岑林期 (浙江慈溪陽光實驗學校)
依據(jù)學生發(fā)展核心素養(yǎng)和科學學科的本質,建構科學學科核心素養(yǎng),主要包括四個方面:科學觀念及應用、科學思維與創(chuàng)新、科學探究與交流、科學態(tài)度與責任。筆者針對一次市級科學教學教研活動,談談通過科學探究學習,有效落實核心素養(yǎng)的幾點思考。
在一堂“物質的鑒定和推斷”專題復習課上,教師呈現(xiàn)了生活中常見的實用純堿和干燥劑兩種物質,并對其中的成分進行了提問,隨后引出食用純堿和干燥劑與水反應后的產(chǎn)物,讓學生進行合理的猜想。對于溶液中的產(chǎn)物,除了新生成的氫氧化鈉外,還可能有過量的碳酸鈉或者過量的氫氧化鈣。實際這個問題意在提示學生,對于兩種物質的反應,需要考慮物質的過量問題。這些猜想,學生容易想到,而教師的最本質的目的不在于猜想,而是接下來對可能存在的物質如何鑒定其存在,讓學生進行進一步的探究學習。在學生感到束手無策的時候,教師恰如其分地介入,讓學生思考物質的性質,利用性質進行鑒定。在這個思維的引導下,學生通過合作學習,重溫兩種的物質的性質,并利用這些性質進行合理的實驗設計,進行實驗并獲取相應的實驗現(xiàn)象,從現(xiàn)象與性質的對接最終鑒定猜想的物質是否存在。
由于核心素養(yǎng)是在真實情境中解決問題時才能表現(xiàn)出來的,因此,不僅要重視科學觀念的深度理解,還要重視這些觀念在真實情景中的應用。知識是能力的基礎,有知識不一定就有能力,但沒有知識就一定沒有能力。所以,在嘗試一次問題解決之后的小結是至關重要的。
在“人體的呼吸”一堂研討課上,學生學習了人體與外界進行氣體交換后,在學生學習肺泡結構特點時,組織學生探究活動“試著畫一畫肺泡,應該有哪些特點適應氣體交換?”,學生已知肺泡的作用,進行氣體交換,然后經(jīng)過學生自己的思考,發(fā)揮想象,來設計畫一畫肺泡。這個環(huán)節(jié)也正是科學學科核心素養(yǎng)中“科學思維與創(chuàng)新”的落實。“科學思維與創(chuàng)新”包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創(chuàng)新。模型建構作為一種認識手段和思維方式,是學生根據(jù)研究問題和情境,在對客觀事物抽象和概括的基礎上構建易于研究的、能反映事物本質特征和共同屬性的理想模型、理想過程、理想實驗和科學概念的過程。模型建構有助于幫助學生抓住事物的關鍵要素,加深對概念、過程和系統(tǒng)的理解,形成系統(tǒng)思維。
教學設計中畫肺泡的過程實質也是模型建構的過程,更是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一種有效途徑,因為學生在已知目的后再進行思考,來滿足或實現(xiàn)這個目的,從而會讓學生進一步去創(chuàng)新,設計相應的結構來實現(xiàn)一定功能,所謂“先知后思”。其中仿生學,就是利用生物的結構和功能原理來研制機械或各種新技術的學科。這里,也是從一定的需求目的出發(fā),去思考該具有怎樣的結構特點才能實現(xiàn)需求目的,從而進行“創(chuàng)新”,所謂“先仿后創(chuàng)”。所以說,從落實科學學科的核心素養(yǎng)角度來考慮,通過畫肺泡這一活動環(huán)節(jié)來掌握知識要比利用VR眼鏡看到其結構特點更能提升科學思維與創(chuàng)新,落實科學學科的核心素養(yǎng)。在日常的科學教學中,也應該多設計這些“先知后思,先仿后創(chuàng)”的活動。這樣在科學知識學習、科學問題解決和科學創(chuàng)造活動中,根據(jù)一定的目的,運用一切已知信息,在新穎、獨特且有價值地(或恰當?shù)兀┊a(chǎn)生某種產(chǎn)品的過程中表現(xiàn)出來的智能品質或能力。
科學探究是目前學生學習科學知識重要的方式,且在科學學科核心素養(yǎng)的四個要素中,科學探究是一個過程,是一種學習方式和科學研究的方式,是一種學習科學觀念、發(fā)展科學思維、形成科學態(tài)度和責任的手段和途徑,同時,也是一種綜合的能力。通過教學教研活動的有效開展,都將以立足科學探究,落實核心素養(yǎng),將科學觀念、科學思維、科學態(tài)度與責任,通過科學學習而形成的核心素養(yǎng)成為一線科學教師的目標。