聚焦核心素养培养的科学情境创设论文

 

　　关键词:核心素养,情境创设,初中科学,探究实践

 

　　情境创设可以很好地辅助教学,达成核心素养中的科学能力培养要求。当前,科学教学中面临着一些问题,如教师教学方式相对单调、学生的灵活解题能力和创新能力都相对较弱等。教师应从实际出发,实现多样化设计情境,以有效训练学生知识综合运用能力,培养学生核心素养。

 

 

 

　　科学是一门体现科学本质的综合性基础课程,具有实践性。通过学习,学生能运用基本的知识、技巧、规律处理现实生活中遇到的问题。《义务教育科学课程标准(2022年版)》聚焦核心素养发展,提出13个核心概念和4个跨学科概念,教师要培养学生的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四方面核心素养能力(见图1)。在课程中,通过设计情境进行教学,能引发认知冲突,激发探究动机,帮助学生把在学校、社会生活中熟悉的事件迁移到课堂,既可以通过实际生活感受来认识和掌握知识、技巧和规律,也可以感受科学经验在学校、社会生活中的具体运用,从而加强迁移能力,引发深度学习。

 

 

　　通过在课堂中设计情境,教师可以将日常生活迁移到课堂,由浅入深,指导学生完成情境中的任务,一步步寻求问题正确答案,进而在头脑中形成完整的经验系统,从而实现对知识的活学活用。通过问题驱动,让学生参与课堂中,通过已有的知识经验再造出符合实际的新的知识概念,有利于调动课堂气氛。

 

　　学习在本质上是学习者主动建构心理表征的过程,这种心理表征既包括结构性的知识,也包括非结构性的知识或经验。教学就是教师和学生对自然规律进行合作性建构的过程,教师将生活情境带入课堂,学生之间相互协作,确定合理可行的实验方案,并在交流分享中对不同的结果产生怀疑,最终得到一致的规律,从而实现有意义的知识建构(见图2)。

 

　　
 

 

 

　　科学情境创设的根本目的是使抽象的概念以生动、自然的形态呈现在学生眼前,增加学生对科学知识的兴趣。部分教师没有充分认识到这一点,故而没有花时间和心思去钻研情境创设的基本内涵和要求,也没有找到学生的兴趣点。如此创设的情境可能会与教学目标有偏差,学生难以理解情境内容与课堂知识之间的关系。

 

 

　　情境设计不仅要符合学生兴趣点,更多的是要使学生利用对情境的认识,形成科学知识和现实生活之间的联系,使每个学生能够运用科学思维处理自己所遇到的问题。部分教师在课堂中创设的情境与学生的前概念脱节,往往使用了学生难以理解或是过时的事物进行设计,如在学习“质量”这一概念时,通过菜市场中杆秤所显示的“斤”“两”等单位引入让学生感受菜品质量的大小,但生活经验的不足使得学生难以理解;又如学习“压强”这一概念时,教师在课堂上展示汽车千斤顶能顶起讲台显示液体压强的威力,但学生生活中对汽车修理的工具接触较少,从而难以明白千斤顶的原理,导致情境引入的效果大打折扣。

 

　　在课堂中,由于没有情境支撑或是情境太过抽象,脱离实际,部分学生表现出对所学习知识的不认同,对科学课堂不感兴趣。一方面不知道如何去学习,另一方面认为学不懂、知识太过于枯燥乏味,只停留在被动接受,而没有做到深度学习。同样,教师只是简单将书本知识直接灌输,机械要求学生做题练习等。

 

　　科学作为一门联系生活的基础学科,存在着一定教学难度,较具抽象性,容易导致学生错误地把生活经验和理论简单结合在一起,导致经常犯错从而丧失学习兴趣。部分学生对学习内容有自己见解,停留在表面或者难以从生活情境进入抽象的规律、定律,从而对学习内容有质疑。这种认知冲突导致学生对学习内容的不认同,使得教学难以开展。

 

 

　　教师对于课堂教学情境的创设要有一定的策略,科学作为一门研究生活现象的综合学科,横跨物理、化学、生物、地理等学科知识,不同内容情境的设置应当采取不同的形式,如失调式情境、问题式情境、可视化情境、体验式情境等(见图3)。不同模式设计下的情境虽然表达、展示方式不同,但其本质都是为让学生能将生活和知识建立联系,促进核心素养育人理念的落地。

 

 

