“現(xiàn)象解釋—驅動探究”：小學科學教學新樣態(tài)

唐瑭

【摘? ?要】“現(xiàn)象解釋—驅動探究”是一種通過對科學現(xiàn)象、科學事實進行觀察、分析，以此開展科學探究的學習策略。實施過程主要包括觀察解構、明確問題、合作探究和展示闡釋四個環(huán)節(jié)，包括現(xiàn)象描述型、演繹推理型、實踐論證型三種基本樣態(tài)。實踐證明，“現(xiàn)象解釋—驅動探究”策略有利于激發(fā)學生的內在動力，深化學生對科學概念的理解，促進學生科學核心素養(yǎng)的發(fā)展。

【關鍵詞】現(xiàn)象解釋—驅動探究；小學科學；核心素養(yǎng)；教學樣態(tài)

近年來，“現(xiàn)象式教學”的理念得到了廣泛的認同。所謂“現(xiàn)象式教學”，即學生圍繞日?，F(xiàn)象開展跨學科主題學習，運用多學科知識合作探究解決真實問題。這是一種強調從學生現(xiàn)實生活中的真實現(xiàn)象出發(fā)，重視學科知識融合的跨學科教學組織形式。［1］在“現(xiàn)象式教學”的啟示下，筆者對“現(xiàn)象解釋—驅動探究”的小學科學教學新樣態(tài)進行了探索。

一、對“現(xiàn)象解釋—驅動探究”的認識

“現(xiàn)象解釋—驅動探究”教學引導學生“像科學家一樣探究”。古往今來，許多科學家的新發(fā)現(xiàn)往往源于對某一種現(xiàn)象的深入思考與研究，比如牛頓發(fā)現(xiàn)的“萬有引力”、奧斯特發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象……美國加利福尼亞大學桑多瓦爾 （Sandoval W A）指出：科學探究的目的就是解釋現(xiàn)象。從科學家的視角來看，科學是一項解釋的活動，科學理論的來源就是現(xiàn)象解釋的結果。［2］因此，由現(xiàn)象解釋來驅動科學探究，是一種符合人類科學發(fā)展的模式?！艾F(xiàn)象解釋—驅動探究”是一種通過對科學現(xiàn)象、科學事實進行觀察、分析，以此開展科學探究的學習策略。它具有以下特點。

1.用真實情境激發(fā)學生探究的興趣。

2.以科學現(xiàn)象、科學事實為起點，通過對現(xiàn)象背后的規(guī)律進行解釋，獲得科學知識。

3.通過分析、比較、抽象、概括等方法，抓住簡單事物的本質特征，展示對事物的系統(tǒng)、結構、關系的理解，或使用、建構模型，解釋相關的科學現(xiàn)象。

二、“現(xiàn)象解釋—驅動探究”的實施要點

如何引導學生利用“現(xiàn)象解釋—驅動探究”策略開展學習？主要包括四個實施環(huán)節(jié)，即觀察解構、明確問題、合作探究和展示闡釋。

（一）觀察解構環(huán)節(jié)

不論是日常生活中見到的自然現(xiàn)象，還是課堂中教師創(chuàng)設的再現(xiàn)現(xiàn)象，都要直觀地呈現(xiàn)，便于學生觀察、分析，激發(fā)學生的好奇心與探究欲。教師要引導學生觀察現(xiàn)象，解構現(xiàn)象中包含的要素，讓學生明確現(xiàn)象解釋所需的必要基礎知識。

例如，在教科版《科學》四年級下冊“電路”單元第2課《點亮小燈泡》的教學中，在學生觀察了小燈泡發(fā)光的現(xiàn)象后，教師引導學生嘗試解釋“小燈泡通電后發(fā)光”的原理。為了順利完成這一學習任務，首先，教師引導學生觀察由小燈泡、電池及導線組成的發(fā)光裝置的基本構造。其次，教師通過實驗操作讓學生明確“通電時，是燈泡的燈絲在發(fā)光”。最后，教師帶領學生在解構現(xiàn)象時認識小燈泡各部分的名稱、電池的正負極等基礎知識。

