把握学生认知水平 提高科学教学实效

 

把握学生认知水平 提高科学教学实效

 

湖州市长兴县画溪街道包桥中心小学   沈 丹

 

【摘要】在设计小学科学探究活动中，我们往往比较关注活动的数量、形式和材料等看得见的内容，但对隐匿于活动中的学生认知水平的发展线索研究不深，经常会以教师自己的经验、甚至是主观臆断来推测学生的学习认知水平，不把握学生整体的认知水平，设计一些“低”思维水平和“轻”心理特点的探究活动。笔者认为，应做到全面客观地对学生整体认知水平、思维水平和心理特点，制定有针对性的有效探究活动，才能有得放矢，突显以生本教学理念。

【关键词】小学科学  认知水平  有效探究        

 

科学探究活动的学习与死记硬背或技能重复训练不同，它依赖于学习者的认知水平。我们的学生并不是脑袋空空地进入学习情境的，他们在学习新知前，就已经对日常生活中的事物和现象有了自己的理解和认识。建构主义认为：一旦新问题出现学生面前时，学生往往会基于自己的认识水平，根据自己的兴趣、爱好和认知能力，对新问题予以解释或提出假设，学习总是建立在学习者原有基础之上。然而面对任意年段的儿童，即使处于同一年龄段，整体的认知水平、思维水平及心理特点也可能具有很大的差别。因此，分析学生已有的认知水平十分必要。

然而，在实际教学中我们时常会缺乏对学生已有认知水平的分析，不关注学生的原始想法，只是依据教材所设定教学要点开展教学，导致学生的学习一位地按照教师预设的轨迹推进，使课堂走进“随师所欲”的尴尬境地，教师对学生在学习过程中会遇到的困难缺少必要的应对策略，导致不少探究活动缺少针对性，教学效果不佳。那么，教师应该如何在了解学生认知水平的基础上引领学生开展探究活动呢？笔者认为，教师可以在把握学生整体认识水平、思维水平及心理特点的前提下设计探究活动：

一、总体把握学生的认知水平

三、四年级以直观形象思维为主，设计探究活动时应把重点放在引导学生具体观察、描述上。五、六年级的学生处于思维的具体运算阶段，已有抽象概念，能进行一定程度的逻辑推理，可设计一定思维含量的探究活动。

案例（一）：忽略学生已有的认知水平缺“思维支架”

《为什么一年有四季》一课是《地球的运动》单元的内容，小学生主要以形象思维为主，学习宏观、抽象的地球运动有一定的困难。第一次教学，基本按照教材安排的流程展开。在学生推测四季的形成原因后，直接提出了古人利用立竿测影研究四季的方法，引导学生模拟古人立竿测影的方法来研究四季的成因，然后得出结论：四季是由于太阳光的直射和斜射造成的。结果学生在课堂学习中处于被动状态，探究兴趣不高。课堂总结环节，发现学生对四季成因的认知模棱两可，不能惊醒明确的表述。

随后，在学生中进行调查分析发现：原来问题的根源在于学生学习的思维与教师教学的思路不吻合。学生很难将一年中的气温变化与太阳光的直射与斜射联系起来，对“立竿测影”实验的理解存在困难。“为什么”要做模拟实验，目的是什么？”成为学生认知理解的难点。

反思：探究学习是个体主动建构知识的过程。在此过程中，个体通过已有的认知对输入的新信息主动地进行选择、加工和编码，从而建构自己对新信息的理解。如果教师一味地按照自己的设计教学，不考虑学生的认知水平，就容易产生脱节现象，探究活动只停留在表面。

对策：准确定位学生整体认知水平

找准学生已有认知，从学生已有经验出发，架设“思维支架”，一步步实施教学，把阳光直射与斜射会造成温度变化变成已知条件，再引出探究问题。架设“支架”符合学生认知水平，学生顺利构建四季成因概念。

所以，在科学探究教学中教师必须重视学生的不同年段的整体认知水平，才能使每个学生主动投入到适合自己最近发展区的学习中去，才能激发学生的学习积极性与内驱力，在此基础上设计的探究活动才能焕发出生命的活力。

