王海英
科學(xué)與生活緊密相關(guān),在科學(xué)課程開發(fā)過程中,將科學(xué)置于生活和社會的背景中,通過創(chuàng)設(shè)合適、生動的教學(xué)情境,調(diào)動學(xué)生的認(rèn)知動機(jī),拉近學(xué)生與科學(xué)原理、知識之間的距離,有利于形成有意義的學(xué)習(xí)。如何創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情境是小學(xué)科學(xué)教材編寫設(shè)計(jì)中著重考慮的因素。了解教材中情境設(shè)計(jì)的思路,有助于教師深度理解教材中不同情境設(shè)置的原因,有利于教師更清晰地把握教材中情境的選取和呈現(xiàn)。
教材的情境設(shè)計(jì)
1.情境的意義
在心理學(xué)中,情境被認(rèn)為“是事物發(fā)生并對機(jī)體行為產(chǎn)生影響的環(huán)境條件”“是對人有直接刺激作用、有一定生物學(xué)和社會意義的具體環(huán)境”“是客觀的具體環(huán)境,而不是主觀的精神境界”。情境認(rèn)知理論認(rèn)為“知識是具有情境性的,知識是活動、背景和文化產(chǎn)品的一部分,知識正是在活動、文化中不斷被運(yùn)用和發(fā)展著”。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“學(xué)習(xí)者的知識可以在一定的情境下,通過自己主動探究、與他人協(xié)作和交流而獲得”。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境中,教學(xué)設(shè)計(jì)通常是從創(chuàng)設(shè)有意義的情境開始的。
在小學(xué)科學(xué)課教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),有針對性地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,將課堂內(nèi)容用更加生動、形象的方式呈現(xiàn)給學(xué)生,可以較好地調(diào)動學(xué)生的積極性、情感等因素,激發(fā)思維,提高課堂教學(xué)效果。
2.情境的功能
教材中的情境有多種作用,如激發(fā)興趣、任務(wù)驅(qū)動、學(xué)習(xí)遷移等。
(1)激發(fā)興趣,引發(fā)思考
創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境,讓學(xué)生接觸到的學(xué)習(xí)內(nèi)容與其原有的認(rèn)知相互碰撞,從而激起學(xué)生強(qiáng)烈的問題意識和探究動機(jī),可以促使學(xué)生積極主動地深入思考。一個好的問題情境是激活科學(xué)課堂、提高教學(xué)實(shí)效的重要途徑。
例如一年級下冊《各種各樣的葉》一課設(shè)定的情境是“不同植物的葉一樣嗎”,這個情境是學(xué)生在日常生活中熟悉的,但是大多數(shù)學(xué)生并沒有仔細(xì)觀察過甚至想過。教材上用幾種葉的圖片和問題配合呈現(xiàn)這樣一個情境,引發(fā)學(xué)生思考“不同植物的葉是一樣的,還是不一樣的?有什么不同?”讓學(xué)生帶著這樣的疑問去觀察、辨識各種植物的葉,能有效地調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。
(2)任務(wù)驅(qū)動,主動探究
情境認(rèn)知理論提倡“把知識當(dāng)作動態(tài)的建構(gòu)與組織,當(dāng)作適應(yīng)環(huán)境的一種協(xié)調(diào),因而學(xué)習(xí)方式應(yīng)是參與式的、活動式的”。在科學(xué)課教學(xué)中,有針對性地創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)情境相類似的任務(wù)情境,引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)情境中,積極主動地思考、討論、探究、交流,可以較好地幫助他們在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建起新的知識體系。
