根據(jù)學(xué)生思維發(fā)展的特點(diǎn)精心設(shè)計(jì)科學(xué)課堂教學(xué)

摘要：科學(xué)課程的重要教學(xué)目標(biāo)之一便是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在新時(shí)代的科學(xué)課堂中，教師要思索科學(xué)課程學(xué)習(xí)的本質(zhì)，順應(yīng)學(xué)生的成長(zhǎng)規(guī)律，扎扎實(shí)實(shí)做好課堂時(shí)間規(guī)劃、教學(xué)板書設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單設(shè)計(jì)，以有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。主要對(duì)如何合理規(guī)劃科學(xué)課堂時(shí)間、靈活設(shè)計(jì)科學(xué)教學(xué)板書、合理設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：科學(xué)課；科學(xué)思維；課堂時(shí)間；板書；實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單“大巧若拙”是先秦老子的美學(xué)觀點(diǎn)之一，意指真正的巧，不是違背自然規(guī)律地賣弄技巧，而是順應(yīng)自然規(guī)律，呈現(xiàn)天然質(zhì)樸的美?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》立足我國(guó)義務(wù)教育科學(xué)教育現(xiàn)狀，提煉了包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面的核心素養(yǎng)發(fā)展要求［1］。科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)科四大核心素養(yǎng)之一。在科學(xué)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維時(shí)，教師需要結(jié)合“大巧若拙”的觀點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生真正的學(xué)習(xí)需求以及教學(xué)目標(biāo)，給予學(xué)生鍛煉思維的機(jī)會(huì)。具體來(lái)說，科學(xué)教師在準(zhǔn)備40分鐘的課堂教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要順應(yīng)學(xué)生成長(zhǎng)的自然規(guī)律，扎扎實(shí)實(shí)做好時(shí)間規(guī)劃、板書設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單設(shè)計(jì)。一、合理規(guī)劃課堂時(shí)間，讓學(xué)生的思維張弛有度注意力是否集中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)質(zhì)量有重要影響。人的大腦某區(qū)域經(jīng)過一段時(shí)間的興奮后必然會(huì)進(jìn)入抑制狀態(tài)，因此人的注意力在集中一段時(shí)間后，必然會(huì)進(jìn)入不集中的狀態(tài)。有關(guān)研究表明，不同年齡段的人注意力集中的時(shí)間不同，一般情況下，7—10歲兒童注意力連續(xù)集中的時(shí)間約為20分鐘，10—12歲兒童注意力連續(xù)集中的時(shí)間約為25分鐘。在小學(xué)階段，一節(jié)科學(xué)課的時(shí)間通常為40分鐘。在科學(xué)教學(xué)中，部分教師會(huì)花很多心思去設(shè)計(jì)課堂的激趣導(dǎo)入環(huán)節(jié)，延長(zhǎng)此環(huán)節(jié)的時(shí)間，但如果導(dǎo)入環(huán)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)擠占其他教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間，占用過多學(xué)生注意力集中的時(shí)間。還有一些教師在一節(jié)課中安排了多個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，但忽視了有價(jià)值的思維任務(wù)的設(shè)置，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中處于放松狀態(tài)，這樣的課堂雖然氣氛很活躍，但教學(xué)效果并不理想。小學(xué)生注意力連續(xù)集中的時(shí)間通常達(dá)不到40分鐘，因此科學(xué)教師在進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，要合理規(guī)劃課堂時(shí)間，做到張弛有度。一些名師認(rèn)為，小學(xué)課堂的前8分鐘是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的“黃金8分鐘”，這段時(shí)間內(nèi)學(xué)生的注意力較為集中，因此教師可以創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，教學(xué)一些知識(shí)性較強(qiáng)的內(nèi)容，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。以教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)“影子的秘密”一課的教學(xué)為例，本課內(nèi)容可分為兩部分，第一部分是探究影子形成的原因，第二部分是研究影子的變化跟什么有關(guān)。在這兩部分內(nèi)容的教學(xué)中，教師都可以安排動(dòng)手操作活動(dòng)，但如果一節(jié)課中學(xué)生活動(dòng)的時(shí)間過長(zhǎng)，那么學(xué)生深入思考問題的時(shí)間就會(huì)變短，這樣會(huì)導(dǎo)致研究深度或廣度不足。對(duì)此，教師應(yīng)合理安排課堂時(shí)間。本課課堂時(shí)間可進(jìn)行如下安排。1—8分鐘：引入生活現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生探究興趣，并請(qǐng)學(xué)生嘗試解釋生活中的一些常見現(xiàn)象，一步步引出影子產(chǎn)生的三個(gè)條件——光源、阻擋物和屏。9—11分鐘：開展3分鐘趣味觀察活動(dòng)，讓學(xué)生自主制造影子，并在趣味觀察中思考。12—19分鐘：讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，思考什么樣的物體不能作為阻擋物，探究屏需具備哪些特征，探究影子變化的規(guī)律。20—40分鐘：引導(dǎo)學(xué)生開展動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，讓其研究影子變化和什么有關(guān)，并在實(shí)驗(yàn)后與同學(xué)交流。