小學(xué)科學(xué)單元活動整體設(shè)計的思考.doc

建構(gòu) 解構(gòu) 重構(gòu)小學(xué)科學(xué)單元活動整體設(shè)計的思考海寧市實驗小學(xué) 姚偉國 314400 摘要：本文針對目前科學(xué)探究活動設(shè)計中過于局限于教材、偏重于某一課時細小活動設(shè)計的不足，提出探究活動設(shè)計要有單元整體觀，要以科學(xué)概念為內(nèi)核，充分考慮教材和學(xué)生兩個教學(xué)設(shè)計中最主要的變量，按“知識邏輯與認知邏輯相統(tǒng)一”的思路進行有效設(shè)計，并結(jié)合具體的單元提出了整體設(shè)計的操作策略。關(guān)鍵詞：科學(xué) 探究活動 整體設(shè)計 策略從這幾年的科學(xué)教育研究來看，更多的教師在關(guān)注“科學(xué)探究”的同時，兼顧到了“科學(xué)概念”的研究，但主要關(guān)注零星的個案，或者就一課一例的探究活動進行優(yōu)劣或者多樣化設(shè)計，很少從當前小學(xué)科學(xué)教材的體例出發(fā)進行單元活動整體設(shè)計的研究。本文試以小學(xué)科學(xué)單元整體設(shè)計為研究視角，探討單元活動整體設(shè)計的基本思路和操作策略，解決教師在“用教材教”過程中所面臨的“無處下手”、“難以下手”、“隨便下手”等諸多問題，提高科學(xué)教學(xué)的實效。下面以小學(xué)科學(xué)“熱能”主題下溫度與水的變化、熱單元為例，談單元活動整體設(shè)計中的“建構(gòu)”、“解構(gòu)”和“重構(gòu)”策略。一、活動建構(gòu)從科學(xué)概念和活動構(gòu)成出發(fā)建構(gòu)單元活動小學(xué)科學(xué)從以主題和事實為中心的課程設(shè)計發(fā)展到了目前以科學(xué)概念中心的課程設(shè)計，這是科學(xué)教育發(fā)展的必然。那么教材是如何圍繞科學(xué)概念設(shè)計科學(xué)探究活動的呢？這是單元整體設(shè)計必須思考的第一個問題。1、找準科學(xué)概念的定位科學(xué)概念是有組織的、有不同覆蓋程度的、用抽象語言表達的、超越主題和事實的一些觀念和思想。教師拿到科學(xué)教材后，可以從科學(xué)概念和活動構(gòu)成出發(fā)解讀教材，要對單元的核心概念在教材體系中的位置、具體科學(xué)概念和與之相應(yīng)的探究活動等諸要素逐一進行梳理，從總體上把握單元的教學(xué)目標取向、內(nèi)容特點和活動系列，即讀懂讀通教材。如“熱能”主題是小學(xué)科學(xué)“物質(zhì)科學(xué)”的內(nèi)容之一，主要通過觀察和研究身邊的冷熱現(xiàn)象，從“能量”的角度引導(dǎo)學(xué)生理解熱能的一些表現(xiàn)形式。教科版教材中關(guān)于“熱能“提出了以下不同層次的兩組科學(xué)概念：核心概念：熱是一種能量形式。具體概念：溫度是表示物體冷熱程度的，物體的溫度可以用溫度計進行測量。物體由冷變熱或由熱變冷的過程中會發(fā)生體積的變化，大多的固體、液體和氣體都具有受熱時體積膨脹，遇冷時體積縮小的性質(zhì)。水在自然界有液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)三種存在狀態(tài)，水的狀態(tài)變化與熱量有關(guān)，水的三種狀態(tài)之間可以互相轉(zhuǎn)化，這使水在自然界中產(chǎn)生了循環(huán)運動。對一個物體來說，物體失去熱量，溫度下降；物體獲得熱量，溫度上升。熱能從一個地方傳到另一個物體，熱總是從高溫物體傳向低溫物體，直到物體溫度相等為止，不同物質(zhì)傳遞熱的本領(lǐng)是不同的。2、明晰探究活動的內(nèi)容科學(xué)探究活動是科學(xué)概念教學(xué)的外顯，是看得見的可操作的內(nèi)容，是促進學(xué)生科學(xué)概念發(fā)展的有效載體。教材設(shè)計了哪些探究活動？這些活動對應(yīng)于哪些科學(xué)概念？這是解讀教材中必須把握的關(guān)鍵，我們可以通過畫圖的方式表達出探究活動的構(gòu)成情況。如“熱能”概念的教學(xué)是從小學(xué)生研究熱現(xiàn)象主要從“物體的冷熱”開始的，冷熱現(xiàn)象又是與“溫度”緊密聯(lián)系起來。因此，教科版小學(xué)科學(xué)教材以溫度作為切入口，圍繞“熱能”這個主題，教材主要設(shè)計了兩個單元：三下溫度與水的變化和五下熱。