学科实践的理论视角提醒我们的科学教学要关注“介入世界、具身活动、情绪体验、与他人共同学习”四个方面的经验融合,让学生在实践学习过程中丰盈科学经验,实现与学科知识以及现实世界的交织、交融与激荡。
(一)学科实践视角下丰盈学生科学经验的策略模型
在学生从经验走向概念的过程中,我们需要关注他来自客观世界的经验支撑,要从世界中给予学生科学精神,再让其回到世界中学习科学;在科学经验的获取中关注他具身的体验,用具身的方式促进他体会,从而获得对这个世界更真实的认识;在探究实践中关注他的情绪,不断导引他产生好奇,沉浸性地保持探索的动机;在概念的构建中关注学生与他人交流加工的过程,在与他人的交流中促进理解。最终使其不断联结、学习、向前。基于此,在学科实践理论的指引下,建立如下教学策略模型(见图3)。
当然,要促成学生科学经验的有效获取,教师观念的转变是重要前提,基于学生本位的学生文化是联结学习的坚实纽带,科学场景是获取科学经验的有效保障,实验资源是获取科学经验的基本载体。这四个要素是学科实践视角下丰盈学生科学经验重要的保障机制。在这样的保障机制之下,怎样才能在浸入世界、重视具身、调动情绪、联结他人的过程中丰盈学生的科学经验呢?
(二)学科实践视角下丰盈学生科学经验的策略模型实践例析
1. 浸入世界,让学生在孜孜以求中系统化科学经验
联合国教科文组织在《一起重新构想我们的未来:一种新的教育社会契约》一文中强调:“教师、学生和知识之间的关系应被置于一个更广阔的世界中。所有学习者都与世界相连,所有学习都是在世界中进行的。”科学学习旨在让学生认识自然世界的系统联系及运作规律,通过联结世界与学生,使其理解科学概念的整体性和系统性。小学科学教育要让科学学习回归真实世界,形成整体图景,培养科学精神,以改造世界。
首先,科学教育应让学生回归真实世界,通过体验、观察、搜集信息来认识世界。方法有两种。一是将世界带到学生面前,如观察动植物、种植、长周期观察等,让学生在真实情境中发现问题并解决问题。二是当实物无法呈现时,使用替代情境和教学技术唤醒学生对世界的感知,如通过视频、图文展示昼夜交替现象,激发学生对真实世界的再观察与探索。其次,教师应引导学生在真实世界中建立各要素间的联系,形成整体认识。《2022版科学课标》强调科学是研究自然现象、发现自然规律的知识系统。学生若仅获得碎片概念,就如同盲人摸象,无法把握科学全貌。在历史进程中,人类形成了多种相互关联的科学思想,通过观察、思考、实践和求证等方法探索自然。以此,让学生理解科学不仅是知识和结论,还是探索世界机制的思维方式和生动看法。最后,迁移和创造是学生内化知识后的外在表达和创造性展现,是经验上升为概念和观念的契机。所以,为学生展现世界,形成整体认识,是获取科学经验的前提。科学学习的后端在于学生在自然世界中解释现象、解决实际问题,从而发展科学观念。例如,研究透明、不透明和半透明后,教师提出“卫生间门设计”的真实问题,学生借助模型演示想法,解决真实问题。
学科的内涵存在于该领域专家人士发展出的特定思考方式。借着这种思考方式,让学生通过不同的角度观察这个世界,就是成功的教育。为此,教师要紧密创造学生的科学学习与真实世界之间的联结。这样,科学的学习才有所根源,有所依托,才能体现其价值,彰显其意义。
2. 重视具身,让学生在亲历体验中实践化科学经验
重视具身学习,强调学生在亲历体验中实践化科学经验,是科学教育的重要趋势。身体与大脑紧密相连,影响着我们的认知、情感和行动。在科学学习中,打开多感官通道,促进具身学习,有助于学生更好地联结知识,形成全面的认识。
首先,感知是科学学习的第一步,通过多感官的相互作用和刺激,我们可以更全面地获取信息,了解世界。在科学课堂上,教师应提供丰富的感官体验,如让学生分组实验,近距离观察“白醋与小苏打混合”的现象。相比演示实验,学生能获得更详细、准确的观察信息。这种多感官的联结不仅促进了学生对自然世界的深入观察,还激发了学生的好奇心,引导他们提出更多问题,为后续学习打下基础。其次,思考是科学学习的关键,它涉及对信息的加工和概念的构建。具身学习在这一环节同样重要。教师可以提供白纸、马克笔等工具,鼓励学生随时记录想法,甚至在教室里走动,寻找新的灵感。以“八音盒”一课为例,学生通过“玩—猜—拆—研—创”的过程,从初次的解释到二次、三次的解释,不断深化对八音盒结构和功能的理解,体现了具身学习在思维发展中的重要作用。最后,理解是科学学习的目标,它要求我们将所学概念迁移到实际生活中,形成科学观念。在教材和课堂教学中,我们可以看到许多迁移运用的环节,如设计制作土电话、淋浴房的门、保温盒等。这些活动不仅检验了学生对概念的理解程度,还培养了他们的创新能力和实践能力。
综上所述,在科学学习中,感知、思考和理解三个环节都需要具身学习的方式,只有这样,才能打开多感官通道,促进经验的获得。通过具身学习,学生不仅能获得更丰富的科学经验,还能在亲历体验中深化对科学的理解,形成科学的思维方式和生活态度。这种学习方式不仅有助于学生的科学素养提升,还能为他们未来的学习和生活奠定坚实的基础。
3. 调动情绪,让学生在最佳的心理状态中固化科学经验