課堂的時(shí)間分配是教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，怎樣合理安排，需要教師認(rèn)真思考?？茖W(xué)教師要認(rèn)真分析學(xué)生學(xué)情，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，合理安排課堂時(shí)間，以有效提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。二、靈活設(shè)計(jì)教學(xué)板書，整合學(xué)生的思維碎片杜威認(rèn)為，從最不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮x來(lái)說，思維包括我們頭腦里有過的任何想法［2］。想法有時(shí)只是人隨心的、零碎的感受。而有意義的思維應(yīng)該是連貫有序、因果分明和前后呼應(yīng)的。當(dāng)學(xué)生頭腦里出現(xiàn)一些零散的互不關(guān)聯(lián)的想法時(shí)，教師應(yīng)幫助他們把這些想法串聯(lián)起來(lái)，并引發(fā)他們的深入思考。（一）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)板書可以串起學(xué)生的思維教學(xué)設(shè)計(jì)中，教學(xué)板書設(shè)計(jì)是重要的內(nèi)容。部分教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，往往會(huì)忽視教學(xué)板書的設(shè)計(jì)，完全按自身的教學(xué)習(xí)慣把需要板書的內(nèi)容進(jìn)行羅列，沒有認(rèn)識(shí)到板書對(duì)學(xué)生思維培養(yǎng)的作用。優(yōu)秀的板書設(shè)計(jì)，不但整體布局合理，而且能在內(nèi)容呈現(xiàn)的過程中引導(dǎo)學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)、概念的掌握。以教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)“影子的秘密”一課的教學(xué)為例，不少教師的板書設(shè)計(jì)如圖1的左圖，這樣的教學(xué)板書設(shè)計(jì)只是羅列知識(shí)點(diǎn)，無(wú)法呈現(xiàn)學(xué)生的探究過程。對(duì)此，教師需要對(duì)板書設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，具體如圖1右圖。圖1"“影子的秘密”兩種不同的板書設(shè)計(jì)（1）調(diào)整板書結(jié)構(gòu)：調(diào)整板書排布結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生能清晰了解光源、阻擋物和屏在影子產(chǎn)生過程中所發(fā)揮的作用。（2）簡(jiǎn)圖呈現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象：在引出光源的概念之后，板貼“光源”，同時(shí)用粉筆畫上幾個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的箭頭，以此展現(xiàn)光源能發(fā)光的特征。（3）動(dòng)態(tài)表達(dá)科學(xué)原理：在引出阻擋物的概念后，教師將“阻擋物”板貼于之前所畫的箭頭上，同時(shí)將“阻擋物”后面部分的箭頭擦除，表示阻擋物能阻擋光線的傳播。部分學(xué)生容易忽略影子產(chǎn)生的第三個(gè)條件——屏。對(duì)此，教師可通過現(xiàn)場(chǎng)演示，結(jié)合板書，引導(dǎo)學(xué)生找出影子產(chǎn)生的第三個(gè)條件，同時(shí)在黑板上畫一條豎線表示屏，并在相應(yīng)的位置板貼“屏”和“影子”。之后，教師再通過師生互動(dòng)交流，逐一板貼影子會(huì)發(fā)生的變化，如“大小”“形狀”“方向”“長(zhǎng)短”等。教師通過這樣的結(jié)構(gòu)式板書設(shè)計(jì)，能讓學(xué)生對(duì)影子產(chǎn)生的原理形成更完整清晰的認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。（二）讓學(xué)生參與板書過程有利于其科學(xué)思維的培養(yǎng)在板書的過程中，教師可以讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，這樣能幫助他們梳理知識(shí)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維。例如，在研究影子產(chǎn)生條件的過程中，教師可以讓學(xué)生結(jié)合板書，以小組的形式繪制小木塊的影子，并進(jìn)行探討交流，將相應(yīng)的板書補(bǔ)充完整。不同小組成員繪制的影子通常是不同的，長(zhǎng)短、大小、形狀、方向等都有一定的差異。在學(xué)生繪制完成后，教師可讓學(xué)生小組展示其繪制的影子，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些影子的特點(diǎn)進(jìn)行觀察、對(duì)比、分析，思考影子變化的特點(diǎn)，最終將相應(yīng)的板書補(bǔ)充完整。這樣的教學(xué)能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。2022年版的義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生從熟悉的日常生活出發(fā)，聯(lián)系實(shí)際，解決真實(shí)情境中的問題，通過親身經(jīng)歷探究和實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)科學(xué)。這既是科學(xué)課程培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，也是學(xué)生的興趣所在，能為學(xué)生的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［3］。三、系統(tǒng)推進(jìn)探究任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出，要運(yùn)用以探究和實(shí)踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過程［4］。由此可見，在科學(xué)課堂教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)非常重要，其有助于學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。但目前的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)還存在一些問題，如探究活動(dòng)的過度指導(dǎo)與過度放手等。教師過度指導(dǎo)容易讓學(xué)生產(chǎn)生思維惰性，不利于學(xué)生自主探究能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?