例如一年級上冊《袋子里面有什么》一課設(shè)定的任務(wù)情境是“辨別袋子里面有什么”,這個任務(wù)設(shè)計(jì)了三個環(huán)節(jié):不打開袋子,用聽、聞、摸的方法初步辨別袋子里面有什么物體;打開袋子,用眼睛觀察袋子里有什么,與前面用手摸、用耳聽、用鼻聞辨別出的物體進(jìn)行確認(rèn);用舌嘗,辨認(rèn)兩個塑料袋里的白色顆粒是什么。在完成一系列任務(wù)的過程中,學(xué)生逐步認(rèn)識到:人體有五種感覺器官——眼、耳、鼻、舌、皮膚,它們使人具有視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等感覺,這些感覺器官是幫助人觀察的器官;觀察法是認(rèn)識周圍事物、進(jìn)行科學(xué)探究的基本方法,是科學(xué)課上經(jīng)常要用到的最基本方法。這樣,學(xué)生就能初步形成安全、有序地運(yùn)用感覺器官進(jìn)行觀察的意識。
(3)學(xué)會遷移,學(xué)以致用
學(xué)習(xí)遷移是指已經(jīng)獲得的知識、技能、情感態(tài)度等對新的學(xué)習(xí)的影響。學(xué)習(xí)遷移是學(xué)生解決問題、創(chuàng)新思維以及科學(xué)發(fā)明、創(chuàng)造等必需的核心能力。有心理學(xué)家認(rèn)為,學(xué)習(xí)發(fā)生的情境是影響學(xué)習(xí)遷移效果的重要因素。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更加優(yōu)化的情境,通過這一情境幫助他們對知識進(jìn)行重新建構(gòu),或者在新的問題情境中使用已經(jīng)習(xí)得的技能,就是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的遷移。復(fù)合而豐富的學(xué)習(xí)情境更有利于學(xué)習(xí)遷移的發(fā)生。
例如一年級下冊《前后左右》一課,在學(xué)生學(xué)習(xí)了用前、后、左、右等方位詞描述位置的基本方法后,設(shè)計(jì)了“描述校園里物體的位置”這一情境,通過引導(dǎo)學(xué)生站在校園操場上說一說自己的前、后、左、右各有什么,以及站在校園的不同地方,描述教學(xué)樓、圖書館或其他物體的位置。在這樣的情境中,檢驗(yàn)、鞏固學(xué)生描述物體位置的知識,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感受到科學(xué)知識在實(shí)際生活中的重要性。
3.情境設(shè)計(jì)的基本原則
教材中的情境一般包含對象、關(guān)系、時空、性質(zhì)等要素。在科學(xué)教材中,情境設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本原則:
科學(xué)性原則??茖W(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要保證涉及的知識、理論等正確、準(zhǔn)確。同時,情境要具有自洽性,自身與自身、自身與生活的論述不能有矛盾或沖突。
生活性原則。科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要注重聯(lián)系學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活,注重從鮮活的日常生活中挖掘素材。情境素材源于生活,符合學(xué)生的實(shí)際,學(xué)生才會對科學(xué)產(chǎn)生親近感,產(chǎn)生主動探究的欲望。
生動性原則??茖W(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要注重選取學(xué)生感興趣的方面,用生動、活潑的語言展示應(yīng)用科學(xué)知識和科學(xué)原理的情境,使枯燥、抽象的科學(xué)知識、科學(xué)原理生活化、具體化。
開放性原則。科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要避免封閉的問題,情境中包含的問題要有一定的梯度,要通過有梯度的問題給學(xué)生搭建一個連接已知和未知的“橋梁”,使學(xué)生在解決矛盾、沖突問題的過程中,不斷提高思維能力、辨析能力。
目的性原則??茖W(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)要保證其目的性,即要始終做到情境設(shè)計(jì)的指向性與教學(xué)目標(biāo)一致,避免創(chuàng)設(shè)無意義的教學(xué)情境。在創(chuàng)設(shè)情境時,要深入細(xì)致地分析教學(xué)內(nèi)容,準(zhǔn)確把握它在整個知識體系中的地位和作用,吃透教材的重點(diǎn)和難點(diǎn),以此為基礎(chǔ)提出適當(dāng)?shù)膯栴}。切忌為了單純創(chuàng)設(shè)情境而創(chuàng)設(shè)無效、無意義的情境。