這兩個單元中教材主要建構(gòu)了以下科學(xué)探究活動：其中三年級溫度與水的變化單元主要涉及“溫度”、“水的三態(tài)變化”、“水在自然界的循環(huán)”三個內(nèi)容，從冷熱現(xiàn)象引出溫度測量意義和方法，并以水的三態(tài)變化為研究的重點，研究溫度變化與物體狀態(tài)變化的關(guān)系。五年級的熱單元從給身體增加熱量引入，研究熱量變化與物體體積變化的關(guān)系，并對熱傳遞現(xiàn)象進行研究，重點研究兩個內(nèi)容，一是物體的熱脹冷縮現(xiàn)象，二是熱傳遞現(xiàn)象。二、活動解構(gòu)從知識邏輯和認知邏輯出發(fā)解構(gòu)單元活動在對教材有了初步感知和總體把握后，接下來就從“科學(xué)概念”和“探究活動”的邏輯關(guān)系出發(fā)展開“剖析”和“解構(gòu)”，以理清隱匿于教材活動背后的邏輯關(guān)系，即活動結(jié)構(gòu)的分析。目前版本“熱能”主題下兩個單元的設(shè)計，先研究物體受熱或受冷后物體狀態(tài)的變化，再研究物體受熱或受冷后物體體積變化。這樣的活動設(shè)計順序是否符合知識邏輯和認知邏輯協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系，試作如下討論：1、從知識邏輯來看，教材設(shè)計了一個怎樣的知識發(fā)生發(fā)展的過程？知識邏輯指的是知識間的相互聯(lián)系，前面知識應(yīng)該是后面知識的鋪墊，后面知識是前面知識的發(fā)展，兩者形成緊密的結(jié)構(gòu)，不可隨意設(shè)置，前后顛倒。從現(xiàn)行熱能單元的設(shè)計思路看，三年級的探究思路是“測量水的溫度結(jié)冰和熔化的觀察蒸發(fā)和凝結(jié)的觀察水的三態(tài)變化”；五年級的探究思路是“給水加熱液體熱脹冷縮觀察空氣熱脹冷縮觀察金屬熱脹冷縮觀察熱傳遞。”科學(xué)概念發(fā)展指向：溫度變化物體狀態(tài)變化體積變化熱傳遞。因此，教材設(shè)計了先研究“三態(tài)變化”、再研究“熱脹冷縮”的進程，這符合知識邏輯嗎？事實上，溫度變化使物體體積發(fā)生變化是漸變，而溫度變化引起物體狀態(tài)變化是突變。同理，對“物體狀態(tài)變化”的解釋是建立在漸變的基礎(chǔ)上的，即微粒間相對的距離和熱量有著密切的關(guān)系，當熱量變化到一定的量的時候，就引起了質(zhì)的變化。所以，從知識間的邏輯關(guān)系來看，應(yīng)是研究“熱脹冷縮”在前，研究“物體狀態(tài)變化”在后。2、從認知邏輯來看，學(xué)生經(jīng)歷了一個怎樣的認知發(fā)展的過程？認知邏輯就是認識事物的一般過程和基本規(guī)律，探究活動設(shè)計要要符合學(xué)生的年齡特點和認知水平，科學(xué)概念的發(fā)展應(yīng)與學(xué)生的認知能力發(fā)展相適應(yīng)，遵循由易到難、由具體到抽象、由簡單到復(fù)雜、循序漸進的原則。如熱能的兩個單元，認識“水的狀態(tài)變化與熱量有關(guān)”在前，認識“溫度變化引起水的體積變化”在后，這樣的順序是否符合學(xué)生的認知邏輯呢？以下是我們的實踐體會：教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)：三年級的學(xué)生認識水的三態(tài)是有難度的，難點在“水蒸氣”，對“霧、霜、白汽、露、云”等歸類學(xué)生容易混淆，對“冰和水蒸汽之間的變化”難以理解。對大部分學(xué)生來說，理解“溫度變化引起體積變化”比“溫度變化引起三態(tài)變化”要直觀得多，“理解溫度變化”比“理解熱量變化”簡單得多。因此，“水的狀態(tài)變化與熱量有關(guān)”概念建構(gòu)在三年級是難以一步到位的，是階段性的認識，還有待于發(fā)展。五年級熱單元前半部分是有關(guān)“熱脹冷縮”的內(nèi)容，它的難度顯然比三年級的“水的三態(tài)變化”低得多，學(xué)生更易接受。后半部分涉及了熱量和熱傳遞的知識，在知道了熱傳遞和溫度之間的關(guān)系后，對熱量變化的理解就容易多了。因此，三下溫度與水的變化單元中提出的讓學(xué)生理解“溫度變化引起物體狀態(tài)變化”，在這個單元中才可能發(fā)展到“熱量變化引起物體狀態(tài)變化”的層面上來。可五年級的熱單元中沒有引導(dǎo)學(xué)生用熱量變化的觀點再來解釋“水的三態(tài)的變化”，沒有跟進到這個層次，顯然兩個單元在科學(xué)概念的建構(gòu)上并不嚴謹。