中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1671-7503 (2015)09-0050-04 小学科学课程为学生提供了探究自然科学的机会,但每 周1课时的教学时间限制了探究活动的开展;
“螺旋上升式” 教材编写方式,导致内容有宽度而无深度等问题。一个较新 的方法是将科学、技术、社会三门学科整合在一起,形成STS 课程,进行每周4-5课时的统整教学。整合后的STS课程可以 让学生有足够的时间和空间围绕某一个主题学习,结合多学 科的知识深入探究,防止学科知识的割裂和知识点的重复。
知识建构(Knowledge Building)是一种新建构主义理 论。与传统的基于过程的教学不同,知识建构理论强调的是基于原则的教学设计,从观点、社区、工具三个方面阐述了 12条原则,其中,一条核心原则是强调观点的概括与升华。
在源自日常生活的问题情境中,学生提出自己的“观点”;
学生在教师的帮助下对多样化、复杂的“观点”进行概括和 总结,不仅仅是简单罗列观点,而且引用他人观点和权威资 料来丰富和提炼自己的观点;
最后,教师和学生可以收集相 互关联的观点,放入一个升华短文中,加以概括,提出更复 杂且相互联系的社区观点。
在STS课程的教学中,运用知识建构理论可以更有效地 实现“自主、探究、合作”学习。本学期的探究活动围绕“电” 展开,通过观点的“概括”与“升华”,从学生熟悉的生活 中的“电”出发,建构出有关的知识体系与设想,如不同发 电方式、我国发电能源结构、国外发电方式、对我国发电能 源结构的建议和大胆的设想等,学生在自主探究中对“电” 有更加深入的理解,促进交流协作。
一、教学目标 1.知识与技能目标 (1)围绕研究主题“电”,了解不同发电方式的优缺 点、我国发电方式能源结构等。(2)初步形成“电”的系统化认知,认识到电与现代 社会发展的密切联系。
(3)能够进一步理解知识建构学习,熟练使用知识论 坛的阅读、改进、发展等功能。
2.过程与方法目标 能自主开展基于知识建构的探究学习,积极运用多种研 究方法,通过与老师、同学的交流积极主动地合作,不断提 出和完善个人观点,共同建构社区知识。
3.情感态度与价值观目标 让学生更加关注与“电”相关的现实问题,增强环保意 识和安全用电意识,并落实到平时的实践行动中。
二、教学平台 知识论坛(Knowledge Forum)是知识建构理论的支撑 性工具。学生可以将自己的隐性知识外化到知识论坛中,辅 以图片、视频等多媒体形成个人观点。学生通过知识论坛提 供的阅读、发展观点和支架等功能,提炼和完善自己的观 点;
在小组内提出自己的新观点;
小组成员讨论后将观点进行综合,实现个人观点向小组观点的转化。在多元化观点的 基础上,知识论坛提供“升华”功能,联系多样化观点,总 结出更综合、更统筹的观点,形成班级观点。在此过程中, 论坛内还提供了形成性评价的工具,帮助诊断学习过程中存 在的问题,并反馈到正在进行的活动中。
三、教学对象 四、教学过程 知识建构理论强调从真实的观点、现实的问题出发。
“电”作为现代生活中必不可少的能源,学生在生活中早已 通过感知接触过“电”并形成了初步的经验。教师引导学生 从身边真实的情景——灯泡出发,激发学生的学习兴趣;
通 过自主探究,集体建构,逐步建立关于“电”的系统性认知 以及“电”与现代社会发展的密切联系;
在现有认知水平上 实现知识的创新。
五、个人观点的提出 1.问题情境教学初期,教师通过“点亮小灯泡”的实验创设学习情 景,对学生进行集中教学,让学生初步感知“电”的现象, 熟悉并掌握基本的操作技能,激发学生的兴趣,为以后的学 习探究作铺垫。
2.初步提出个人观点 教师在课程初始创设的学习情景激发了学生的学习兴 趣,学生开始在生活中寻找有关“电”的现象:有的学生提 出“鸟站在电线上为什么不会触电”的问题;
