“双减”背景下科学课堂学习任务单使用策略

作者: 张华

“双减”背景下科学课堂学习任务单使用策略0

[摘 要]学习任务单是科学学习的有效抓手。教师在开展科学教学时,可通过学习任务单建构科学概念、开展科学实践、搭建课内外实践桥梁与大单元学习实践平台等,为学生提供更多的知识迁移应用机会,让学生的科学学习“可见”。同时,教师还应提供及时的评价反馈,指导学生及时发现问题、解决问题,从而让学生的科学素养得到全面发展。

[关键词]“双减”;学习任务单;小学科学

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068(2024)36-0088-04

2023年5月,教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》提出,通过3至5年努力,在教育“双减”中做好科学教育加法的各项措施全面落地。这一“加”一“减”,都是为了更好地促进素质教育的落地,减掉的是不必要的负担,增加的是学生必备的科学素养。科学课堂是培养学生科学素养的重要阵地。提高科学课堂学习效果,对发展学生的科学思维和探究能力、培养学生的科学精神具有重大的现实意义。下面,笔者探究如何在科学课堂上以学习任务单为支点,发挥其省力杠杆作用,提高科学教学的效率。

一、省力杠杆:学习任务单探源

目前,与学习任务单有关的教育概念主要有学案、导学案、自主学习任务单等。学案主要是指教师根据学生已有的知识及认知水平,为指导学生紧紧围绕学习目标主动进行知识建构而设计的学习材料。导学案主要是指教师为引导学生学习而编写的文案,包含了教学设计中的全部要素,也可能包括前面的学案。自主学习任务单主要兴起于翻转课堂,旨在帮助学生自主学习,包括学习指南、学习任务、困惑与建议三部分。

学习任务单是由小学科学课堂教学中使用的记录单演化而来。它不仅需要学生适当填写、记录、画图,还需要学生结合对事物及原理的认识,针对学习活动进行实时观察和记录、综合收集证据,并开展推理论证。

综上,可将学习任务单的概念界定为由教师基于学习目标和学情,针对具体的教学设计,结合不同的学习任务制订的需要学生完成的相关文本。使用学习任务单应该遵循以下三点原则。

原则一:学习任务单的使用主体为学生。思维的发展需要学生作主体,主动进行输入和输出。学习任务单主要用于学生的前概念探查、学习进阶、实验观察等过程中,是学生本人科学思维的产物。学习任务单的设计不仅要基于学生的学习进程,也要做到充分留白,给学生留下可操作的空间。

原则二:学习任务单是目的,更是学习手段。学习任务单不是课堂笔记,更不是作业。它是学生学习中的“草稿”,是有设计的探究路线导引图,记录着学生思考的来龙去脉和精炼的各种结构化信息。

原则三:学习任务单的载体是纸质或电子表格。结构化的表格可以助力学生对科学信息进行再加工,表格中填画的应为关键词或简图,方便学生进行深入的思维活动。

二、让学习可见:促进“教”的学习任务单

人类学习的结果是知识本身,但获取和应用知识依靠的是方法。让学生有意识地“看见”自己科学学习的历程,有利于学生在不同情境下灵活运用各种方法获取和应用知识。学习任务单让学习思维留痕,让学习真正被学生看见、被教师看见。

1.建构科学概念

科学概念是抽象概念,是人们观察、实验和思维相结合的产物。科学教育的重要目标是使学生建构合理的科学概念。学习任务单可以在丰富感性认识、提供思维方法、打破思维定势等方面发挥作用,帮助学生有效开展科学思维训练、形成科学概念。

在学习任务单的指引下,学生从适切的情境进入概念形成的探究过程,以先前经验和观察的事实为基础进行论证,形成更深层的理解,进而实现由个别到多数、从特殊走向普遍的认知发展。学习任务单可以展现学生的科学前概念,并在此基础上引导学生抽象、归纳、整理出可迁移的上位概念。如在苏教版科学教材五年级下册《生物的启示》一课中,苍耳的黏附功能是依靠其独特结构而实现的,且要与动物皮毛等相匹配。学习任务单需要提供细节化的图片来丰富学生对苍耳的了解,并放大苍耳本身的倒钩状结构,引导学生归纳出是苍耳的结构使得它拥有黏附功能。同时,学习任务单还可以在魔术贴和苍耳之间建立一种强联系,也就是仿生中的一一对应,并帮助学生从“仿生就是模仿、对应”的思维定势中走出来,认识到魔术贴相较于苍耳而言不仅好粘,而且好解开,还可以反复多次利用。

