基于思维型教学理论的科学课情境创设教学策略

　　文/ 深圳市宝安区教育科学研究院 杜 伟

　　在“指向学科育人的小学‘适切’教学体系”引领下，要培养具有科学思维的科学探究者，必须基于课程标准设计出准确的教学内容。所谓的内容准确，其实包含两个基点逻辑：一个是基于儿童的逻辑，另一个是基于学科的逻辑。要同时满足这两个基点逻辑，必须找到合适的切入点——既蕴含科学问题同时也能引发学生浓厚兴趣的情境创设。

　　思维型教学理论框架提出了认知冲突要依靠创设情境、提出问题来实现。依据学生的生活经验和已有知识基础创设最接近真实情况的情境，以此调动学生后续的探究热情，激发积极思维的倾向（林崇德，胡卫平，2010）。在小学科学课的教学中，怎样的情境和问题才能促发学生的深度思考和主动思考？我们不妨利用好课堂上那些 “意外时刻”——非理想实验结果。

　　在笔者看来，非理想实验结果，就是认知冲突的爆发点，就是可以利用的课堂情境生成点。实验结果不符合预期，也许是操作规范导致的主观问题，也许是结果还告诉了我们其他客观信息，需要我们鼓励学生去关注、分析、解释。引导学生从这些所谓的“不理想”的实验结果里，“化尴尬为思考”，见微知著，学会深究，从而培养思维的理性和逻辑。

　　一、生命科学领域案例《蚯蚓的选择》的策略分析

　　认知冲突点：蚯蚓没有选择阴暗湿润的地方。

　　情境问题：蚯蚓习性发生了变化还是实验操作出现了偏差？

　　这节课，需要学生分别做两组实验，一组是在盒子两边分别放上湿土和干土，将蚯蚓放中间，观察蚯蚓选择去向哪边。另一组是在盒子两边分别营造黑暗和明亮的不同环境，也是将蚯蚓放中间，观察蚯蚓选择去向哪边。班级记录表的数据显示，选择留在中间和干燥、明亮处的蚯蚓还挺多，如果就此得出蚯蚓喜欢阴暗潮湿环境的结论，显然不能从结果里找到充分的证据。这样的结果，不仅让执教教师意外，就连做实验的学生们也是一头雾水，因为根据生活经验和常识，蚯蚓不会选择干燥明亮的环境。此时，执教教师开始带领学生们分析原因——

　　A：蚯蚓还没有适应盒子里的环境，会觉得陌生，所以没什么活性。

　　B：好几只蚯蚓打结缠绕在一起，被困住，动不了。

　　C：蚯蚓都是这里看一下，那里看一下，爬到干燥的地方，发现不合适，最后爬到了潮湿处。

　　D：在干燥处的蚯蚓可能是爬得比较慢，还来不及爬到潮湿处。

　　......

　　学生们的精彩分析其实也从侧面反映出，这个简单的实验，从规范性上还存在很多漏洞。由于生命科学本身的不确定性，连科学家的严谨实验都无法完全保证实验结果的可控，又怎么可能期望从一个小学科学课堂简陋的实验条件里，得出精确可靠的结论呢？根据学生们提出的观点，如果把课堂上8 分钟的观察实验做一个时间轴上的延长，1 个小时甚至一天后再来观察，结果一定不同。

　　由此看来，在《蚯蚓的选择》这节课里出现了异常的观察数据结果，反而可以成为值得教师带领学生深入挖掘科学意义的课堂生成，许多伟大的科学发现，不也是从不起眼的异常结果诞生的么？从不寻常的结果中，去思考，去挖掘，去证明，这才是真正意义上真探深究的科学研究啊！

　　二、地球科学领域案例《岩石会改变模样吗？》的策略分析

　　认知冲突点：冷热和水流造成的岩石风化并不明显。

　　情境问题：实验条件下模拟的冷热和水流与大自然的岩石自然风化是否存在相似之处？

　　这节课里，为了证明冷热交替和流水的作用都会导致岩石的风化碎裂，学生会做两组实验，一组是将岩石放到火上烤一会儿，然后快速放入冷水中，再用火烤，如此重复多次，模拟岩石经历冷热交替后的风化效果。另一组是将岩石放入塑料瓶中，加入适量水，然后盖好盖子，使劲儿摇晃，模拟岩石经历流水作用后的风化效果。

　　但最后学生观察后可能会发现，冷热交替处理后的岩石并没有碎，瓶子里被摇来摇去的岩石，也只是勉强掉了一些边角碎屑而已。面对这样的结果，我们的实验能证明岩石在冷热交替和流水作用下会产生风化吗？当然不行。自然界发生的岩石风化，都是以百万年甚至千万年为时间单位才能看出变化的，我们的实验虽然把自然因素的影响做了加强，可以一定程度上加速风化的进程，但依然无法抵消时间带来的影响。所以，看不到明显的变化是正常的、必然的，这并不属于实验结果不理想的问题范畴，恰恰相反，它证明了岩石风化不是一朝一夕就能发生完成的，而是要历经岁月沧桑、世纪更迭才能实现的。

　　同时，实验中也不是完全没有现象，掉落的岩石碎屑，不正是风化带来的结果吗？这也说明了，不是岩石完全裂开才叫风化，大多数时候，岩石的风化就是从边边角角的地方逐渐开始的。如果一定要看岩石碎裂的效果，在实验材料的选择上，可以挑选更容易碎裂、质地没那么紧密的砂岩、页岩。

　　三、物质科学领域案例《测量力的大小》的策略分析

　　认知冲突点：测量同样的物品，不同小组的测量数据各不相同。

　　情境问题：测量结果的不同反映的是测量方法的不同。

　　这节课主要目的是让学生学会正确使用弹簧秤。学生测量活动完成后，执教教师挑了其中一个学生代表的记录结果做展示，第一眼看上去，不错，记录很详细。再细看，有问题！小车和钩码的实测值分别是0.3 和0.2，而小车+钩码的实测值则是0.8，再看其他数据，也是对不上，再看另一个学生展示的测量结果，还是同样的问题。基本的数值逻辑都不对，证明学生的测量活动有大问题。到底是测量方法不对，还是记录失真，或是读数有误？无论哪一个原因，都说明学生通过这节课的学习，还没有掌握正确使用弹簧秤的方法。

　　和上面的案例类似，我们可以对错误的结果加以利用，将其转变为课堂资源。在本课的教学中，我们不妨就让学生出错，当他们自己都发现用同样的弹簧秤，同样的被测物品，测出的结果却不同的时候，自然就会关注到弹簧秤的正确使用方法了——怎么调零，怎么读数，最大量程的控制等。通过“试误”获得的技能是主动的、形象的、深刻的。