引領(lǐng)學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中參與“工程實(shí)驗(yàn)”

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引領(lǐng)學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中參與“工程實(shí)驗(yàn)”技術(shù)工程與科學(xué)概念融合發(fā)展是將工程設(shè)計(jì)與物化的方法過(guò)程，融合在科學(xué)概念的探究學(xué)習(xí)中，具有“實(shí)驗(yàn)探究”和“工程設(shè)計(jì)與物化”兩者的學(xué)習(xí)特征，因此我們稱之為“工程實(shí)驗(yàn)”。“工程實(shí)驗(yàn)”是以學(xué)生為中心，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)過(guò)程中的真問(wèn)題、真任務(wù)、真情境等進(jìn)行真實(shí)參與和解決，以工程活動(dòng)為主線，在完成工程活動(dòng)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)知識(shí)、發(fā)展能力的學(xué)習(xí)模式。本文以教科版小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)《不同的季節(jié)》學(xué)習(xí)為例，嘗試引領(lǐng)學(xué)生在概念學(xué)習(xí)的過(guò)程中，參與“工程實(shí)驗(yàn)”的全過(guò)程，將課堂教學(xué)從知識(shí)中心向人的素養(yǎng)發(fā)展本位回歸。一、審視：當(dāng)前學(xué)習(xí)的問(wèn)題表現(xiàn)與發(fā)展困境教科版二年級(jí)上冊(cè)“我們的地球家園”單元《不同的季節(jié)》一課，通過(guò)展現(xiàn)不同顏色的梧桐葉，引發(fā)學(xué)生展開(kāi)“不同的季節(jié)有什么特點(diǎn)”“季節(jié)變化又會(huì)對(duì)地球上的動(dòng)物植物和人類產(chǎn)生什么樣的影響”的學(xué)習(xí)。教學(xué)前，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題“描述季節(jié)的變化”的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能以“夏季炎熱、冬季寒冷”等感性的經(jīng)驗(yàn)和記憶加以描述，并會(huì)想到“春季桃花開(kāi)”等有季節(jié)代表性的動(dòng)植物；通過(guò)對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題“說(shuō)說(shuō)季節(jié)對(duì)動(dòng)植物和人類的影響”的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能對(duì)“春天種子發(fā)芽，秋天大雁南飛，冬天穿厚衣”等基于經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)加以籠統(tǒng)分類和歸納。這在一定程度上表明：學(xué)生已經(jīng)積累了有關(guān)“四季變化現(xiàn)象”豐富的感性經(jīng)驗(yàn)，他們對(duì)于“季節(jié)變化對(duì)動(dòng)植物和人們生活的影響”有一些較為粗淺的認(rèn)識(shí)。有效的學(xué)習(xí)應(yīng)該基于學(xué)生已知，并提供適合的學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，如果機(jī)械遵照《不同的季節(jié)》教材的編排開(kāi)展教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)效果并不理想。（一）以靜態(tài)化的設(shè)計(jì)屏蔽動(dòng)態(tài)的思維共振采用圖片或視頻的單線式推進(jìn)方式喚醒學(xué)生對(duì)四季的記憶，以交流、匯報(bào)作為學(xué)生學(xué)習(xí)四季概念的方式，更多的是站在單個(gè)季節(jié)的層面，靜態(tài)梳理與添加學(xué)生的事實(shí)性知識(shí)，缺少四季現(xiàn)象、四季更替及引發(fā)因素三者間的縱向認(rèn)知，導(dǎo)致學(xué)生形成的四季概念的模型是獨(dú)立與靜止的。（二）以碎片化的活動(dòng)代替完整的思維軌跡通過(guò)零散、籠統(tǒng)的課堂活動(dòng)，學(xué)生不能建立季節(jié)現(xiàn)象、變化以及內(nèi)在原因的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，且探究欲望也比較弱。因而，教師應(yīng)該以真實(shí)的情境任務(wù)和具體的實(shí)物模型為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)問(wèn)題表征的思維可視過(guò)程。（三）以淺層化的表述遮蔽多維的學(xué)習(xí)結(jié)果