二、分层把握学生的思维水平

探究活动中对学生学习思维要求过高的内容会使学生产生学习困惑，失去信心，无效学习。让学生学习思维水平过低的内容，会使学生感到学习枯燥乏味、过分自信、养成不良的学习习惯以及学习低效。当前不少的科学课，不少老师误以学生为主体的自主探究活动就是“学生自己想研究什么就研究什么”，“孩子能研究到哪个份上就研究到哪个份上”。不少科学课，一节课上近半了，有些孩子还是蒙在鼓里，不知道这节课到底要研究什么问题，学生在底水平的、无序的思维活动中经历探究活动。这样的课堂给人感觉“科学味”很浓，学生主体地位突出，课堂显得很“开放”， 但从孩子思维的角度来看问题，通常这种状态的课堂孩子们的思维是无序的、混乱的，直接影响整个探究活动的效率，学生思维没有高层次的参与。

案例（二）：你能点亮更多的小灯泡吗？

在《简单电路》的课堂中，组装一个“简单电路”环节结束后，抛出了问题：你能点亮更多的小灯泡吗？然后发给学生准备好的材料，完全放手让学生自己活动了。直到下课前几分钟，进行了简单的统计：你们小组点亮了几个小灯泡？对点亮多的小组进行了表扬。

反思：这样的课确实应该给予学生充分的时间进行点亮的活动，但老师适时的引导和组织梳理还是必不可少的。但完全忽视自己的主导作用，以为只要让学生全面参与了、活动了、“学生主体”体现了，目标也就达到了！

对策：关键问题引领学生思考

像这样需要学生长时间活动的课还很多！如：《造一艘小船》、《导体与绝缘体》、《阳光下的影子》等等。作为老师，我想你必须首先把握住课的主线条，“导”好几个关键问题。比如案例（一）的课堂中，教师就必须把握住这几个关键问题：两个小灯泡是怎么点亮的？有哪些不同的方法？点亮三个又是怎样的？等等。这样，一节课结束了，学生也就梳理出了一套方法了，他们的点亮活动也会显得更有意义！不然，一节课下来，孩子们只是经历了一个活动的过程，这不是有效的探究活动！只有发挥教师的主导作用，提出让学生探究思考的关键性问题才能真正促进学生主体思维的发展，学生“主体性”也才能真正得到全面体现！

案例（三）：选择研究影响电磁铁磁力大小的因素。

《电磁铁的磁力（一）》一课的教学中，教师课一开始先让学生自主作出猜测，提出影响电磁铁磁力大小各个因素后以小组为单位选择想要研究的内容实验，课堂是这样呈现的：

师：电磁铁的磁力不一样 你有什么想法？

生：电磁铁的正负极连接有关系 线圈缠绕方向有关系

师：还有没有

生1：跟线圈的圈数 电池的电量有关系

生2：跟铁芯的方向有关系 铁芯是铁钉的话有钉头和钉帽

生3：跟铁芯的长短有关系

师：那跟铁芯的粗细有关系吗？

生3：有

师： 根据科学家的研究跟电磁铁的磁力大小跟电池的正负极和线圈缠绕的方向是没影响的。

师：那么跟圈数 电池节数 铁芯粗细 长短有没有影响呢？你能确定吗

师：商量一下你能完成那一个。

（选择研究“线圈圈数”的小组有：第1、4、6组；选择研究“铁芯粗细 ”的小组有：第5组； 选择研究“电池节数”的小组有第9、11、10、7组；选择研究“铁芯长短”的小组有第2、3、8、12组）

师：哪些小组能调整一下

师：能不能就一组研究  生：不行 因为有实验的偶然性。

……

反思：案例（三）中，教师引导学生作出假设、提出问题，是比较合理的自主探究过程。之后让学生自主选择想要研究问题这个环节，从表面上看是为了体现学生主体，尊重学生的选择，但实际上学生在此时作出的选择是随机的，没有思维支撑的，最后仍由教师重新安排。这样的“自主”我想只是为了“自主”而“自主”，没有实际的教学意义。