（二）明確問題環(huán)節(jié)

完成現(xiàn)象觀察后，學生需要明確研究問題是什么。同一現(xiàn)象中，可能包含多個可研究的問題，教師要引導學生找到適合進行自主探究的問題。

例如，在《點亮小燈泡》的教學中，完成現(xiàn)象觀察后，學生可能會產生這樣的問題：“小燈泡為什么能發(fā)光？”“小燈泡是怎么發(fā)光的？”“怎樣連接才能讓小燈泡發(fā)光？”“怎樣連接才能讓電通過燈絲，使小燈泡發(fā)光？”這幾個看似差異不大的問題，實際上完全不同。前兩個問題指向小燈泡發(fā)光的原理，其中涉及電、光、熱及能量轉化等知識，這樣的問題超出了四年級學生的知識儲備，不適合他們進行自主探究。第三個問題將連接方法與發(fā)光現(xiàn)象直接關聯(lián)起來，中間蘊含著“為什么這樣連接就能發(fā)光”的原理性問題。第四個問題指向清晰，能夠引導學生探究“電池中的電通過燈絲時形成的電路是怎樣的”?？梢姡髢蓚€問題符合學生的認知水平，適合學生進行自主探究。

（三）合作探究環(huán)節(jié)

自主探究通常需要以小組合作的形式進行，教師要對全班學生進行分組，引導小組成員合理分工，有序開展探究?！艾F(xiàn)象解釋—驅動探究”策略常常采用“假說—演繹”的推理模式，即在明確目標的前提下，學生小組合作，對現(xiàn)象進行觀察、分析，提出一個或多個假設，并嘗試驗證。如果假設成立，那么控制一定的條件進行實驗操作，就會出現(xiàn)預期的結果。

例如，在《點亮小燈泡》一課中，許多小組一開始都會假設“只要用一根導線將電池正極與小燈泡尾部連接起來，小燈泡就能被點亮”。當發(fā)現(xiàn)事實并不是如此后，小組成員會反復嘗試其他的連接方法，直到出現(xiàn)預期結果。

可以說，“假說—演繹”推理是一種高階思維活動。在合作探究活動中，學生能深度理解科學概念。

（四）展示闡釋環(huán)節(jié)

教師要鼓勵學生運用多種形式展示自己的探究成果，闡釋現(xiàn)象背后的原理和方法。在展示闡釋環(huán)節(jié)，教師需對學生經歷的整個自主探究過程作出評價，同時引導學生進行自我評價。在自主探究的小結階段，教師要引導學生根據(jù)評價標準對整個學習過程進行自我評價，發(fā)現(xiàn)其中的問題與不足，反思成因并加以改進。為體現(xiàn)評價主體的多元化，教師以及其他同學可以根據(jù)學生在學習過程中的表現(xiàn)及成果展示，對其探究學習進行評價，以評價促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，以評價改進和優(yōu)化教學。

三、“現(xiàn)象解釋—驅動探究”的基本樣態(tài)

由于學生的能力和教學內容的類型都存在差異，如何有效地引導學生開展自主探究活動就成了教師需要思考的問題。根據(jù)側重點的不同，可以將“現(xiàn)象解釋—驅動探究”策略分為現(xiàn)象描述型、演繹推理型和實踐論證型三種基本樣態(tài)。

（一）現(xiàn)象描述型樣態(tài)

現(xiàn)象描述型樣態(tài)指的是從生活中的現(xiàn)象出發(fā)，對現(xiàn)象進行描述，并在已有知識經驗的基礎上對相關問題進行猜想。學生觀察、描述現(xiàn)象，表達猜測并說明理由。在整個過程中，教師可以適時滲透一些科學概念，使學生在認識現(xiàn)象、描述現(xiàn)象的過程中初步認識科學概念?，F(xiàn)象描述型樣態(tài)適用于小學低段的科學探究活動。