有的学生注意 到干电池、发电机等与“电”有关的物体;
有的学生简单描 述了有关“电”的现象,如闪电、灯泡发光等;
还有的注意 到不同的发电方式,如:水力发电、火力发电、潮汐发电等。
学生将这些观点和问题及时记录在知识论坛中的“对电的了 解”和“最初的问题”两部分,以便学生观点的交流和分享。
3.筛选并确定研究内容 教师组织学生进行课堂讨论,每个学生都要提出自己的 观点。在教师的引导下,与学生对观点进行分类汇总,确定 了研究内容分为“电从哪里来”、“电的流动”和“电与生 活”。在“电从哪里来”中,确定了对闪电、火力发电、水 力发电等不同的发电方式的探究。教师还带领学生参观火力发电厂,向专业人士请教,听讲座来丰富学生的知识体系。
4.观点推进 确定探究闪电后,学生开始从教师提供的网站、文本资 料或书籍入手,详细了解闪电的形成过程。与之前简单描述 闪电现象不同的是,学生能用自己的语言概括并在课堂讨论 中表述自己的观点,还会利用示意图形象、具体地解释闪电 的形成。
对于研究潮汐发电的学生,在阅读资料的过程中,教师 指导学生提取其中的重要信息;
学生整理后,提出“潮汐发 电和水力发电工作原理相似”的观点,并画出示意图,详细 解释了潮汐发电的工作原理;
最后,提出要对问题“为什么 潮汐发电现在还没有大规模使用”进行深入探究。
教师通过“点亮灯泡”的实验创设情境,引入到有关“电” 的研究主题,引导学生从真实的问题出发,允许多样化观点 的存在。学生经过与同伴、教师的讨论,从多样化的观点中 确定了自己的研究主题,并在知识论坛中写下对研究主题最 初的了解,形成个人的最初观点。学生通过阅读他人的观点, 引用与自己观点联系密切的观点;
同时在教师指导下仔细阅 读权威资料,并将其中的关键字词、语句进行归纳,融合到 自己的观点中,推进个人观点。学习初期,学生并不知道如何概括资料和观点,只是将 查找到的资料复制到知识论坛中,作为个人的最初观点;
随 着探究的深入,学生意识到要通过阅读材料,概括出材料主 旨,并用自己的语言归纳成观点,才能继续探究,推进个人 最初的观点。在提出个人最初观点到个人观点推进的过程中, 学生实现了从最初的简单罗列观点和问题,到引用他人观点 来丰富自己的观点,再到概括权威资料,融合到自己的观点 及提炼观点的跨越。
六、小组观点的形成 在学生感兴趣的研究问题中,有些学生开展了对干电池 进行探究。于是,学生在知识论坛中提出对干电池的了解后, 以小组的形式,通过设计一个实验来探究干电池的发电原理, 最后在论坛中提出小组的观点。
1.设计实验 确定对干电池的发电原理探究后,学生认为要了解干电 池的内部结构,于是,学生选择对一个废日的干电池进行解 剖;
学生将解剖后的干电池与电池的内部结构图对照,认识 了电池的内部构造。为进一步探究电池的工作原理,学生根据教师提供的实验一般流程,提出自己的假设“电池里的酸 性物质与锌片反应而产生电”。为验证这一假设,学生将实 验搬到课堂上,利用教师提供的实验器材,将锌片放入白醋 中并测量其电流,结果测量出了微弱的电流,证明了假设的 正确性。
2.深入探究 小组演示实验后,学生开始提出问题:“为什么用白醋 而不是其他的物质”、“锂电池、充电电池的工作原理是什 么”、“与非酸性物质反应能否发电”以及“为什么干电池 只能用一次而充电电池可以在充电后重复使用”等。小组成 员对于能给出确定答案的问题在课堂上及时解答;
对于不确 定或不知道的问题会记录下来,以便课后查阅资料,进行下 一步的探究和解答。
学生提出个人观点后,教师将观点相同或相似的学生分 到一个小组。在小组内部,小组成员先提出自己的观点;
组 内成员进行讨论,质疑,查资料;
最后,将观点进行汇总, 确定一个研究主题并提出小组的综合观点。
在个人观点向小组观点转化的过程中,对权威资料的阅读与概括促进了观点的综合。学生对其他小组提出质疑之前, 必须先阅读其观点和有相关的理论依据之后,再提出自己的 问题或观点。因此,学生掌握的不仅仅是自己研究问题的知 识,还对其他观点的相关知识有了一定的了解,加强了观点 间的联系,拓宽了知识面。