教材情境設(shè)計(jì)思路
人教鄂教版《科學(xué)》教材編寫設(shè)計(jì)的基本原則之一是注重結(jié)合學(xué)生的已有認(rèn)知,通過創(chuàng)設(shè)情境引出問題,針對概念的建構(gòu)過程設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)踐活動,讓學(xué)生通過親歷科學(xué)實(shí)踐過程來建構(gòu)科學(xué)概念。情境設(shè)計(jì)的思路主要有以下幾個方面:
1.以學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)課題引入的情境
義務(wù)教育階段一個重要的課題,是如何將學(xué)生帶入課堂的來自生活經(jīng)驗(yàn)的前科學(xué)概念轉(zhuǎn)變成科學(xué)概念。從生活走進(jìn)科學(xué),從科學(xué)走向生活,不僅是科學(xué)教材體系設(shè)計(jì)的核心思想,也是課程改革和教學(xué)改革的重要指導(dǎo)思想,實(shí)現(xiàn)這一指導(dǎo)思想的重要途徑就是設(shè)計(jì)與學(xué)生生活相關(guān)的教學(xué)情境。人教鄂教版《科學(xué)》教材,注重將小學(xué)生可能接觸到的生活常識、自然現(xiàn)象引入科學(xué)課堂來,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,讓學(xué)生感受到生活與科學(xué)緊密聯(lián)系,認(rèn)識到科學(xué)對生活的重要性。
例如二年級上冊《推和拉》單元,單元頁的問題是“我們都喜歡蕩秋千。秋千是怎樣蕩起來的?怎樣越蕩越高?”通過這個問題情境,喚起學(xué)生的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),將探究目標(biāo)指向拉力和推力。第一課《拉力》,課頁呈現(xiàn)的是孩子們拔河時的情境——兩撥人都在用力朝自己一方拉繩子,下面提出問題:“拔河時,需要怎樣用力?”第二課《推力》,課頁呈現(xiàn)的是兩個人一起推著坐在輪椅上的老人過馬路時的情境,下面提出問題:“怎樣用力才能使輪椅向前移動?”第三課《巧用力》,課頁呈現(xiàn)的是工人用小車?yán)屯浦徇\(yùn)貨物時的情境,下面提出問題:“生活中,什么時候該用拉力,什么時候該用推力?”無論是單元頁的情境,還是各課課頁的情境,都是孩子們熟悉的生活情境,都直接指向課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容相聯(lián)系。
2.以充滿童趣的實(shí)驗(yàn)、游戲、表演等活動創(chuàng)設(shè)探究的情境
人教鄂教版《科學(xué)》教材中的許多課都是從創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境開始的,力求讓學(xué)生借助實(shí)物操作,理解抽象的科學(xué)原理。例如一年級下冊《磁鐵的磁極》一課創(chuàng)設(shè)了小鋼珠放到條形磁鐵中部的實(shí)驗(yàn)情境,提出問題:“將小鋼珠放在條形磁鐵的不同部位,放開手后小鋼珠會怎樣?”《磁極間的作用》一課創(chuàng)設(shè)了將一塊條形磁鐵靠近磁鐵小車,小車會前進(jìn)或后退的實(shí)驗(yàn)情境,通過這個實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生思考:磁鐵沒有接觸小車,小車就被推遠(yuǎn)了,這是怎么回事?這些有趣的實(shí)驗(yàn)情境,有助于孩子們在動手操作的過程中發(fā)現(xiàn)科學(xué)的奧秘。
孩子們都喜歡玩游戲。人教鄂教版《科學(xué)》教材抓住學(xué)生的這一特性,通過創(chuàng)設(shè)游戲情境,利用游戲連接教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)具有感染力的氛圍,吸引學(xué)生了解相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如一年級下冊《前后左右》一課,在學(xué)生學(xué)習(xí)了用前、后、左、右描述位置的知識后,設(shè)定了做“找位置”游戲的情境——拿著“找位置”提示條找到指定位置;《校園“尋寶”》一課設(shè)定了“尋寶”游戲的情境——根據(jù)“尋寶”提示到校園里尋找“寶物”。這些充滿了趣味性的游戲活動,可以使學(xué)生在愉悅的氛圍中學(xué)習(xí)、鞏固和應(yīng)用科學(xué)知識。
