科学现象教学突破课堂边界，打造深度思维

姚菊容 刘云

【摘 要】小学科学“现象教学”基于教材和校情，模糊和柔化时间、空间、学科三大壁垒的边界，提升探究高度、拓宽探究广度、挖掘思维深度，为学习者的自主学习和实践探究提供更为开阔的无边界课堂。这有利于建立科学学科与生活及其他学科之间的联系，促进学生科学探究能力提升。

【关键词】小学科学 现象教学 课堂边界 思维深度 探究能力

“无边界学习”概念是英国教育界首先提出的，是指利用所有学习平台，给学习者提供一个可以在任何地点、任何时间，使用身边任何可以获取的学习机会进行学习活动的学习环境[1]。小学科学现象教学基于教材、基于校情，模糊边界、柔化边界，引导学生走向生活、走向社会、走向自然，突破时间、空间、学科三大壁垒，为学习者的自主学习和实践探究提供更为开阔的平台和空间，建立与生活的联系，建立与其他各学科的联系，促进学生科学探究能力提升，实现无边界课堂。

一、突破时间的壁垒，提升探究的高度

在实际教学中，有一些探究活动无法在课堂上完成，为了让科学探究不因课堂铃声的结束而结束，让学生把科学探究的激情带到课后，利用课余时间继续进行实验与探究，培养学生科学探究的精神和持续学习的毅力，科学教师应根据每节课的教学内容，精心设计联系生活实际的拓展延伸活动，鼓励学生课后自主开展探究活动，把课堂上学到的知识与现实生活建立联系。以“蚂蚁喜欢吃什么”教学为例。

【背景】学习三年级“蚂蚁长啥样”一课后，学生对于蚂蚁产生了兴趣，于是教师设计拓展内容：蚂蚁吃什么？蚂蚁怎样搬动比自己重很多倍的食物？课后请同学们继续研究。

【描述】黎丽娴同学对于蚂蚁喜欢吃什么的问题非常感兴趣，于是利用国庆节假期跟爷爷一同去了动物园，抓了几只大蚂蚁，回家后每天给他们投喂不同的食物：白菜、糖果、草莓、饼干……运用课堂上学习的方法，观察蚂蚁每天吃了多少，剩了多少，由此分析蚂蚁喜欢吃什么，并做了详细的观察记录（见图1）。

黎同学对蚂蚁进行了连续7天的观察，并做了图文并茂的观察记录。她能将在课堂上学到的观察方法进行迁移应用，课后抓蚂蚁进行持续观察和记录，通过对比与分析，最终得出结论，这体现了“会学”，体现了科学探究活动带给她的乐趣与持久的动力。由此可见，学生在课堂上学到相关科学知识，课后继续带着高昂的探究激情进行自主探究的做法，让科学探究从课堂延续到课后，突破了时间的壁垒。学生在走向更为真实的生活世界的同时，提升了知识迁移与应用的能力。

二、突破空间的壁垒，拓宽探究的广度

科学探究不应只是局限在实验室、教室里，教师应创造一切条件帮助学生突破空间的壁垒，让学生走出教室，走进校园，走进社区，走向社会，走向自然，让科学探究不受地域的局限。以“松山湖水质的调查”教学为例。

【背景】家住松山湖的杨雨霏同学在学习了五年级上册第3单元“水”，了解水资源及水质知识后，对松山湖湖泊、河流接二连三出现死鱼的现象产生疑问：湖中死鱼与松山湖的水质有关吗？

【描述】于是，杨雨霏约了班上的何镇宇、余婉婕、许海雯、楊沁伟、韩子磊同学，准备对松木山水库和附近湖泊进行实地勘察，并收集样本水样进行了检测与调查。在环保部门的指导下，他们通过实验检查、采访调查等手段，了解了松山湖园区的水质现状（见表1）。

最后得出结论：松木山水库的pH值和化学需氧量在正常范围内，生化需氧量接近正常值，水质较好。经常规净化处理（如絮凝、沉淀、过滤、消毒等），其水质即可达到生活饮用水的标准。月山水质除了pH值正常以外，其余两项指标均超标，水质很差。后经调查，此为工业污水，由于修理石大路工程造成污水管破裂，污水流到月山河中。月荷湖水质较浊，化学需氧量值较高，只能用于人体非直接接触的娱乐用水。

杨同学具有很强的问题意识，在学习了有关水的知识后，发现松山湖有死鱼，对此产生疑问，然后结合书本中学到的知识，邀约同学对松山湖附近水域的水质进行调查。通过请教专家、采集水样、观察记录、实验检测、数据分析，最后得出结论。学生走出教室，充分利用校园、家庭、社会资源开展科学探究，有效地突破了空间的限制，让探究不再是实验室或教室里的纸上谈兵，而是解决与生活紧密联系的真实问题。这不仅有效拓宽了学生科学探究的广度，而且让学生的思维能力得到了有效的发展。带着科学的思维把目光投向社会，关注自然生态，也正是现代教育中所着力培养的公民责任担当。

