以“全局性理解”的思维方式开展“深入性学习”的教学策略初探<br/>——以小学科学生命科学领域教学为例

以“全局性理解”的思维方式开展“深入性学习”的教学策略初探
——以小学科学生命科学领域教学为例

2022-01-01毕娅

科学咨询 2021年30期

毕娅

(重庆两江新区金州小学校重庆 400000)

一、研究背景

在教科版小学科学教材中，三年级下册第一单元是“动物的一生”，老师带领孩子们养蚕，感受动物生命的周期和变化；四年级下册第一单元是“植物的生长变化”，老师带领孩子们亲自种植凤仙花，感知凤仙花的一生的生长规律，构建起植物生命周期的模型。（教材对比图）

这样的单元内容属于生命科学领域，在教科版小学科学教材的每个年段都有，例如一年级上册第一单元植物，一年级下册第二单元动物，二年级下册第二单元我们自己等。生命科学领域对老师和学生的教和学均提出了较高的要求。学生要在较长时间里，在无老师督促和直接指导的情况下，自主并坚持进行长期而细致的观察和记录，这对于小学生而言有较大的难度。难度在于学生要在独立的、亲自的实践中，用科学的方法去探索，用科学的视角去发现，用科学的思维去归纳，用科学的语言去表达。同样的，在这一系列具有“科学味”的学习过程，离不开科学老师用有“科学味”的、有趣的、有序的活动去串联、去指导、去提升。然而，我们必须打破课内和课外的时间与空间的壁垒，勾连单元内容和学科能力，兼顾科学概念和科学探究，才能实现培养学生科学素养的目的。针对这样的矛盾和问题，作者从本学期伊始就确定了贯穿一学期的教研主题——如何在生命科学领域培养学生的科学思维，并针对主题就具体做法进行整体规划。

确定教研主题后，进行了文献阅读和理论学习，特别是与生命科学领域类似的课程，例如：项目式学习、STEM课程、综合实践、工程与思维等。学习之后的实践不能单纯“拿来主义”，怎样将学习的方法和思想内化外显、融汇贯通呢？在学习了《为未知而教，为未来而学》这本书之后，作者有了方向。书中阐述了两个契合作者正在研究的关于生命科学领域教学策略的核心理念：全局性理解和深度性学习。全局思维，就是考虑问题时由点及线，由线及面地放大格局去思考。这是一种从微观拉伸到宏观，再从宏观聚焦到微观的思维过程，全局思维的好处，是能帮我们透过表象去抓问题的本质关键，避免一叶障目的干扰。很多时候，比起拘泥于问题本身，问题背后所反映出来的深刻洞察更加重要。

在此理念的指导下，作者进行了真实的教学实践，最终认为科学老师应做到对教材、学情及课标的全局性理解才能引领学生的学习走向深入。

二、研究意义和价值

生命科学科学是小学科学的一个重要内容领域，这部分内容对于小学生科学素养的养成具有重要的意义和价值，因此正确理解和准备把握课程标准中生命科学领域的教育价值、课程内容的设计思路和教学要求等，可以帮助教师在教学中落实课程标准的理念和教学要求，从而有效地达成课程目标。

生命科学与物质科学、地球与空间科学都属于自然科学的范畴，生命科学是一门基础学科，主要研究内容是生命现象和生命活动规律。它是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。当今，它在微观和宏观两个层面的发展都非常迅速，并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密，对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。在生命科学领域的发展过程中，科学家尝试通过卵细胞核全能性来制造新的生命，在无数次的尝试过程中，将体细胞的细胞核移植到没有核的卵细胞中，借助这种“体细胞核移植重编程”，使得体细胞也能像受精卵一样具有发育成各种器官乃至完整生物个体的可能性，这也就是常说的克隆技术，它为生物学的发展和人类器官移植等治疗的研究提供了非常广阔的前景。

生命世界包含动物和植物等多种生物类群，生物的生存都需要一定的条件，例如营养物质、适宜的温度、水和空间等，在此基础上，生物个体能够生长、发育和繁殖后代，从而使这些生物类群得以延续。植物能够制造营养物质，可供自身利用；而动物则不能制造营养物质，只能利用植物等生物制造的营养物质。生物之间，以及生物与环境之间相互依赖、相互影响，它们组成一个有机的整体。学生通过本领域内容的学习，既可以获得基础的生物学知识，又可以领悟生物学家在研究过程中所持有的观点，以及解决问题的思路和方法。学生在积极、主动地参与学习的过程中，亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和得出结论等，从而获得新的生物学知识，养成以证据推理为核心的理性思维习惯，还有助于学生形成积极的科学态度，发展终身学习的能力。

学习生命科学领域的知识对学生的发展至关重要，这种学习经历对培养学生的科学素养具有重要的价值，有助于激发学生了解和认识自然界的兴趣，帮助学生初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点，形成热爱大自然、爱护生物和保护环境的情感。

