以問題為導(dǎo)向發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

謝婷婷

〔摘? ? 要〕? 在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。為了提升學(xué)生的思維品質(zhì)，使學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)落地，本文以《用沉的材料造船》一課為例，探討以問題為導(dǎo)向，通過在教學(xué)實(shí)踐中創(chuàng)設(shè)有思維含量的問題，不斷關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展，以培養(yǎng)學(xué)生思維的主動(dòng)性，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；問題導(dǎo)向；科學(xué)思維

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 14-0010-03

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》第一次明確地把科學(xué)思維作為核心素養(yǎng)之一，科學(xué)思維是四個(gè)核心素養(yǎng)的核心。科學(xué)課并不是單純地做實(shí)驗(yàn)，而是重在有思維含量的有效探究。學(xué)生思維的發(fā)展是課堂的靈魂，那么如何在探究中激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維呢？作為科學(xué)教師，我們應(yīng)該基于教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，精心創(chuàng)設(shè)問題，用問題牽引學(xué)生的思維，并留給學(xué)生充足的時(shí)間，通過獨(dú)立思考或者小組合作的方式探索解疑。當(dāng)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，形成思維碰撞。

《用沉的材料造船》是教科版五年級下冊第二單元“船的研究”中的第3課，原計(jì)劃借著項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的熱潮，把整個(gè)單元做成一個(gè)大項(xiàng)目，把每課做成一個(gè)微項(xiàng)目。然而，用工程流程開展這一課的教學(xué)時(shí)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)課堂容量太大，學(xué)生的思維也沒有實(shí)質(zhì)性發(fā)展，故將這一課重新定位?？v觀整個(gè)單元，第1課是了解船的歷史，第3～5課學(xué)習(xí)與船相關(guān)的科學(xué)知識，直至第6～7課才是完成造船項(xiàng)目。因此，我將《用沉的材料造船》這一課定位在探究，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)知識，發(fā)展科學(xué)思維。本文以這一課的教學(xué)實(shí)踐為例，以精心設(shè)計(jì)的問題為導(dǎo)向，在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)有層次地呈現(xiàn)，旨在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，提高思維的主動(dòng)性，構(gòu)建具有深度的課堂。

一、聚焦時(shí)引入問題，思維開道

基于上節(jié)課用浮的材料造船以及生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對浮力有了初步的感知。課前學(xué)生把泡沫板壓入水中，感受水對泡沫板有一個(gè)向上托的力，這個(gè)力就是“浮力”，為課堂上浮力概念的繼續(xù)建構(gòu)做了鋪墊。聚焦時(shí)開門見山，進(jìn)入課堂，通過追問的方式，從“能否造”到“怎么造”這一連串的問題，引發(fā)學(xué)生思考，造船前的設(shè)計(jì)也有了方向。

問題1：用浮的材料能造船，那用沉的材料能造船嗎？

問題2：鐵是沉的材料，能用來造船，那石頭能用來造船嗎？

問題3：鋁箔紙和橡皮泥能用來造船嗎？

問題4：你們準(zhǔn)備怎么用鋁箔紙和橡皮泥造船？

問題5：能看懂造船日志嗎？有什么不明白的地方？

教學(xué)片段：

“用浮的材料能造船，那用沉的材料能造船嗎？”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，舉例鐵船是用鐵造的，而鐵就是沉的材料。教師追問：石頭能用來造船嗎？思考片刻，學(xué)生有了自己的判斷——不能，因?yàn)槭^太堅(jiān)硬了。教師出示橡皮泥和鋁箔紙：它們在水中是怎樣的？通過演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到它們在水中都是沉的，糾正了“鋁箔紙是浮的”這個(gè)錯(cuò)誤的前概念。那這兩種沉的材料能用來造船嗎？學(xué)生一致認(rèn)為“可以”。教師繼續(xù)引導(dǎo)：怎么用它們造船？有的學(xué)生說，造成船型；有的說，造成碗形；有的說，邊緣造得高一點(diǎn)。也就是通過改變材料的形狀來造船。在造船前，教師出示造船日志：“能看懂嗎？有什么不明白的地方？”引導(dǎo)學(xué)生明確任務(wù)、交流疑惑，為接下來的探究活動(dòng)做準(zhǔn)備。