讓學(xué)生在課堂上扮演不同角色并進(jìn)行表演活動,可以解決一些用實(shí)驗(yàn)等其他方法無法解決的科學(xué)問題,因此創(chuàng)設(shè)表演活動的情境也成為人教鄂教版《科學(xué)》教材情境設(shè)定的一種途徑。例如,探究影子的形成和變化,設(shè)定了用手影或制作道具編排影子戲的情境;探究太陽、地球和月球的運(yùn)動關(guān)系,設(shè)定了讓學(xué)生扮演太陽、地球和月球,模擬三者之間運(yùn)動關(guān)系的情境。通過引導(dǎo)學(xué)生表演,既達(dá)成了科學(xué)課的教學(xué)目標(biāo),又鍛煉了學(xué)生的語言組織、科學(xué)表達(dá)以及表現(xiàn)能力。
3.以生活、生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)應(yīng)用科學(xué)的情境
學(xué)習(xí)科學(xué)要從實(shí)踐中來,到實(shí)踐中去,這樣才能真正地學(xué)好科學(xué)、用好科學(xué)。人教鄂教版《科學(xué)》教材在編寫中,注重科學(xué)概念和科學(xué)規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用,注意引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識解釋科學(xué)現(xiàn)象,分析和解決實(shí)際問題,將學(xué)到的科學(xué)知識運(yùn)用到生活中,服務(wù)于生活。教材每一課的最后都安排有“拓展與應(yīng)用”欄目,很多內(nèi)容都是在聯(lián)系生活、社會實(shí)際問題的情境中,幫助學(xué)生進(jìn)一步理解和運(yùn)用科學(xué)概念,起到拓展視野、啟迪思維等多方面的作用。
例如二年級上冊《推和拉》單元,第一課《拉力》“拓展與應(yīng)用”欄目設(shè)定的情境是“生活中哪里用到拉力”,分別呈現(xiàn)了“做拉面”“放風(fēng)箏”“拉線木偶”“拉著雪橇滑雪”的情境。第二課《推力》“拓展與應(yīng)用”欄目設(shè)計(jì)的情境是“生活中哪里用到推力”,分別呈現(xiàn)了“推門”“推土機(jī)推土”“推乒乓球”“推著孩子騎車”的情境。第三課《巧用力》“拓展與應(yīng)用”欄目設(shè)計(jì)的情境是“巧用拉力和推力”,分別呈現(xiàn)了“拉手風(fēng)琴”“磨面”“劃船”“玩水槍”“給籃球打氣”的情境,這些活動既涉及拉力也涉及推力,還需要巧用力。這些生動的生活情境有利于幫助學(xué)生在新的問題情境中理解各課所學(xué)的知識,并能夠重新建構(gòu),從而達(dá)到學(xué)習(xí)遷移的目的。
4.以科學(xué)、技術(shù)對生活產(chǎn)生的影響創(chuàng)設(shè)科學(xué)、技術(shù)、社會相互作用的情境
科學(xué)、技術(shù)問題都是直接或間接與生活和社會相聯(lián)系的??茖W(xué)教育不單純是讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)原理和科學(xué)知識,還要使他們從科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展歷史中認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)的性質(zhì),認(rèn)識到科學(xué)活動是人類活動的重要部分,科學(xué)知識和科學(xué)精神是人類文化的重要組成部分和寶貴資源。因此,科學(xué)教材中的情境設(shè)計(jì)還要重視科學(xué)、技術(shù)、社會相互作用的情境。人教鄂教版《科學(xué)》教材在編寫中,盡可能注意科學(xué)知識與生活、技術(shù)、社會的聯(lián)系,介紹并探討科學(xué)、技術(shù)與社會之間相互關(guān)聯(lián)的問題。