三、突破学科的壁垒，挖掘思维的深度

《基础教育课程改革纲要（试行）》指出，要改变课程结构过于强调学科本位，科目过多和缺乏整合的现状，重视课程的开放性、综合性，提倡不同学科相互联系，相互补充和相互渗透，整合学科知识，实际生活以及学生个人经验，进行跨学科教学[2]。作为科学学科，以培养学生问题解决和创新思维为目标，则更需要以科学为中心，打破学科界限，融合各学科知识，有目的、有计划地进行教学设计和组织教学活动，以突破学科壁垒，实现跨学科知识应用，让学生在运用知识解决问题的过程中进行更深入的思考与融合，挖掘思维的深度。教师可以根据科学教材的内容，以培养学生跨学科知识应用能力及问题解决能力为宗旨，对教学内容进行创造性的整合。如《科学》（粤教科技版）一年级“纸都吸水吗”一课，教师对教学内容进行研究，整合后的课题为“让纸绳更结实”，让学生带着“如何让纸绳更结实”的任务展开探究。学生需要运用科学知识，通过对比实验探究纸的特性。在描述不同的纸的特点时需要运用语文知识，选择材料进行纸绳的制作则关系到工程技术的实践与应用。又如四年级“电与电路”一课，教师将内容整合后，题目改为“给灯泡加上开关”，学生需要运用科学知识来研究如何用开关控制电路，需要用到美术知识来画出电路设计图，也需要运用工程技术来选择合适的材料并进行电路组装。再如六年级“生态瓶的秘密”一课，教师以“设计制作生态瓶”为题展开教学，学生通过探究了解鱼塘生态系统，运用科学知识设计生态瓶方案，并运用美术知识画出生态瓶设计图，然后运用数学知识计算瓶子容量、材料用量及成本。以上课例都有一个真实而具体的任务，学生需要创造性地运用跨学科知识、结合实际生活和个人经验去解决，解决问题的过程就是学生思维发展的过程。深度学习与浅层学习的一个重要区别就在于是否能够利用知识运用到新情境中解决问题。这种以问题解决为核心的课例有利于培养学生的问题意识、动手实践能力和科学素养。以三年级“花盆补水器”为例。

【背景】三年级学生在学习了材料的吸水性后学习制作花盆补水器，教师将学习内容与学生的生活紧密联系起来，设计了一个真实而有意义的任务：过了一个长长的暑假，班级阳台的植物都干枯了，你有什么办法解决假期给植物浇水的问题？

【描述】于是同学们围绕着这个生活中的有挑战性的任务展开了探究：怎样设计自动浇花器？采用什么材料做引绳？浇花器的储水设备需要多大容量？自动浇花器怎样把水引到花盆里？最后通过小组合作及设计制作，各式各样的自动浇花器应运而生。

教师根据教材内容，联系生活实际，有目的、有计划地设计一个融入科学、美术、数学、工程技术的探究任务。为解决给植物浇水的问题，学生会思考用什么材料做花盆补水器。通过设计对比实验，探究材料的吸水性，选择合适的材料来制作浇花器的引绳。材料确定后，学生需要思考设计一个什么样的浇水装置，这就需要学生首先进行构思与设计，运用美术知识画出浇花器的各部分结构，再运用数学知识来计算植物一天、一周、一个月的水量，并运用工程技术制作装置、实践验证以及改进装置等。整个过程中，只有进行跨学科知识的应用与整合才能解决制作过程面临的一个又一个问题，学生需要协同探究、设计制作、反思改進……学生的工程规划、项目执行、总结反思、创意设计等能力得到了不断的提升。

科学教育“不仅要求每个学生在课堂上学习科学理论知识，更要求全体学生像科学家那样介入社会性的科学实践中，运用科学方法对客观世界、人类社会做出说明，并在科学研究的基础上，通过科学决策参与到社会改造的科学实践中，在学生参与、介入的科学的社会实践中，将诞生一个有责任担当、肩负社会使命的公民”[3]。突破时间、空间和学科三大壁垒，让科学课程实现无边界，正是超越课堂学习，走向社会实践的有效途径。

参考文献

[1] 秦丽.6个特写，读懂“无边界学习”——记广东省深圳市南山区赤湾学校课程改革实践[N].中国教师报，2016-10-26（12）.

[2] 陈为铎，赵斐.多元智能视角下中学学科交叉融合教学的思考[J].中学教学参考，2013（33）：104.

[3] 段发明，刘倩.我国小学科学教科书70年回顾与展望——文化视角的审视[J].课程·教材·教法，2019（7）：61-67.

（作者系广东省东莞松山湖中心小学科学教师）

责任编辑：孙昕

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