科学探究是学习的重要方式,也是科学课堂追求的育人目标。科学探究教学不应简单地聚焦操作技能的训练,或是流于形式的走马观花。教师在创设情境和提出问题时,要关联学生生活,并从学生的已有经验出发引发认知冲突,激发学生的学习动机。学生在学习任务单的引导下进行追问,可以结合现象形成更深入的观点,并针对观点进行实验验证。被证明的观点成为科学概念中的一环,被证伪的观点则被否定,并需要学生重新经历假设、计划、搜集证据和得出结论的过程。以大象版科学教材四年级上册《小水珠从哪儿来》为例,本课概念定位为“水蒸气的凝结”。基于夏天喝冰饮料的生活经验,对于冰饮料瓶外的水珠,有学生认为是饮料本身渗透的水珠,也有学生认为是水蒸气凝结而成的水珠,还有学生认为是从冰箱里带出来的水珠。教师可在众说纷纭中验证学生的前概念。在观察现象时,教师建议学生先用干毛巾把饮料瓶外的水珠全部擦去,再进行观察。观察后,学生结合现象形成新的观点:水珠可能是从瓶子外面的空气中来的。教师可根据这个观点设计新的实验来验证,以助力学生建构最终的科学概念。

2.开展科学实践

科学实践是学生学习科学的重要途径。胡卫平教授团队在探讨合作论证科学实践活动教学模式时,反复强调思维活动的参与。可以看出,科学实践区别于单纯的动手操作,是对所学知识的深度应用,是基于新问题的探究发现。教师可以学习任务单为依托,让学生实现对所学知识的迁移应用。

以苏教版科学教材六年级下册《做个生态瓶》为例,学习任务单A(见图1)可以帮助学生进一步厘清淡水水域生态系统的基本构成,实现概念从宏观抽象到微观具象的理解,让学生对淡水生态系统有直观形象的认识,并以此为锚点拓展外延概念,巩固生态系统这个抽象的上位概念。

学习任务单A“做个水域生态瓶”

请你把水域生态瓶中可能需要的关键因素填写在学习单的左侧,将制作生态瓶的操作步骤写在学习单的右侧,最后用直线将关键因素与步骤一一对应。(温馨提示:在横线上填写内容时可以缺项也可以向下增补)

借助学习任务单进行思维留痕,学生可以发现人类对事物的认识都有前经验,通过一定的方法可将其转化为科学事实,再经由分析、归纳、综合、推理等逻辑过程可进一步加工为科学认知。

三、让学习迁移:推动“学”的学习任务单

美国学者布鲁纳指出,任何学习行为的首要目的在于它将来能为我们服务。在当下信息爆炸的时代,教师不可能把所有知识与技能传授给学生,这就需要学生学会将所学知识灵活运用到新情境中,从而解决新问题。因此,学生的科学学习需要进行知识的应用和迁移,而创造性地使用学习任务单可以为学生提供广阔的实践平台,有利于提高科学教学的效率。

1.架起课内外实践的桥梁

小学科学每周仅安排一至两节课,然而学生要开展科学探究,就需要更多的实践机会。为此,贯穿课堂内外的学习任务单成为有效的桥梁,“课后再研究”也不再是一句空话。

例如,在苏教版科学教材六年级下册《做个生态瓶》一课中,学生经历了学习、设计、实操等过程,完成了生态瓶的制作,但这不是学习的终点。生态瓶中生物的生长变化可以为本单元生态系统的学习提供第一手资料,帮助学生进一步认识生态平衡的意义,以及阳光、水等要素的作用。然而,生态瓶的制作也可能会失败。这时学生就可以反思失败的原因,思考生态平衡的问题,最终树立环保价值观。学习任务单要求学生带着自己对制作的微型生态系统的预测进入观察求证环节,以证明或证伪自己的预测。