例如二年級下冊《從自然世界到人工世界》單元,在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識自然世界和人工世界時,需要引導(dǎo)他們知道周圍的人工世界是由人設(shè)計(jì)并制造出來的;知道為了改善人們的生活,人類不斷創(chuàng)造發(fā)明人工產(chǎn)品;體會科技產(chǎn)品給人們生活帶來的便利、快捷和舒適。教材中設(shè)計(jì)了《不斷發(fā)展的人工產(chǎn)品》一課,本課設(shè)定了“通信工具的發(fā)展”情境,在這一情境中,引導(dǎo)學(xué)生了解從古至今人類傳遞信息方式的發(fā)展,從烽火臺到驛站、郵局、電報(bào)、固定電話,再到手機(jī)等,使學(xué)生深刻地感受到科技的發(fā)展對人們生活產(chǎn)生的深刻影響。在本課的“拓展與應(yīng)用”欄目,設(shè)計(jì)的情境是“人工產(chǎn)品帶來的改變”,引導(dǎo)學(xué)生調(diào)查身邊更多人工產(chǎn)品的發(fā)展,如取水、做飯、照明以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等所用的方式,采用對比方式,體會發(fā)明創(chuàng)造如何改變了人們的生活方式,體會到科學(xué)、技術(shù)和生活、社會發(fā)展的緊密聯(lián)系。
5.以工程技術(shù)實(shí)踐任務(wù)創(chuàng)設(shè)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)相互聯(lián)系的情境
注重培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的STEM教育是當(dāng)前科學(xué)教育的潮流,新修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容。為此,人教鄂教版《科學(xué)》教材中的每一冊都專門安排了一個STEM單元。這一單元編寫的主要思路是:基于學(xué)生的生活情境,提出一個任務(wù)或問題,通過任務(wù)驅(qū)動,讓學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作、測試、展示和改進(jìn)等一系列科學(xué)實(shí)踐過程,在完成任務(wù)或解決問題的過程中,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。
例如一年級下冊《做個指南針》單元,是在學(xué)習(xí)了《有趣的磁鐵》單元的基礎(chǔ)上開展的技術(shù)與工程實(shí)踐。它以制作一個指南針為任務(wù)情境,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷制作一個小物品的基本流程,即:明確任務(wù)—準(zhǔn)備材料和工具—根據(jù)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)—根據(jù)設(shè)計(jì)動手制作—展示與評價(jià)—改進(jìn)作品。在制作過程中,這一單元還關(guān)注科學(xué)原理的滲透,如《有趣的磁鐵》單元所學(xué)的磁鐵指南北的性質(zhì);關(guān)注科學(xué)知識的應(yīng)用,如之前的《位置和方向》單元所學(xué)的描述位置和方向的知識;關(guān)注技術(shù)手段的運(yùn)用,如磁化鐵質(zhì)物品成磁針;關(guān)注數(shù)學(xué)知識的融入,如磁化鋼針時摩擦數(shù)量的要求,具體制作過程中對材料的測量等。因此,設(shè)計(jì)、制作指南針的過程實(shí)質(zhì)是一個簡單的工程技術(shù)實(shí)踐過程。此外,一年級上冊《制作小物品》、二年級上冊《制作小船》、二年級下冊《我們的創(chuàng)意》等STEM單元或課文,都是采取這種任務(wù)驅(qū)動的模式,基于生活情境提出一個任務(wù)或問題,所進(jìn)行的技術(shù)與工程實(shí)踐,體現(xiàn)了初步的STEM教育思想。
教材設(shè)計(jì)的問題情境有利于把抽象的科學(xué)知識、科學(xué)原理和技能生活化、具體化、實(shí)踐化,有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)學(xué)習(xí)與生活、社會和現(xiàn)實(shí)的直接關(guān)聯(lián),因此,創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境始終是一套好的科學(xué)教材所追求的目標(biāo),也是教材編寫者需要不斷研究的問題。