；教師過度放手則會(huì)影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)無(wú)法順利開展。對(duì)此，教師可合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單，以此彌補(bǔ)語(yǔ)言指導(dǎo)的不足，解決過度指導(dǎo)和過度放手的問題。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師要充分研究學(xué)生學(xué)情，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、思維能力水平與操作能力水平等進(jìn)行合理安排，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單。一方面，教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單要具有“導(dǎo)學(xué)”的作用，能引導(dǎo)學(xué)生開展有序的實(shí)驗(yàn)探究；另一方面，它要能充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力與自主實(shí)驗(yàn)探究能力。在形式上，教師可設(shè)計(jì)折疊式的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單，按實(shí)驗(yàn)操作難度依次排序、折疊，這樣能提升實(shí)驗(yàn)探究過程的神秘性，有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣。以教科版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)“影子的秘密”一課的教學(xué)為例，本課包括如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：嘗試制造影子。該實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說操作難度較小，教師可在強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)后放手讓學(xué)生自己完成。實(shí)驗(yàn)二：研究影子的變化。該實(shí)驗(yàn)的探究?jī)?nèi)容較復(fù)雜，學(xué)生可能無(wú)法自主完成，因此教師要給予學(xué)生一定的指導(dǎo)。有些教師會(huì)把這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)隨意分解成幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，以此降低該實(shí)驗(yàn)的探究難度。但這樣一來(lái)，學(xué)生的思維會(huì)處于碎片化狀態(tài)。那如何在維持學(xué)生思維的連貫性、整體性的同時(shí)，降低實(shí)驗(yàn)操作的難度呢？對(duì)此，教師可以優(yōu)化設(shè)計(jì)折疊式實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單，將“研究影子的變化規(guī)律”大活動(dòng)，拆解成多個(gè)有聯(lián)系的階梯性小任務(wù)，具體如下。第一階任務(wù)：制造一個(gè)方向朝左的影子，然后讓影子方向朝右。第二階任務(wù)：制造一個(gè)影子，讓影子先變小，再變大。第三階任務(wù)：先制造一個(gè)圓形的影子，然后讓影子變成長(zhǎng)方形。第四階任務(wù)：制造一個(gè)影子，并讓它動(dòng)起來(lái)。學(xué)生在操作光源或阻擋物，讓影子動(dòng)起來(lái)的過程中，影子的大小、形狀、方向、長(zhǎng)短等均可能發(fā)生變化，這能引發(fā)學(xué)生更全面、更深入的思考。實(shí)驗(yàn)探究的過程，不能僅是學(xué)生動(dòng)手操作的過程，還應(yīng)該是學(xué)生培養(yǎng)思維的過程。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄、分析以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的概括、總結(jié)等要能促進(jìn)學(xué)生觀察能力、分析能力的發(fā)展。因此，教師在設(shè)計(jì)本課的折疊式實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單時(shí)，除了要在每一頁(yè)設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的小任務(wù)，還要設(shè)置一個(gè)便于學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄的簡(jiǎn)圖以及引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考的問題，以此促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的過程中不斷思考和分析。教師設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)單，將大任務(wù)分解成環(huán)環(huán)相扣的小任務(wù)，能讓學(xué)生的探究目標(biāo)更明確，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生一步一步地完成任務(wù)，進(jìn)而幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的探究方法，提升學(xué)生的探究能力和科學(xué)思維。雖然學(xué)生是一個(gè)一個(gè)地完成小任務(wù)，但整個(gè)過程是連貫的，小任務(wù)之間也是緊密聯(lián)系的，因此學(xué)生的思維也是連續(xù)的，他們?cè)谕瓿伤行∪蝿?wù)時(shí)，會(huì)對(duì)這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)有一個(gè)整體的感知，對(duì)影子變化規(guī)律形成全面的認(rèn)識(shí)。結(jié)語(yǔ)課堂時(shí)間、教學(xué)板書、導(dǎo)學(xué)單是每個(gè)科學(xué)教師在設(shè)計(jì)科學(xué)課程時(shí)應(yīng)考慮的三個(gè)要素。小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)重視對(duì)這三個(gè)要素的設(shè)計(jì)，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教學(xué)內(nèi)容，順應(yīng)學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，合理規(guī)劃課堂教學(xué)時(shí)間，靈活設(shè)計(jì)教學(xué)板書，科學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)