三、活動重構(gòu)從學(xué)生主體和概念發(fā)展出發(fā)重構(gòu)單元活動尊重學(xué)生的認知起點和主體水平，是對教材進行解構(gòu)和重構(gòu)的根本出發(fā)點。如何圍繞科學(xué)概念重構(gòu)形式活潑、難度適中、結(jié)構(gòu)合理的探究活動？這是單元整體設(shè)計必須思考的第三個問題。在活動重構(gòu)中，我們應(yīng)遵循的原則是：科學(xué)探究活動設(shè)計要符合兒童的年齡特點和認知特點，站在兒童的角度設(shè)計我們的教學(xué)活動，體現(xiàn)概念建構(gòu)的階段性和發(fā)展性特點。所謂階段性，是指科學(xué)探究活動要符合兒童的年齡特征，在不同年級建構(gòu)的科學(xué)概念層次不同，年級越低越要關(guān)注具體概念；所謂發(fā)展性，是指具體概念要圍繞核心概念展開，由淺入深，形成梯度，逐步向核心概念方向發(fā)展。為此，我們建議將五年級中“溫度和水的體積變化”和“熱脹冷縮”部分放到三年級中，不妨組成物體的冷和熱單元，初步建立起溫度引起物體體積的變化，體積的變化是由內(nèi)部微粒變化引起的具體概念。把難度相對較高的“水的三態(tài)變化”放到五年級的熱單元，把“熱傳遞”和“水的三態(tài)變化”組合成新的熱單元，讓學(xué)生感悟溫度變化在一定條件下還會引起物體狀態(tài)的變化，這是由量變到質(zhì)變的結(jié)果。這兩個單元重整后，具體設(shè)計如下所示：1、三年級物體的冷與熱活動設(shè)計從上面示意圖可知，三年級的重點是“溫度變化引起物體的體積變化”。單元設(shè)計時，由冷熱現(xiàn)象導(dǎo)入，引出用溫度表示物體冷熱的意義和測量方法，再具體觀察水在溫度變化后引起的變化，重點落在體積變化上來，即水的熱脹冷縮，在此基礎(chǔ)上研究“液體、固體、氣體”的熱脹冷縮現(xiàn)象，用并用游戲的方式幫助理解熱脹冷縮現(xiàn)象的原因。2、五年級熱單元活動設(shè)計：從上面示意圖可知，五年級的重點是“熱量變化引起物體的三態(tài)變化”。單元設(shè)計時，由熱源引入，先研究“熱傳遞”，讓學(xué)生體會“熱是由溫度高的地方向溫度低的地方傳遞，”理解溫度的變化實質(zhì)是熱量的傳遞，為研究“水的三態(tài)變化”作知識上的準備，這是單元的第一層次。接下來重點研究“水的三態(tài)變化”，重點落在對三態(tài)變化的解釋上來，即引導(dǎo)學(xué)生“由溫度變化引起水的三態(tài)變化”向“熱量變化引起了水的三態(tài)變化”上來，這是科學(xué)概念的發(fā)展，讓學(xué)生感悟量變引起質(zhì)變的道理。單元的第三部分為拓展，主要介紹水在自然界的循環(huán)。從以上設(shè)計可以看出：研究的視角由從小到大，由具體到宏觀，逐步拓展，逼近核心概念，由認識“溫度變化引起物體體積變化”向“熱量變化引起物體狀態(tài)變化”方向發(fā)展，由“溫度變化認識冷熱現(xiàn)象”不斷向“熱量變化解釋冷熱現(xiàn)象”方向提升，逐步認識到溫度變化是熱量轉(zhuǎn)移的結(jié)果，使宏觀的認識是建立在具體直觀的認識的基礎(chǔ)上。通過重組設(shè)計，使兩個單元在科學(xué)概念上形成緊密結(jié)構(gòu)，難易度分配更顯合理，讓學(xué)生在科學(xué)探究活動的不斷推進中真正建構(gòu)起“熱是一種能量形式”的核心概念。綜上所述，我們認為探究活動結(jié)構(gòu)化設(shè)計時要處理好以下三個關(guān)系：要把握教材目標和單元目標的關(guān)系。單元設(shè)計時關(guān)注“科學(xué)概念和科學(xué)探究”目標指向，向上追溯本主題單元在全冊教材的位置，向下要了解目標的分解和單元間的結(jié)構(gòu)。要把握單元目標和課時目標的關(guān)系。單元設(shè)計時關(guān)注單元導(dǎo)入課、展開課、小結(jié)課的不同目標定位，各課之間互相呼應(yīng)，形成結(jié)構(gòu)化效益。要把握活動和活動間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。單元設(shè)計時要體現(xiàn) “知識邏輯”和“認知邏輯”的協(xié)調(diào)發(fā)展，由淺入深，體現(xiàn)活動的結(jié)構(gòu)化效益。參考資料1教育部.全日制義務(wù)教育科學(xué)（3-6年級）課程標準（實驗稿）M.