学习任务单有两种类型,一份为日常使用,记录每日的观察情况、生态瓶系统的整体评估打分、对第二日的发展预测;另一份为小结时使用,根据每日对生态瓶系统的整体评估赋值,绘制长周期的曲线图,形成生态瓶内生态系统的阶段直观图示。每日的观察、评估、预测又是一个前后联结的小型探究活动,最终促使学生形成对生态系统中各因素相互影响、相互制约关系的初步认知,即物理空间和生产者、消费者数量配比都会对生态平衡产生重大影响。

2.搭建大单元学习的实践平台

小学科学每个单元都是一个主题,每节课从不同角度展开,最终形成一个相互呼应的概念体系。学习任务单主导的实践项目可串联单元各课的核心概念,进而实现单元概念的迁移应用。

热传导、热对流、热辐射这些概念对学生而言是陌生的,没有与他们的生活经验产生真正的联系。在苏教版科学教材五年级上册“热传递”单元的教学中,教师可以开展“保温箱”制作活动,要求学生在探究热传递概念、材料导热性能的基础上,利用已有材料进行科学实践。在学生经历了方案设计、模型制作、检验测试等过程后,“保温箱”的效果一目了然。即使有些学生的实践过程不是很顺利,但他们仍完成了一次探究活动,明白了在目前已有的材料和制作工艺的基础上能否达到“保温箱”的设计初衷,以及达成度是多少。此时,教师就要引导学生在发现保温效果不佳时从多个条件中提取出关键因素并进行识别和改进。只有在经历了真实的测试后,学生才能证明自己在原有基础上所做的假设(设计方案)是否成功。

在以上的学习路径中,学生不是单纯地制作“保温箱”,也不是单一地学习原理。学习任务单提供了多样的学习平台,包含了学生基于原有学习的假设、制作实践、借助检测对探究结果的举证等内容,有助于提高学生的思维能力和实践探究能力。

四、让学习反馈:及时“评”的学习任务单

全面、准确和有针对性的教学评价有助于优化教学过程和提高教学质量。与教学活动有机融合的评价可以形成一个相互支持、促进教学改进的良性循环。学习任务单可以让教师在教学设计和实施中注重评价的反馈,以确保教学目标的达成和学生科学素养的发展。

1.诊断式自评

实践项目的评价常采用星级打分的形式。这种量规只包含某一个评价指标,而不能对作品进行全面、直观的评价。五维图则在此基础上进行延伸,把分散的五项指标进行二维平面的整合。学生可以整体、直观地看出作品的优势和不足,从而在保持优势的基础上相互借鉴。

在实践项目的交流环节,为了做到言之有物,学生可以把五维图作为评价的重要依据。评价一个项目,不应只关注某个维度上的高评分,而要在权衡利弊之后进行一定的取舍。因此,在交流环节,学生可以五维图为切入口全面综合地评价一个项目。

如“保温箱”的评价从保温效果、便携性、成本、外观、说明书五个方面来综合评估(见表1),并形成不同作品的五维图(见图2)。五维图的五个维度上分别有五个节点,可根据表1中星星的个数给每个作品进行五边形赋分。

2.阶段性验收

项目化学习的周期通常比较长,阶段性验收则可以让学生及时开展自评,并对照要求适当调整项目实施的方式、方法,以实现结果最优化。下面是《做个生态瓶》中三个学习任务单给学生提供的阶段性验收评价指南(见表2、表3、表4)。

上面的评价指南中,学习任务单提供了评价标准,并有针对性地提出了五星理想状态的描述,分别对应了不同任务阶段的学习目标。这样的评价指南紧跟着学习任务推进,可以及时给予学生指导和支持,有助于发展学生的元认知。

综上,实践性是小学科学的重要特征,学习任务单是科学课堂学习的重要载体。在教学中借助学习任务单,有助于学生在观察、实验、操作、阅读、研讨的过程中形成科学概念、培养科学思维、养成科学态度。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 胡卫平.在探究实践中培育科学素养:义务教育科学课程标准(2022年版)解读[J].基础教育课程,2022(10):39-45.

[2] 刘霞,王志强.学案及其再认识[J].课程教育研究,2015(6):229-230.

[3] 叶宝生,曹温庆.小学科学探究学习对元认知能力培养的作用[J].中小学教材教学,2023(2):4-8.

[4] 钱伟钢. 小学科学课“学习任务单”设计的研究[D]. 上海:上海师范大学,2016.

(责编 廖婷婷 蔡宇璇)

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