调动情绪,让学生在最佳心理状态中终身化科学经验,是提升科学教育质量的关键。情绪作为影响学习的重要因素,其情境性和易变性决定了学生在课堂上的学习状态。而对于自然知识的扩展来说,存在一种最佳的心理状态,这种心理状态把构成内在动机的中高度挑战与低威胁和一种普遍渗透的良好感觉结合起来。我们把这种状态称作放松的警觉,放松的警觉保证了学生在一种安全的情境下受到挑战。因此,构建放松的警觉这一最佳情绪状态,对科学经验的获得至关重要。
实现放松的警觉,需在高挑战与低威胁的环境中激发学生的内在动机。高挑战的学习任务应真实且具难度,如“斜坡的启示”一课,对于解决食堂校工运饭箱的真实问题,学生需实验、计算、设计方案、权衡利弊,全身心投入学习。同时,为避免学生紧张和气馁,需营造低威胁的学习环境,包括提供非良构学习材料和构建关怀信任的师生关系。非良构材料增加问题解决的可能性,引起学生兴趣;而关怀信任的师生关系则让学生感受到平等、尊重和信任,敢于挑战和创造。此外,为保持学生的警觉性,需设计策略维持其认知警觉。长周期观察实验中,分阶段展示观察日记,设置中期点评与奖励,能激发学生兴奋与警觉。学科实践中,提倡评价前置,如“科技改变生活”单元中,结合校本课程布置任务,同时发布前置性评价表,明确分工,形成积极互赖关系,增强责任感和学习动力。进阶式学习设计则通过不断设置新情境和挑战,促使学生持续探究,获得更科学的认识。
综上所述,情绪是浸润在科学学习全过程中的,我们希望通过友好的互动、任务、评价,让学生形成一种最佳的情绪状态,就是放松的警觉。这样他们才愿意在课堂上进行安全的冒险,从而实现科学学习路径中一次又一次的进阶。通过高挑战与低威胁的学习环境、维持认知警觉的策略以及评价前置和进阶式学习设计,可以有效调动学生情绪,构建放松的警觉状态,促进科学经验的终身化。这不仅有助于提升学生的科学素养,还能为其未来的学习和生活奠定坚实的基础。
4. 联结他人,让学生在共同学习中社会化科学经验
早在2015年,联合国教科文组织就强调学习作为社会经验的重要性,指出同伴和教师对学生学习过程的不可或缺性。这一观点基于人的社会属性、社交需求以及学生天生的人际交往倾向,强调了归属感和友谊对学生成长的重要性。在教育实践中,特别是丰盈学生科学经验的教学策略模型中,关注他人成为核心要素,具体体现在共学、集思与共情三个方面。
首先,共学即共同学习,是学生在相同问题和目标下,通过一系列学习活动形成的学习关系。在“云与雾”一课中,学生先个人思考再形成小组共同观点,最后全班交流解释,这一过程体现了从个人到集体、从单一到多元的共同学习策略。在工程项目如“制作模拟救援降落伞”中,学生先共同研讨,再分项学习成为小专家,最后回归小组完成大项目,这一过程不仅促进了个人能力的提升,也丰富了集体经验。其次,集思即思维互动,是在多样的角色互动中发展科学思维。情感互动、行为互动和思维互动是互动过程中的三个层次,其中思维互动最为核心。在概念构建过程中,个体想法往往片面,需要不断反思和与他人观点建立联结。通过比较不同的想法,学生可以发现矛盾,促进认知发展。在学生交流活动中,认知冲突难以避免,他人成为论证者或争辩者的角色,推动学生深入思考和解决问题。最后,共情是共学和集思的基础,强调尊重他人情感和态度,善于合作,乐于分享。在工程项目“降落伞”中,学生以小专家身份回归小组,面对挑战和困难时,相互体会他人感受和思考,共同合作完成任务,体现了共情的力量。在南京市樱花小学的“自主研发创意自动泡泡机”项目化学习活动中,学生在不同场域下自由切换、共同讨论、寻找帮助、查阅资料,体现了共情在共同学习目标追求下的重要性。
与他人的联结不仅限于教师和同伴,还包括父母、朋友等。日常教学中,应鼓励学生将在学习过程中获得的与他人联结的良好习惯和能力,迁移到未来的学习和生活中去。通过共学、集思与共情三个方面的实践,可以培养学生的社会交往能力、科学思维能力和情感共鸣能力,为其终身学习和全面发展奠定坚实的基础。
学科实践视角下丰盈学生科学经验教学策略模型揭示了世界、具身、情绪、他人四大要素在丰盈学生科学经验中的核心作用,它们紧密交织,共同为学生的全面发展搭建起坚实的框架。这四个维度相互依存。学生在积极放松的情绪状态下,更容易以具身的方式深入探索世界,与他人展开合作交流。在与同伴和教师的集思广益、共情理解中,学生能够持续保持探究的热情,为终身学习奠定坚实的基础。在日常教学实践中,教师需要灵活考虑,综合运用这四大要素,以促进学生在经验与概念的获取中实现科学思维的深化。通过引导学生亲身体验、动手操作,将抽象的科学概念转化为具体的实践经验,使科学思维从浅层走向深入。同时,在概念构建的过程中,教师需要帮助学生将零散的科学观念整合成系统的知识结构,形成清晰的科学认知框架。此外,学习与实践的结合也是提升学生科学素养的关键。通过设计富有挑战性的学习任务,鼓励学生在实践中发现问题、解决问题,将所学的科学概念转化为解决实际问题的能力。在这一过程中,学生的素养发展将从理想中的美丽愿景转变为现实中可触可感的风景,为他们的未来成长铺设一条坚实的道路。