1淺層對(duì)話，是指師生就教材內(nèi)容或拓展資源展開(kāi)簡(jiǎn)單的、淺層次的交流回答?！恫煌募竟?jié)》一課中，教師提出：“通過(guò)這幾張圖片，你發(fā)現(xiàn)了什么？你知道季節(jié)變化對(duì)生物有什么影響嗎？”學(xué)生通過(guò)“看圖說(shuō)話”即可了解教材表達(dá)的含義，但難以體會(huì)并表達(dá)其中的意蘊(yùn)，更多的是已有經(jīng)驗(yàn)的復(fù)現(xiàn)。二、破局：“工程實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)詮釋與內(nèi)涵特征科學(xué)是知識(shí)與實(shí)踐融合統(tǒng)一的學(xué)科?！肮こ虒?shí)驗(yàn)”將概念學(xué)習(xí)的科學(xué)探究與技術(shù)工程統(tǒng)一為一體，在核心概念的統(tǒng)整下，設(shè)計(jì)和實(shí)施工程活動(dòng)，使學(xué)生在問(wèn)題解決的過(guò)程中，建構(gòu)學(xué)科知識(shí)體系，并且將知識(shí)、事物與個(gè)體自我進(jìn)行有機(jī)整合。（一）內(nèi)線：“工程實(shí)驗(yàn)”背景下科學(xué)概念的發(fā)展“工程實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)的內(nèi)在依據(jù)是核心概念的發(fā)展過(guò)程。概念的發(fā)展被形象地比喻為“概念煉制”，其實(shí)質(zhì)是學(xué)生經(jīng)歷一系列豐富的“工程實(shí)驗(yàn)”活動(dòng)，在關(guān)聯(lián)性問(wèn)題串的驅(qū)動(dòng)下、多樣化學(xué)習(xí)支架的引導(dǎo)下以及綜合性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的推進(jìn)下，解構(gòu)其錯(cuò)誤或不完整的先前概念，循序漸進(jìn)地建構(gòu)科學(xué)概念的過(guò)程。（二）中介：“工程實(shí)驗(yàn)”背景下學(xué)習(xí)地圖的設(shè)計(jì)“工程實(shí)驗(yàn)”學(xué)習(xí)活動(dòng)中整體性的問(wèn)題設(shè)計(jì)是構(gòu)建科學(xué)學(xué)科概念的載體，它是將核心概念轉(zhuǎn)化為具體的“工程實(shí)驗(yàn)”中介，進(jìn)而將以科學(xué)知識(shí)為主線的科學(xué)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸?shí)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的解決過(guò)程。整體問(wèn)題的設(shè)計(jì)是圍繞驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，再將其按照核心概念的發(fā)展路徑轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)緊密的問(wèn)題序列，讓學(xué)生在經(jīng)歷問(wèn)題解決過(guò)程中發(fā)展科學(xué)核心能力。（三）外線：“工程實(shí)驗(yàn)”背景下學(xué)習(xí)過(guò)程的布局引入“工程實(shí)驗(yàn)”理念，以“設(shè)計(jì)制作季節(jié)館”為主體活動(dòng)，將概念學(xué)習(xí)的科學(xué)探究與模型建模的技術(shù)工程融為一體，將驅(qū)動(dòng)性的問(wèn)題分解成相關(guān)的子問(wèn)題，將學(xué)科概念細(xì)化、具體為一個(gè)個(gè)可操作的真實(shí)性學(xué)習(xí)活動(dòng)，促進(jìn)了技術(shù)與工程、學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念的融合發(fā)展。

2《不同的季節(jié)》工程實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖三、推進(jìn)：“工程實(shí)驗(yàn)”的案例剖析與實(shí)踐探索運(yùn)用“工程實(shí)驗(yàn)”的《不同的季節(jié)》學(xué)習(xí)，以幫助“浙里四季”欄目組設(shè)計(jì)與制作一個(gè)符合季節(jié)特色的“季節(jié)館”為情境，展開(kāi)“四季變化的典型現(xiàn)象與季節(jié)變化對(duì)動(dòng)植物和人類生活的影響”的探究。（一）關(guān)聯(lián)性問(wèn)題串：從認(rèn)知激發(fā)到概念建構(gòu)的媒介1.