实验教学中学生思维能力的培养 ——小学科学物质科学领域

发表时间:2020/11/25   来源:《中国教师》2020年8月第22期   作者:刘欢
[导读] 基础教育课程改革非常重视学生的创新思维能力的培养。

        刘欢
        重庆市南岸区江南小学校400067
        摘要:基础教育课程改革非常重视学生的创新思维能力的培养。小学科学有生命科学、物质科学、地球科学、技术等4大领域,文中则根据物质科学领域从对探究实验中的概念形成进行深度学习、探究实验中的科学写作、创建单元教学的交互式布告栏等三方面来探讨培养小学生思维能力的方法。
        关键词:物质科学;实验教学,思维能力,深度学习

        在基础教育课程改革中,重视学生的创新思维能力的培养是课改中核心的课程理念。小学科学有生命科学、物质科学、地球科学、技术等4大领域,不管是哪个领域,当中的实验教学部分都最能体现学生的思维能力。在小学科学物质领域中有较多的探究实验(如表1),我们可以从以下几方面去培养学生的思维能力。


        
一、对探究实验中的概念形成进行深度学习
    小学科学物质领域中的核心概念[1]如图所示:










        小学科学物质领域的教学目的是通过学生的科学探究活动,将他们原有的关于物质的和能量的生活概念或“前概念”上升为科学概念。由此可以看出在科学实验中概念的学习是一个重点,而深度学习则可以训练学生的思维能力。以“空气”为例:





    


        
        
        在实验进行中,我们可以告诉学生使用文本记录符号(图1-1)以元认知的方式来标记自己实验中的概念形成或者实验记录部分。这种策略是非常有效的:
        1、它鼓励实验者回答实验时出现的问题。回答问题是推动学生向前之所在,也是学习的全部意义所在;
        2、它使实验者的元认知有帮助;
        3、它考虑深层加工,这样更为复杂的学习就会发生,
        4、它考虑深层联系的发生,如空气与其他内容,空气与当今世界的议题,比如温室效应,环保问题等
        5、标记得越多,孩子们会学到的越多。这种文本符号让孩子能更深入的加工或者思考正在学习的内容。


二、注重探究实验中的科学写作
    科学写作通过文字或图表等载体将人们对科学的理解和思维具体地呈现出来,它不仅是一种语言技能的表现,更是学习者对科学内容的理解和再现的反映,将学习者的内在认知活动具体化为外在表征[4]。
        写作可以分为描述性写作、叙事性写作、解释性写作、教导性写作等类型[5],它从不同层面锻炼学生的思维以及表达能力。
     在小学科学物质科学领域中,写作包括实验设计(教导性写作)、实验记录(叙事性写作)、实验结果(解释性写作)等。写作可以将学生的思维出现出来,以“铁钉生锈了”为例。它可以让学生对关于“铁生锈”这一主题所知道的背景知识通过自己的认知方式加以组织,甚至帮助他联系不同的概念表征用文字的形式表达出来。让学生先试着大胆猜想铁生锈与什么因素相关,可能会想到“铁生锈与空气、水、温度等相关”,再想办法对自己的看法进行验证,虽然这样猜测了,但是在实验设计时依然会有以下几种情况:①铁生锈与空气相关,我们可以用......的方法去证明;②铁生锈与水相关我们可以用......的方法去证明,;③铁生锈与空气相关,我们可以用......的方法去证明;④铁生锈与空气和水相关,我们可以用......的方法去证明。其实上面的这五种假设都没有错,但是有的学生在描述时会加上“假设/假定/如果”,例如:假设铁生锈与水有关,我们可以用......的方法去证明。其实在实验教学中,我们就应该教导孩子们用“假设”这类词语去开头设计实验,从而启发学生从教师,甚至是科学家等不同身份去思考这些问题,让他们打破思维的局限,找到创新点。
三、关于本单元教学的交互式布告栏
        创作一个单元教学的交互式布告栏,你首先可以把该单元要解决的核心问题或者孩子们真正的困惑点找出来,做成一个大的框架,在单元开始前一周公开展示出来,用提问和讨论我形式来激活先期知识,最后大家一起完成制作一个属于他们的思维导图。下面以小学科学教科版六年级下册第二个单元:《物质》为例。
        首先由老师选出本单元具有代表性的问题:什么是物质?物质会发生变化?你试过将米饭和碘酒加在一起吗?你见过铁生锈吗?用这思维问题和单元题目建成一个框架图(如图3-1),将他贴在教室内的后面黑板上,告知学生,大家可以对自己感兴趣的问题进行回答或者提问,同学之间也可以相互回答或者提问,你知识需要在对应的地方写下自己的观点。从一个孩子到多个孩子的关注,他们写下自己的想法从而在无形中实现了学生与学生,学生与老师之间的交互,及时共享了想法,最后一起完成了一张属于他们自己的思维导图(如图3-2)。

    这样通过大家一起建构起来的交互式布告栏虽然不一定正确,但是这样锻炼了他们的思维能力,无意中引起他们的思考,培养他们这种遇见问题思考的习惯也是培养思维能力的一个重要环节。在后面的实验教学环节中再针对孩子们提出和解决的问题进行聚焦,让他们自己设计实验并寻找证据证明自己的观点,也进一步使他他们的思维能力得到提升。


参考文献:
[1]中华人发共和国教育部.全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
[2]温暖.深度学习的7中有效策略[M].上海:华东师范大学出版社,2009:2
[3]蔡铁权,陈丽华.科学教育中的科学写作[J].全球教育展望,2010(4):85-89
[4]陈凯.美国小学科学教材中科学写作的分析与启示——以《科学启蒙》教材中的“物质科学”为例作[J].外教动态,2013(08):65-66
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