　　学习者常把自己的经验代入学习中,某些前概念和经验会扰乱科学观念的建立。如在学习浙教版科学八年级上册“大气的压强”一节时,教师让学生思考以下问题:两张纸相隔一定距离竖直放置,用嘴往中间吹气,纸是被吹开了还是靠近了?很多学生生活经验告诉他们:因为纸很轻,吹气会把纸吹开。接下来让学生进行实验,并换用其他较重的物体,从而引发认知冲突,激发兴趣与求知欲。又如,在倒置的漏斗下放置一个乒乓球,然后从上往下对着漏斗的玻璃管吹气,让学生思考乒乓球的运动。实验发现,乒乓球不是被吹下去了而是被吸起来了,进一步引发前概念和实际的失调。如此引入,能够促使学生将知识和日常生活经验联系在一起,意识到逻辑思维和自身发展密切相关。

 

 

　　要让情境真正助力于课堂教学,不仅要对教材内容有较为深度了解,还要提前收集与教材相关的知识、内容,从而构建良好的情境。为有效提高教学质量,教师可根据不同学生的思维能力差异,通过网络搜集和编辑整理,筛选出符合学生思维的问题。同时,教师要对每个问题的设计内容、难度始终坚持递进式原则,螺旋上升,通过由易到难、由浅入深的分层次设计引导,帮助学生积累基础知识,树立自主学习自信心,提高学习兴趣和积极性。

 

　　例如,在讲授浙教版科学七年级下册“二力平衡”一节时,教师可以充分结合递进性教学原则,通过多个不同层次的问题分析引导,让学生掌握知识(见表1)。

 

 

　　对于科学中一些难以观察到的微小变化或者庞大久远的变化,教师可以设置可视化情境帮助学生理解和掌握。在科学探究实践中,常会用到模拟实验法、转换法等,教师在设置情境时可以进行逆向设计,通过教学目标一步步反推,帮助学生打破思维。例如,在学习浙教版科学七年级上册“物质的构成”一节时,借用课本中糖溶于水的例子,先让学生寻找证据,证明糖并没有消失,接着让学生建立科学模型,类比生活中常见的小朋友在海洋球中玩耍。一群小朋友好比一粒糖,跳入海洋球中玩耍好比糖溶解于水中,大家分散在海洋球中,进而让学生用简单的数学图形来归纳,引出这种更小的微粒即分子,从而研究它们之间的空隙和大小问题。又如,在学习浙教版科学七下“力的存在”一节时,学生难以理解“力能使物体发生形变”,如生活中的桌子、地砖难以观察到形变。此时,通过创新实验设置情境(见图4),教师用手挤压装满水的瓶子,由于力使瓶子发生形变,虽然肉眼难以观察,但形变使得水被挤压,故瓶内吸管中水位的上升明显可见,通过转换法将瓶子的形变可视化。又如,按压大理石难以观察到石头的形变,但石头形变使得平面镜发生倾斜,原来激光通过平面镜反射的光斑由于平面镜倾斜而移动了,通过墙壁上光斑的移动反映出大理石的弯曲,从而将微小的形变放大。通过对创新实验的分析,学生既能提升发散能力,又能将一些难以观察到的现象可视化,更好地让学生感受和认识。

 

 

　　对于部分难以直接讲授的知识,教师可以通过生活中的实例让学生体验,从抽象走向具象,感受自然现象的威力和神奇,从而对科学知识的学习产生兴趣。人类对于自然界的探索都是从观察中产生问题,在体验中研究问题,并找到正确解释修正自己的认知。例如,在学习浙教版科学七年级下册“摩擦力”一节时,教师提问:“你相信普通的课本能产生让两位同学都拉不动的力吗?”随之进行实验,并让几位同学上台感受,台下的同学看到不管台上同学使多大力气都难以将两本书拉开,对“普通的纸难以产生很大的摩擦力”这一前概念产生怀疑(见图5),从而激发动手探究的欲望。在后续学习中,教师可以让学生将自己的手掌贴着桌面,通过轻轻拖动和用力拖动手掌,发现两次手掌移动时受到的阻力不同,体验影响摩擦力大小的因素。在这样的情境驱动下,学生通过体验去对自身前概念进行质疑、批判,并自觉探究释疑。

 

 

 

　　在生活中留心观察,处处都是情境创设的素材,从学生的视角看世界,才能设计出符合学生经验的情境。教师应针对不同学习内容,设计体现学科特色的情境与问题,发挥学生的主观能动性,并一步步引导,进而使学生能将知识运用到生活中,有助于培养学生形成严谨缜密、善于合作、乐于创新的科学态度。

 

 

　　[1]郑康,刘霁华.核心素养视域下素养发展课堂的特征与建构[J].物理教师,2023,44(1),29-34.

 

　　[2]陈兴.科学思维培养视域下高中生物真实情境创设路径研究[J].教学管理与教育研究,2022(8),80-82.