思考：有效的提問可以快速聚焦教學(xué)目標(biāo)，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。本課以浮的材料能夠造船引入，聚焦“沉的材料能否造船？”引發(fā)新課學(xué)習(xí)，喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。鋼鐵能用來造船，但并不是所有沉的材料都能用來造船，滲透“材料具有一定的特性與功能”的觀念。鋁箔紙和橡皮泥能用來造船，該怎么造呢？問題層層遞進(jìn)，學(xué)生的思維從“能否造”到“怎么造”轉(zhuǎn)變，思考并提出造船的辦法。造船前引導(dǎo)學(xué)生先動(dòng)腦，主動(dòng)從造船日志中獲取信息并提出疑惑，體現(xiàn)課堂上學(xué)生的主體地位。

二、探究時(shí)結(jié)合問題，思維輔助

本課的任務(wù)是挑戰(zhàn)制作一艘平穩(wěn)浮在水面上且可以承載一定重量的船。在造船過程中，學(xué)生會(huì)不斷遇到問題，如何改進(jìn)？無論挑戰(zhàn)成功與否，學(xué)生都會(huì)有很多收獲。這時(shí)需要一些時(shí)間來回顧整理、反思總結(jié)。以下3個(gè)問題指向造船過程，輔助學(xué)生整理自己的思維，同時(shí)也有利于后面的交流研討。

問題1：我們用了什么方法，讓橡皮泥船或鋁箔船浮在水面上？

問題2：我們用了什么方法，來防止橡皮泥船或鋁箔船側(cè)翻？

問題3：我們用了什么方法，來增加橡皮泥船或鋁箔船的載重量？

思考：在做中學(xué)，整個(gè)造船過程培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力，學(xué)生的思維也不斷發(fā)展。但是如果沒有對造船過程的及時(shí)整理，學(xué)生可能只關(guān)注結(jié)果，而忘記了最重要的過程，因此造船后的思維整理很重要。借助上述問題，學(xué)生整理的過程中，其實(shí)也就是反思造船時(shí)遇到的問題，歸納影響船穩(wěn)定性和載重量的因素，提出可行的提高船穩(wěn)定性和載重量的方法，初步建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。

三、觀摩時(shí)依托問題，思維卷入

試教時(shí)采取畫廊漫步的形式進(jìn)行展示觀摩，結(jié)果學(xué)生沒有目的，只是走走過場，互評時(shí)也只是停留在“美觀、承重量大、容易漏水”等這些表面評價(jià)上。如此，整個(gè)觀摩過程就顯得毫無意義。反思之后，我根據(jù)材料對船進(jìn)行分類展示，并將兩類船分別根據(jù)載重量大小排列。學(xué)生觀摩時(shí)需帶著以下問題，邊觀摩邊思考，有所發(fā)現(xiàn)就及時(shí)記錄。

問題1：相同質(zhì)量的橡皮泥、相同大小的鋁箔紙，大家造的橡皮泥船、鋁箔船載重量一樣嗎？這是為什么呢？

問題2：你對哪組的船有什么疑惑或者質(zhì)疑，把它記錄下來。

問題3：比較橡皮泥船和鋁箔船，你有什么發(fā)現(xiàn)？

思考：觀摩環(huán)節(jié)預(yù)設(shè)4分鐘時(shí)間，相比之前沒有問題的觀摩，帶著問題后，學(xué)生有方向了，時(shí)間到了還意猶未盡?！霸瓉泶羞@么多造法！”“為什么這個(gè)船承重量這么大？是不是因?yàn)椤薄拔业拇梢栽趺锤倪M(jìn)？”“我對這艘船有疑惑。”……學(xué)生的思路更加開闊了。通過觀摩對比各組的船，學(xué)生不但發(fā)現(xiàn)了影響船載重量的因素，還記錄了很多自己的想法，培養(yǎng)了敢于質(zhì)疑的科學(xué)品質(zhì)。

四、研討時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，思維碰撞

造船和觀摩后怎么交流，利用問題1～3，教師采用“成果分享會(huì)”的形式給學(xué)生提供交流的平臺。通過對前面造船和觀摩過程的再次梳理，研討環(huán)節(jié)學(xué)生就有話說了。此外，浮力是本課的難點(diǎn)，為了突破這個(gè)難點(diǎn)，在學(xué)生交流的基礎(chǔ)上，教師適時(shí)追問，引發(fā)學(xué)生思考，促進(jìn)浮力概念的繼續(xù)建構(gòu)。