 对策：明确理念提升思维

科学探究应该是一种带着目的的研究活动，让孩子们带着明确的目的和任务开始探究，更具实效，更具效率，更符合儿童的认知规律。在引导学生明确探究任务时，教师不必为了类似案例（三）中所谓的“尊重学生”而用去不必要的时间，这些环节的设计实则是不能促进思维发展的。教师在设计教学时，要明确哪些活动是真正促进学生思考的有效的自主探究活动。

教师设计科学探究活动时，确实因该以学生为主体，但不是为体现这一理念而一味放手、过度“开放”。 科学探究首先必须保证过程的有效性、有序性、严谨性和一致性，以培养学生成为积极的思考者，基于学生自主探究，并促进学生不停地思考，并结合学生已有认知设计高层次的促进学生思维发展的有效问题情境，更多地给予学生具有高水平思维活动任务而不是低水平的思维任务。

三、适切把握学生的心理特点

学生在科学探究活动中会呈现出好奇心、探究欲、对材料高度关注、挑战难度任务等学习心理。教学中，教师可以充分利用学生的学习心理，设计好探究活动，让教学精彩和高效。

案例（四）：老师，怎么还不让我们观察

在四年级的一节科学课《油菜花开了》上，教师利用录像材料引入课题，然后出示一盆油菜花，让学生找一找哪一部分是花，并让一个学生用剪刀剪下一朵油菜花。然后每组领取一盆油菜花，并剪下其中的一朵进行观察。接下来是教师对学生观察前的指导：

（1）对剪下来的油菜花，你们准备研究它的什么？

（2）怎样研究？用什么方法来研究？

（3）需要什么工具？

（小组讨论、汇报交流）

（学生开始表现出对活动的期待，讨论得较热烈）

师：用镊子撕下来的花的各个部分可能很多，你准备怎么办？

师出示幻灯片，友情提示：

（1）选一朵完整的花。

（2）两人合作，由外到里的进行解剖。

（3）完成研究报告。

（4）整理实验器材。（生开始活动，表现出不耐烦的情绪，还有部分学生开始自己的“小动作”）

时间已经过去17分钟了，从第5分钟开始，学生就面对这实验桌上的一盆油菜花和手里的一朵油菜花。在教师的引导下，学生耐着性子讨论、“倾听”教师关于解刨前的要求，但是他们的眼睛始终在注视着花。当教师引导到15分钟时，一个学生终于忍不住了，他小声的嘟囔了一句：“怎么还不让我们观察？”

反思：当教师重视对学生活动前的指导，使学生明白“做什么，怎样做，为什么这样做”，但如果占据课堂过多时间，虽然能够保证探究活动顺利进行，造成长时间的的等待，容易使学生的探究热情满满的耗尽。

对策：关注学生心理状态

在探究活动情境创设后，作必要交代，但不包办一切探究活动中可能遇到的所有问题。充分信任学生在活动中尝试解决问题，随时关注小组活动，随机跟进指导。教师在控制指导时间，适切的把握学生心理特点，合理分配时间和空间。此外，在探究活动中，要合理把握出示材料时间，既要用材料来引发兴趣，也要防止材料过多、出示时机不当等造成负面影响。

综上所述，在设计探究活动时，认真研究学生的认知水平是必要的前提。教师需要找到认知水平和科学教学的切入点和结合点，做到全面客观地对学生整体的认知水平、思维水平及心理特点进行分析，合理利用学生特有的心理特点，充分把握学生思维水平，设计高层次的促进学生思维发展的有效问题情境，给予学生具有高水平有效思维活动任务，制定有针对性的探究活动。才能有得放矢，实现从学生的实际出发进行有效教学，充分体现以生为本的教学理念。

 

【参考文献】：

[1]教育部.全日制义务教育科学（3-6年级）课程标准（实验稿）［M］.北京师范大学出版社，2002

[2]姚伟国.《有效探究应关注儿童经验》［J］.中小学教学研究，2008（7）

[3]《为促进学生不断思考而进行的教学及其课堂实践》 施昌魏  浙江小学科学网；

[4]《新小学科学教育》 美国 萨玛.沃泽曼.乔治.伊芙尼.著.北京师范大学出版社；

[5]《小学科学教师专业能力必修》，喻伯军主编，西南师范大学出版社；

[6]《“浙江省中小学学科教学建议”案例解读—小学科学》 喻伯军主编 浙江教育出版社