàn)蠟燭被點(diǎn)燃后上方會(huì)有熱空氣,然后再出示第二種材料——塑料袋,提問:如果將蠟燭上方的熱空氣收集起來,它就變成“熱氣球”,會(huì)飛起來嗎?
操作前的提問,使學(xué)生有了明確的目標(biāo),同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己的猜測進(jìn)行大膽驗(yàn)證,讓學(xué)生初步發(fā)現(xiàn)熱氣球升空的原因可能和熱空氣有關(guān),指向性更加明確,有效激發(fā)了學(xué)生深入探究的欲望。
(二)設(shè)計(jì)有結(jié)構(gòu)的問題鏈,引發(fā)學(xué)生的連續(xù)探究
科學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生往往會(huì)迫不及待地進(jìn)行觀察和探索,這樣往往會(huì)失敗。如何設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)問題—解決問題的過程,讓學(xué)生處在不斷探索過程中,教師的問題引領(lǐng)是必不可少的。
在探索熱氣球上升的活動(dòng)中,教師提出第二個(gè)小任務(wù):如何讓“熱氣球”飛起來?利用學(xué)生急于嘗試的心理,筆者設(shè)計(jì)讓學(xué)生上臺(tái)演示,結(jié)果失敗了。學(xué)生發(fā)現(xiàn)“塑料袋還沒有飛起來就熔化掉了”的問題,靜下心來找原因:“靠蠟燭火焰太近?”“火的熱量向四周發(fā)散了?”等。在尋找原因的過程中,學(xué)生不僅會(huì)發(fā)現(xiàn)材料的問題,還會(huì)發(fā)現(xiàn)操作不規(guī)范的問題。這正是學(xué)生觀察能力和思考能力提升的最佳時(shí)機(jī)。
如何解決這些問題?學(xué)生想到在蠟燭外面加紙筒,不僅可以防燙,還能讓火力更集中。這是一個(gè)對(duì)材料進(jìn)行改進(jìn)的過程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,教師不能機(jī)械地把實(shí)驗(yàn)材料、步驟寫出來,而是要將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程交給學(xué)生。教師在其中步步引導(dǎo),比單純給出材料、直接告訴有什么作用更能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和促進(jìn)思維的發(fā)展。
引導(dǎo)學(xué)生展開深度探究的追問。在知道如何讓“熱氣球”升空的操作方法后,學(xué)生看到操作結(jié)果后會(huì)有一定滿足感和成就感,并且會(huì)只關(guān)注“熱氣球”飛起來了,至于為什么會(huì)飛起來,關(guān)注度會(huì)下降。因此教師需要激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步實(shí)踐和探究的欲望,此時(shí)教師適時(shí)追問,尋找“熱氣球”上升原因的證據(jù),能幫助學(xué)生明確探索的目的和方向,推動(dòng)活動(dòng)的持續(xù)開展。要讓學(xué)生在做中觀察、在做中學(xué)習(xí)、在做中提升能力,而不僅僅是停留在操作層面。教師設(shè)計(jì)了三個(gè)連續(xù)、遞進(jìn)的問題:問題一,誰讓“熱氣球”升空的?問題二,怎么讓熱氣球不翻轉(zhuǎn),能平穩(wěn)上升和下降?問題三,怎樣讓熱氣球長時(shí)間停留在空中?