七、班级观点的建构 经过一段时间的探究后,学生对各种发电方式有了一定 的了解。教师让学生围绕主题“我国发电能源结构是否合理”, 来探究我国的发电能源结构的合理性、国外发电方式及对我 国发电方式的建议等。
1.组内交流 学生最初接触的发电方式是火力发电,在小组内学生根 据在发电厂的参观经历、专家讲座以及权威资料,提出有关 火力发电的个人观点,如“火力发电污染环境”。在此类观 点的启发下,学生对火力发电的污染物产生了兴趣,发现火 力发电的污染物主要有二氧化硫和粉尘等,还发现火力发电 对人的呼吸道会造成伤害,但也发现火力发电相较其他的发 电方式有“费用低”、“受环境制约较小”等优势。每个小 组将组内观点汇总,画出思维导图便于课上交流。2.班级交流 每个小组派代表向全班汇报小组的观点,其他同学可以 对小组的观点提出质疑,也可以提出自己的观点。除了将火 力发电与不同发电方式进行对比之外,学生还参考国外的发 电方式提出“美国天然气资源丰富,可大力发展天然气发 电;
以色列大面积沙漠,可大力发展太阳能发电”的观点, 提出新能源、清洁能源的概念。
3.新的观点 将我国发电方式与国外其他发电方式比较后,大多数学 生认为我国发电能源结构不合理。于是,教师要求学生提出 自己的建议和设想,有的学生考虑到火力发电是以煤炭为原 料,认为“中国的煤炭总有一天会用完,所以,我的设想是 逐步减少火力发电”,建议“把小型和中型的发电厂合并到 大型的发电厂,这样可以减少一半的资金,并投资在减少污 染上”;
有的学生认为可以充分依靠自然条件发电,如利用 雷电,“可以引取自然的雷电,储存起来,以备不时之需”;
或者借鉴国外技术,使用清洁能源;
还有学生提出“宇宙太 阳能发电”,不过受技术条件的限制,这种发电方式还只是 一个设想。教师对学生提出的建议进行记录和总结,让每个学生的观点都得到了认可。
4.制作作品 教师征求学生意见设计PPT作品,将对不同发电方式的 探究结果以作品的形式呈现出来。将学生的观点进行汇总, 推进个人、小组观点向班级观点转化,并将PPT作品放在校 内展示。
八、总结 以知识建构为理论基础,通过学习“电”,学生在概括 能力、加强观点间联系和知识创新三个方面都有了明显的提 高。
1.提高学生归纳与概括的能力 学习初期,学生通过简单地复制和粘贴资料来表达自己 的观点,如描述闪电现象。经过一段时间的学习之后,在教 师的指导下,学生从仔细阅读和理解权威材料、实地考察、 讲座中选择自己需要的知识支撑观点;
在小组和班级的讨论 中,借鉴他人的观点,提取其中的重要信息,与自己的观点 进行整合,用实验、示意图、思维导图等多种方式呈现观点, 并用自己的语言论述观点,对闪电形成过程借助于示意图的 方式来阐述,提高了学生理解、概括材料的能力。
2.加强观点间的联系,形成系统化的知识结构 从个人观点到小组观点再到班级观点的过程中,学生不 断地阅读和借鉴他人的观点,丰富自己的观点,使每个人的 观点相互联系;
同时,学生通过探究将深层次的知识点联系在一起。最终形成班级作品时,学生对本主题的相关问题已 经有了系统化的认知,形成了知识体系,如学生对干电池发 电原理的探究,涉及到的问题不仅包括干电池的内部结构、 发电原理,还包括对不同种类电池发电原理的探究、以及对 干电池的成分是否一样提出质疑。
3.进行知识创新 学生提出的观点无论正确与否都会得到教师的肯定,这 使学生敢于提出一些创新性的观点,如“宇宙太阳能发电”、 “利用跑步机发电”等新奇的想法。同时,探究过程不因课 程结束而终止,学生在知识论坛中提出新的问题,可以在课 后继续进行探究,以便于促进知识创新。
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