圍繞大概念建構(gòu)發(fā)展學(xué)生思維能力的科學(xué)課

趙偉秀

摘 ?要：探究活動必須指向“大概念”，活動不再只是為了一般的科學(xué)概念而活動，更要挖掘一般概念后的本質(zhì)，真正關(guān)注活動能指向一個具體方法與教育價值的大方向，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，以自己的親身體驗來理解科學(xué)的本質(zhì)和精神。文章以六年級上冊第四單元“生物的多樣性”中的一課為例，闡述如何圍繞大概念，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，建構(gòu)發(fā)展學(xué)生思維的科學(xué)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心概念；思維能力；科學(xué)素養(yǎng)

一、用問題引出大概念，引發(fā)思維的發(fā)散性

在上這節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)研究了校園中常見生物、多種多樣的植物和種類繁多的動物，已經(jīng)初步建立了生物多樣性的概念，而且在探究過程中也認(rèn)識到同一種生物不同個體也是千差萬別的，因此，學(xué)生的頭腦中便生成了這樣的問題：是什么造就了他們的不同？基于這樣的概念，教師上課一開始便設(shè)計了一個簡單的游戲，出示一些特征明顯的動物的部分圖片，讓學(xué)生猜猜這是什么動物，并說說是根據(jù)什么猜測的。在了解了大量的特征明顯的動物后，教師順勢提出：你們認(rèn)為它們這樣的形態(tài)結(jié)構(gòu)跟什么有關(guān)？用問題引出核心概念，學(xué)生結(jié)合生活實際提出自己的看法。

二、用層次性的對比觀察建構(gòu)大概念，引領(lǐng)思維的結(jié)構(gòu)性

教材用兩個觀察活動“不同環(huán)境中的植物”和“不同環(huán)境中的動物”來建構(gòu)大概念，觀察植物的根、莖等局部，再觀察動物的整體，來分析形態(tài)結(jié)構(gòu)究竟跟什么有關(guān)。因此，教師在設(shè)計觀察活動時，基于學(xué)生已有的知識和概念，挖掘教材，圍繞大概念的建構(gòu)，設(shè)計層次性的對比觀察，引領(lǐng)學(xué)生思維的結(jié)構(gòu)性。

（一）串式思考，引領(lǐng)學(xué)生思維向縱深發(fā)展

層次一：典型的兩組植物根、葉的比較。

出示有二組圖片的資料袋：一組是浮萍、小草的根；另一組是仙人掌、香蕉樹葉子。請每位學(xué)生仔細(xì)觀察圖片，比較一下葉、根有什么不同？它們的這些不同是什么？與什么有關(guān)呢？每組進(jìn)行討論。

教材上呈現(xiàn)的是六種植物，教師在第一層次的對比觀察中，只選擇了典型的四種植物，通過特征鮮明的小草和水生植物浮萍根的形狀、粗細(xì)的對比觀察，結(jié)合它們的生活環(huán)境，學(xué)生自然能分析出其與什么有關(guān)。同理，對陸地上的植物仙人掌和香蕉，兩組學(xué)生的思維自然也明確地指向“形態(tài)與環(huán)境相適應(yīng)”，為大概念的建立打下了良好的基礎(chǔ)。

（二）網(wǎng)狀思考，促使學(xué)生思維更具條理性

層次二：同一環(huán)境下不同植物的根比較；同一環(huán)境下同種植物的根、葉比較觀察。

學(xué)生認(rèn)知里的“環(huán)境”往往指的是氣候（熱帶、沙漠）、溫度（炎熱、寒冷）、生長的環(huán)境（水生、陸生），而實際上“環(huán)境”的概念遠(yuǎn)不止這些。就單單從生物學(xué)來說，環(huán)境是指生物生活周圍的氣候、生態(tài)系統(tǒng)、周圍群體和其他種群。因此，教師設(shè)計了第二層次的對比觀察：

1. 仔細(xì)觀察小草的根和玉米的根，為什么兩種根的形態(tài)不一樣？這是與什么相適應(yīng)？

2. 仔細(xì)觀察仙人掌的莖、根等其他組織，它們又是與什么相適應(yīng)？

通過第二層次的對比觀察，學(xué)生明白是為了適應(yīng)環(huán)境。同樣是生活在陸地上的根，因為植株本身大小不同，為了支撐自己，抵御自然災(zāi)害。而對仙人掌，學(xué)生往往是把目光聚焦在葉子變成刺，減少水分蒸發(fā)這點上，而忽視對其莖、根的觀察，實際上一個物種要適應(yīng)環(huán)境的變化并不是一種器官或組織的功能，而是整個個體相互協(xié)調(diào)，相互作用的，沙漠中仙人掌的根系生長迅速，十分發(fā)達(dá)，有些品種能深入地下幾十米深。當(dāng)教師展示整顆仙人掌的圖片時，對學(xué)生的沖擊力是非常大的，因為這顆仙人掌根系的長度是仙人掌的幾倍，根又大又長。