問題一,由于學(xué)生體驗(yàn)了熱空氣上升,得到很好解釋。如何解決問題二和問題三?學(xué)生通過聯(lián)想生活中的物體如何才能做到平穩(wěn)不倒,想到可以采用上輕下重的方法。例如,學(xué)生通過在塑料袋底部增加回形針,能有效解決翻轉(zhuǎn)的問題;通過不停嘗試,發(fā)現(xiàn)回形針還需要均勻分布,這樣穩(wěn)定性更好。有些學(xué)生則想到在塑料袋開口處對(duì)稱地打兩個(gè)結(jié),也可以做到平穩(wěn)上升和下降。這個(gè)時(shí)候?qū)W生又發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱氣球底部增加重量之后,留空的時(shí)間好像變短了。于是學(xué)生基于出現(xiàn)的問題繼續(xù)進(jìn)行思考嘗試,發(fā)現(xiàn)可以通過加熱更長的時(shí)間,讓塑料袋里的熱空氣更充足,這樣熱氣球留空的時(shí)間也就更長了。也有學(xué)生想到,可以讓熱源跟著塑料袋一起上升,于是也就自然而然地理解了孔明燈的原理。
通過有結(jié)構(gòu)的問題鏈,讓學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題,并想辦法解決問題。當(dāng)學(xué)生與真實(shí)熱氣球?qū)Ρ群蟀l(fā)現(xiàn),自己的熱氣球還有很多問題需要解決(容易側(cè)翻、留空時(shí)間短等)。通過小組合作,學(xué)生解決了一些制作方面的困難,完成第三個(gè)小任務(wù):“熱氣球”留空時(shí)間長且平穩(wěn)下降。且能與同伴分享自己解決問題的妙招。最后我們的“熱氣球”升空一段時(shí)間后會(huì)掉落下來,那么對(duì)于如何讓熱氣球飛得更久這一問題是順應(yīng)學(xué)生的思維而開展的,將知識(shí)拓展運(yùn)用到生活中的孔明燈。這一環(huán)節(jié)也是對(duì)前面探究的整理與鞏固。
整節(jié)課教師層層引導(dǎo),循序漸進(jìn),學(xué)生在制作“熱氣球”的過程中,將總?cè)蝿?wù)細(xì)分成三個(gè)小任務(wù)。學(xué)生能針對(duì)活動(dòng)中遇到的困難或問題,提出自己的解決方案,促進(jìn)學(xué)生對(duì)“空氣受熱后會(huì)上升從而帶動(dòng)了熱氣球升空”這一概念的建構(gòu)。
三、巧搭“腳手架”,著眼“問題解決”
(一)設(shè)計(jì)記錄單,蘊(yùn)含問題解決的過程
本課實(shí)際有3個(gè)活動(dòng)任務(wù):一是感受蠟燭上方的熱空氣;二是“熱氣球”飛起來;三是“熱氣球”留空時(shí)間長且平穩(wěn)下降。筆者在實(shí)際教學(xué)中,將活動(dòng)二和活動(dòng)三整合在了一張學(xué)習(xí)單上,讓學(xué)生通過自評(píng)的方式記錄自己的問題解決情況。學(xué)生在操作過程中,能自己發(fā)現(xiàn)問題,并通過小組合作的方式將其解決,記錄指向性明確,從而使操作任務(wù)更有方向。
(二)任務(wù)板書的設(shè)計(jì),呈現(xiàn)完整思維過程
板書是呈現(xiàn)課堂上學(xué)生思維變化的一個(gè)重要過程。本課例中設(shè)計(jì)了2塊板書,一塊呈現(xiàn)學(xué)生的思維過程,一塊則是評(píng)價(jià)量表。板書中呈現(xiàn)了學(xué)生通過蠟燭感受熱空氣—發(fā)現(xiàn)熱氣球上升的秘密—孔明燈的應(yīng)用等一系列的過程,傳遞著整節(jié)課中學(xué)生從感受—解決問題—解釋—運(yùn)用,層層遞進(jìn)的思維變化。評(píng)價(jià)量表中通過自評(píng)和師評(píng)的過程,指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的問題和薄弱環(huán)節(jié),并分析原因。
綜上所述,我們的教學(xué)課堂要給學(xué)生充足的時(shí)間進(jìn)行科學(xué)探究。教師應(yīng)該以“問題解決”為導(dǎo)向,引領(lǐng)學(xué)生自主探究概念的本質(zhì)。整節(jié)課中,學(xué)生根據(jù)對(duì)真實(shí)熱氣球升空的猜想—感受熱空氣—制作“熱氣球”來尋求升空證據(jù)—遇到問題再解決問題—知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用的探究脈絡(luò),圍繞“是什么原因讓熱氣球升空?”這個(gè)核心問題,以開放型課堂的形式,把課堂交給學(xué)生,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中發(fā)展科學(xué)思維、提升科學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022.
[2]喻伯軍.《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》課例式解讀[M].北京:教育科學(xué)出版社,2022.
[3]喻伯軍.小學(xué)科學(xué)教學(xué)關(guān)鍵問題指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,2020.