三、研究策略

（一）用全局性理解的方式精读和整理教材

作者首先通读2017版教科版小学科学教材中生命科学领域的内容，并进行了梳理，构建学科、年段和单元整体的框架，接着深入学习课标，从其中将三个重要的大概念——植物与环境、植物的繁殖、生物的多样性进行了解读和提炼。在不断地思考学习和反复地实践探究中，作者摸索出适用于生命科学领域整体性布局，使学生展开深度学习的教学策略。

（二）从全局性理解出发精磨课例和统整单元

以四年级下册“植物的生长变化”单元为例，植物的生长变化要探索和学习的内容广泛，加之生长的周期较长，这就决定了本单元的教学与其他学习领域不同，这就需要科学老师具备全局性理解的知识体系，对教材进行再处理，对教学活动进行新设计，从而引领学生在长期的实践活动中达成深度学习。基于此，首先从整体把握课标，然后理清教材的设计思路，将纵向、横向脉络，以时间、内容和方式为主线进行整体布局和关联。

1.时间上尊重节律和学期统整兼顾

四年级下册从整体上采取三个单元交叉进行的策略，凤仙花萌发时研究植物的根，凤仙花没开花就学习第二单元“电路”，等待凤仙花结果的过程中，交叉学习植物的茎和叶，以及第三单元“岩石和土壤”。尊重时序和植物生长的节律，单元与单元交互、整体布局和安排教学进度。为了避免学习过程碎片化，并强调全局性理解，科学课堂的40分钟安排为“5+N”，“5”是用5分钟分享学生课外种植凤仙花的发现、思考和问题，“N”是学习本学期教材中需开展的科学概念和科学探究学习。

以“种子里孕育着新生生命”为例：作者用了30分钟左右的时间，带领学生开展探究种子里孕育着新生命的科学学习活动，用10分钟左右的时间以设计“种植计划书”切入，开启种植凤仙花的科学历程。课堂上灵活搭配“5+N”，以“5”承上启下，承接和反馈课外学生探秘凤仙花等植物的生长变化，以“N”深入探究一学期三个单元的内容，每堂课像一段首尾呼应的链条，链接成一条灵活、开放、且深入的主线，贯穿整个学期。不难发现，这样的精心规划的线，也将课堂与课外“全局性”关联在一起，不把铃声当做教学的起点和终点，学生便能在更广阔的时间和空间里学习科学。

2.内容上科学概念和科学实践并行

在处理教和学内容的策略同样是以全局性理解为主。学生在课内深入探究“必要”的科学概念，课外深入开展“必经”的科学实践，课堂上以分享、研学、实验、评价的方式，使课外的发现和问题得以展示、解决和提升；学生在课外的种植、观察、记录、思考，将课内的方法和兴趣得以巩固延展，课堂内所学的内容有活化、整合、运用的机会，科学经验和概念的建立达成有机联系，这就是在全局里发生的、看得见的生长，是真实的学习。精心布局的全局犹如一张网，将千丝万缕连缀成一体，并将学习引向有纵有横的深入之中，形成学习的螺旋上升趋势。在这样的“全局”里，老师和学生、课堂和课外、概念和实践、兴趣和基础都囊括其中，教师教研、学生学习各自向纵深发展，均完成深入性学习。

3.方式上深度研学和及时交流穿插

课内，学生带着课外的疑惑和问题进行主动参与研究，随后在研讨、质疑和修正等过程中巩固和提升所学；课外，学生带着科学知识和方法积极拓展与实践，有目的、有方向、有支撑地进行连续观察、坚持记录、深入分析；在下一堂课，学生交流和分享探究时的发现或思考，生生、师生评价，进而聚焦目标，大胆猜想，设计方案，开启下一阶段的探索……从而打破课内与课外，时间与空间的壁垒，将科学知识与实践、科学技术与情感态度价值观融会贯通，使学生真正进入深入学习的状态。

（三）以全局性的教学活动设计建立环保意识

教师组织学生进行栽种盆栽植物等活动，观察和记录种子的萌发、生长和发育过程，初步认识植物体生命过程中需要养分，且植物体的外部形态特征会发生变化，并了解植物的生命周期大致经历种子、幼苗成体人开花、结果等过程。此外，组织学生收集和分析不同生境（如沙漠、盐碱地、水域等）中的植物的照片或特征资料，通过个例分析和归纳概括的方式，帮助学生初步了解生活在不同小境中的植物具有适应其所在环境的外部形态特征，并都具有生命的基本特征及维持生命活动的相应结构。学生在学习时，需要从不同生物之间，以及生物与环境之间的相互关系理解生物多样性是如何保持的，即理解生态系统各成分的关系。首先，应该从生物成分的角度理解动植物的生存条件，明确二者意见的共性和不同之处。其次，理解动物与植物，以及与其他动物之间的相互捕食关系，即食物链和食物网，这是生态系统的营养结构基础。最后，理解生态系统的任何一一个成分发生变化时，其他成分都会发生变化，尤其是理解人类活动对动物、植物和环境产生的负面影响，使学生逐渐形成环保意识。