例如，在學習教科版《科學》一年級下冊“我們周圍的物體”單元第6課《它們去哪里了》時，學生已經有了這樣的生活經驗：將紅糖、鹽、藥粉沖劑、小石子等放入水中，前面幾種物質會慢慢溶解，但小石子不會。教師演示實驗，讓學生仔細觀察紅糖、鹽和小石子放入水中后的現(xiàn)象，引導學生對現(xiàn)象進行描述。學生這樣描述：“紅糖慢慢不見了?！薄胞}消失了。”“放紅糖的水慢慢變紅了?！薄靶∈記]發(fā)生變化。”教師根據(jù)學生對現(xiàn)象的描述，提問：“紅糖和鹽真的沒有了嗎？”啟發(fā)學生基于現(xiàn)象發(fā)表各自的觀點。有的學生認為紅糖和鹽消失了，因為看不到了。有的學生提出反對意見：糖水顏色與原來的水不一樣了，糖水與鹽水都有了味道，所以它們其實并不是消失了，只是跟水融為一體了。在學生對現(xiàn)象進行觀察與討論之后，教師再告訴學生：紅糖和鹽都溶解在水中了。在這樣的教學中，學生對現(xiàn)象進行觀察和描述，為后續(xù)的學習積累了基本活動經驗，為溶解概念的理解奠定了基礎。

（二）演繹推理型樣態(tài)

在小學科學教學中，有些教學中的實驗操作簡單、現(xiàn)象明顯，教師要把重點放在實驗探究之前，讓學生通過“假說—演繹”的推理方式，理解現(xiàn)象背后的原理。演繹推理型樣態(tài)適用于中、高段的科學探究活動。

例如，在教科版《科學》三年級上冊“空氣”單元第2課《空氣能占據(jù)空間嗎》的教學中，“空氣占據(jù)一定的空間”這個科學概念與學生的生活經驗之間存在沖突。教材安排了“壓杯入水”“杯底打孔”“向杯內打氣”等一系列實驗。這些實驗的操作過程簡單，現(xiàn)象明顯，但如果只注重操作及對現(xiàn)象的觀察，學生就會因為“好玩”“神奇”而忽略了探究的目的。教師要利用學生對“空氣是否占據(jù)空間”的疑惑，引導他們用“如果—那么”進行推理：如果空氣能占據(jù)空間，那么實驗中將出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象；如果空氣不能占據(jù)空間，那么實驗中將出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。這樣，學生就會帶著問題在實驗活動中觀察、思考，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后的本質。

（三）實踐論證型樣態(tài)

探究一些教學內容時，學生需要經歷較長的實驗過程，其中包括收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結論等環(huán)節(jié)。對于這樣的課堂，教師要將探究重心放在實踐論證上。

例如，在教科版《科學》五年級上冊“計量時間”單元第4課《機械擺鐘》的教學中，教師呈現(xiàn)了“機械擺鐘的鐘擺擺動，帶動指針進行計時”的現(xiàn)象，引導學生研究擺鐘擺動與時間之間的關聯(lián)。學生會提出各種猜測，如“擺鐘的擺可能一秒鐘擺一次”等。教師順勢帶領學生研究1分鐘（或30秒）內鐘擺的擺動次數(shù)。學生對相同時間內鐘擺的擺動次數(shù)進行觀察、記錄，并在班級內進行對比、分析、論證，最終得出“擺具有等時性”這一結論。

綜上所述，“現(xiàn)象解釋—驅動探究”是探究學習的一種策略，它強調學生在該過程中的主體作用。實踐證明，帶領學生利用“現(xiàn)象解釋——驅動探究”策略開展科學學習，有利于激發(fā)學生的內在動力，深化學生對科學概念的理解，促進學生科學核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻：

［1］張曉光.芬蘭現(xiàn)象式教學體系及其對新課標實施的啟示［J］.外國教育研究，2022，49（12）：88-104.

［2］SANDOVAL W A，REISER B J. Explanation- driven inquiry：Integrating conceptual and epistemic scaffolds for scientific inquiry［J］. Science Education，2010，88（3）：345-372.

（浙江省杭州育才登云小學）