（三）立體思考，使得學(xué)生的思維更豐滿

層次三：觀察不同環(huán)境中動物的身體特征；觀察同種動物的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

研究完了植物，學(xué)生的目光自然會聚焦到不同環(huán)境中的動物上，因此，教師設(shè)計了第三層次的觀察：

觀察金魚和鴿子的身體特征，比較相同點和不同點，并推測這些特征的功能。

提供助學(xué)單，幫助學(xué)生了解金魚和鴿子的內(nèi)部器官特征，想想這些組織或器官的作用。

金魚和鴿子，一個生長在水里，一個生活在陸地，因此各自有各自的身體特征，根據(jù)生活經(jīng)驗也能推測這些特征的功能。思維的沖突點在于，雖然是兩種不同生長環(huán)境的動物，但其因為在運(yùn)動時都要減少阻力，使得兩種不同生活環(huán)境中的動物有了共同的身體形態(tài)，這一點能培養(yǎng)學(xué)生的思維，同時使用助學(xué)單的形式，幫助學(xué)生了解金魚和鴿子的內(nèi)部組織和構(gòu)造，了解魚鰾、魚鰓、鴿子的骨骼中空等都是與其生活環(huán)境相適應(yīng)的，這樣通過立體的觀察比較，使得學(xué)生對“形體結(jié)構(gòu)與環(huán)境相適應(yīng)”理解得更加透徹、更加豐滿。

三、用交流豐滿大概念，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維

有效的交流是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的重要途徑。在課堂上，教師圍繞核心概念，抓住關(guān)鍵問題，讓學(xué)生通過明確的語言、透徹的分析、恰當(dāng)?shù)呐袛?、論證性的推理，提出有依據(jù)的觀點，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維。

片段一：

師：你們有什么方法證明魚的這種體型有利于它在水中前行呢？

生：模擬實驗。

師：怎么模擬？需要什么材料？

生：用紙折不同形態(tài)的魚，然后用相同的力推它前行，看看誰游得快？

師：這樣可以嗎？你們有什么想法？

生：怎樣保證相同的力推它呢？

師：你們想想？怎樣保證？有好的辦法嗎？能不能使這個力是定量的，多少能看出來？

生：是的。大家用同樣的力去推。那怎樣做到呢？

師：一定要推嗎？拉力行嗎？我們五年級讓小車動起來是拉力還是推力？能提供下思路嗎？

生：對，可以，我們就在魚的前面用相同鉤碼去拉，就能保持一樣大的力了。

師：另外還有什么要考慮的嗎？

生：相同的時間、起點等，只要魚的形狀不同就行。

師：那折不同的魚的形狀可以嗎？模擬實驗最重要的是要模擬物體的相似度呢？

生：……（沒有聲音）

師：魚是一個立體的動物，而我們折出來的魚是平面的，這樣可以嗎？

生：那怎么弄出一個立體的魚呢？

師：我們剛才分析魚的外形是紡錘形，那我們能不能削一個紡錘形的東西，然后再削一個同體積的另外形狀，然后用相同的力去拉，看看誰游得快？

在該片段里，教師圍繞“有什么方法證明魚的這種體型有利于它在水中前行”這個問題，在師生、生生的相互交流中完善模擬實驗，同時也明晰了對比實驗的相同點和不同點。尤其是對模擬實驗中實際立體的魚和折的平面的魚的討論分析，使學(xué)生進(jìn)一步了解模擬實驗的要求，在交流中培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。

美國課程專家艾里克森指出：“要為教學(xué)單元確定一個聚合概念（大概念），如果沒有一個大概念，那么單元的學(xué)習(xí)只能停留在較低的認(rèn)知水平。”事實上，強(qiáng)調(diào)圍繞核心概念進(jìn)行教學(xué)，可以將分散的知識點逐級納入知識網(wǎng)絡(luò)中，在這樣的主題結(jié)構(gòu)中，分散的知識點不再是孤立的，它們之間的關(guān)系可以被整體顯現(xiàn)出來，這樣可以幫助學(xué)生加深對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，發(fā)展學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］張夢琪，馬劍敏. 利用科學(xué)史發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力［J］. 中學(xué)生物教學(xué)，2021（36）：4-6.

［2］沙淑靜. 以發(fā)展學(xué)生思維能力為核心改進(jìn)小學(xué)科學(xué)課教學(xué)［J］. 文理導(dǎo)航（上旬），2021（12）：79-80.

［3］張?zhí)熘? 以發(fā)展學(xué)生思維能力為重點 改進(jìn)小學(xué)科學(xué)課教學(xué)［J］. 中國教育技術(shù)裝備，2017（09）：110-112.

（責(zé)任編輯：羅 ?欣）