問題1：在造船過程中，大家有什么想說的嗎？

問題2：在觀摩過程中，大家有什么想說的嗎？

問題3：其他造船師，你們有什么疑惑或者補(bǔ)充？

問題4：橡皮泥和鋁箔紙?jiān)仁浅恋模斐纱缶谷荒芨≡谒嫔?，這是怎么回事呢？

問題5：大家造的船在水中受到的浮力大小一樣嗎？哪艘船受到的浮力最大？你有什么證據(jù)？

教學(xué)片段：

（一）橡皮泥船研討

一位橡皮泥船造船師展示了自己造的橡皮泥船，并分享了自己的造船過程，即通過把船做大的方法完成挑戰(zhàn)。有學(xué)生提出意見：這艘船高低不平，底部也不夠平。同時(shí)又有學(xué)生建議：放重物時(shí)要均勻擺放，船才能更穩(wěn)定地承重。此外，還有學(xué)生指出這個(gè)船的面積不夠大，以自身經(jīng)驗(yàn)說明面積越大載重量越大。教師追問：“如果把船做成像第7組那樣，完全攤平，面積最大，可以嗎？”學(xué)生一致認(rèn)為不行，必須把四周加高。教師順勢引導(dǎo)：船不但要底部面積大，還要有船舷，也就是船所占據(jù)的空間要大。引出數(shù)學(xué)中的“容積”概念。最后教師引導(dǎo)：怎樣的橡皮泥船穩(wěn)定性和載重量比較好？學(xué)生總結(jié)：“容積大、質(zhì)量均勻、均勻擺放重物……就像第12組的船那樣。怪不得它的承重量最大?！?/p>

（二）鋁箔船研討

一位鋁箔船造船師展示了自己造的鋁箔船，并分享了自己的造船過程，發(fā)現(xiàn)：船如果造得太大，四周就會(huì)很低，容易漏水；造得太小也不行，載重量反而會(huì)降低。部分學(xué)生表示贊同，指出恰當(dāng)?shù)谋壤亲詈玫?。教師順勢指出：恰?dāng)?shù)谋壤鋵?shí)就是剛剛我們說的容積。容積越大，載重量越大。其他學(xué)生也相繼提出“平整、質(zhì)量均勻、均勻擺放重物……”等建議。還有學(xué)生分享了自己在觀摩過程中的發(fā)現(xiàn)，并對一些小組的船（如第4組）質(zhì)疑，覺得這艘船不可能承重這么多。于是當(dāng)場進(jìn)行復(fù)測，最后第4組的造船師對結(jié)果進(jìn)行解釋，其他造船師對這艘船提出改進(jìn)建議。

（三）浮力概念的繼續(xù)建構(gòu)

基于以上交流，教師提問：“橡皮泥和鋁箔紙這兩種沉的材料，造成船后竟然能浮在水面上，這是怎么回事呢？”引發(fā)學(xué)生思考，原來沉的材料和浮的材料一樣，在水中也會(huì)受到水的浮力?！按蠹以斓拇谒惺艿降母×Υ笮∫粯訂?？”學(xué)生一致認(rèn)為不一樣。教師繼續(xù)追問：“哪艘船受到的浮力最大？你有什么證據(jù)？”學(xué)生通過分析比較不同船的載重量數(shù)據(jù)，反推出第3組造的鋁箔船受到的浮力最大。

思考：相比于傳統(tǒng)的知識灌輸，交流時(shí)以學(xué)生為主體，通過教師引導(dǎo)、生生交流和質(zhì)疑，不斷地引發(fā)思維碰撞。漢斯-格奧爾奧·迦達(dá)默爾曾說，質(zhì)疑意味著攤開、公開。只有善于質(zhì)疑的人，才能獲得真正的理解。學(xué)生在質(zhì)疑的過程中，打破原有的認(rèn)知，建立新的解釋，促進(jìn)思維提升。這節(jié)課浮力是難點(diǎn)，為了突破這個(gè)難點(diǎn)，教師呈現(xiàn)了各組的造船作品，學(xué)生通過船載重量的不同，反推出船受到的浮力不同。載重量越大，船受到的浮力越大。一系列有思維層次的問題，再結(jié)合浮力的視頻講解，促進(jìn)學(xué)生“浮力”概念的構(gòu)建。

啟示：在平時(shí)教學(xué)時(shí)，科學(xué)教師應(yīng)該將發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維作為長期的教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和思維發(fā)展水平，教師在課堂上要以問題為導(dǎo)向，找準(zhǔn)學(xué)生思維的切入點(diǎn)，用問題貫穿課堂教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)地引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，持續(xù)不斷地提升學(xué)生的科學(xué)思維，以期實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。同時(shí)，教師需要敏銳地察覺到學(xué)生的思維狀況，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。如此循環(huán)往復(fù)，學(xué)生的科學(xué)思維能力定會(huì)逐步發(fā)展，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)定會(huì)真正落地。

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.