任務(wù)統(tǒng)領(lǐng)：?jiǎn)拘言J(rèn)知，統(tǒng)整核心概念學(xué)生對(duì)“不同的季節(jié)”的認(rèn)識(shí)有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，只是他們的認(rèn)識(shí)還存在一定的局限性。通過(guò)“浙里四季”欄目組發(fā)出的邀請(qǐng)函引發(fā)真實(shí)挑戰(zhàn)任務(wù)——布置具有季節(jié)特點(diǎn)的季節(jié)館。一是將學(xué)生的前概念正向遷移到本節(jié)課的學(xué)習(xí)中；二是梳理歸納學(xué)生對(duì)季節(jié)的感受，給四季定下主基調(diào)。學(xué)生在真實(shí)情境任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，喚醒原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)始投入工程實(shí)踐。2.子任務(wù)攻略：串起思維鏈，關(guān)聯(lián)概念序列為解決布置季節(jié)館（體現(xiàn)季節(jié)特色）這一核心問(wèn)題，需要將關(guān)鍵的問(wèn)題分解成多個(gè)子問(wèn)題，形成多個(gè)子任務(wù)，從而具體為一個(gè)個(gè)可操作的真實(shí)性學(xué)習(xí)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究。因此根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知困惑，筆者將總?cè)蝿?wù)分解成3個(gè)子任務(wù)。子任務(wù)1：“季節(jié)小偵探”。學(xué)生通過(guò)“季節(jié)小偵探的活動(dòng)”，先“辨一辨”照片拍攝的季節(jié)，再用“我判斷這是……季節(jié)，因?yàn)椤钡木涫健罢f(shuō)一說(shuō)”，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注一年四季的典型現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

3子任務(wù)2：“季節(jié)布置師”。學(xué)生通過(guò)閱讀《四季圖冊(cè)》，思考并感悟四季是怎樣影響動(dòng)植物和人類生活的；在理解和完善“四季對(duì)生物的影響”的概念后，選擇合適的模型材料制作布置季節(jié)館?！凹竟?jié)布置師”活動(dòng)把概念的學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)習(xí)的過(guò)程充滿樂(lè)趣，體現(xiàn)了教學(xué)的素養(yǎng)導(dǎo)向。子任務(wù)3：“季節(jié)代言人”。學(xué)生給季節(jié)代言人選擇合適的衣著，參加季節(jié)館活動(dòng)并設(shè)計(jì)解說(shuō)詞，向參觀者介紹季節(jié)館的特色。學(xué)生在理解相關(guān)概念的同時(shí)，解釋“季節(jié)館模型”，加深了對(duì)季節(jié)變化的辨析與表達(dá)。（二）多樣性支架：從學(xué)習(xí)資源到助力概念內(nèi)化的橋梁教師需要搭建“成長(zhǎng)的支架”，提供學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)策略等，指導(dǎo)與推進(jìn)學(xué)生在“工程實(shí)驗(yàn)”完成過(guò)程中的深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)“工程實(shí)驗(yàn)”成果的生成。1.沙盤(pán)演繹：捕捉動(dòng)態(tài)生成，營(yíng)造學(xué)習(xí)體驗(yàn)場(chǎng)域“工程實(shí)驗(yàn)”的核心是產(chǎn)品制作，它以“實(shí)踐”的方式整合了知識(shí)、技能、活動(dòng)等，在設(shè)計(jì)和制作中形成知識(shí)的生成與應(yīng)用。在《不同的季節(jié)》教學(xué)中，季節(jié)館的布置就借助沙盤(pán)模型，通過(guò)模型及時(shí)捕捉課堂問(wèn)題的動(dòng)態(tài)生成，層層深入，讓學(xué)生通過(guò)感官或?qū)嵺`去布置，獲得高峰體驗(yàn)。2.材料自助：另類思維體操，可視化學(xué)習(xí)結(jié)果“工程實(shí)驗(yàn)”需要提供豐富的、有結(jié)構(gòu)的材料。設(shè)置材料區(qū)——“四季超市”，使其成為“自助餐式”材料站，為不同的學(xué)生提供個(gè)性的材料，如形象生動(dòng)的《四季圖冊(cè)》學(xué)習(xí)材料、形態(tài)各異的動(dòng)植物模型。有聲有色的氛圍感材料，讓學(xué)生在探究過(guò)程中更自主。材料的選擇體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)季節(jié)的理解，并且通過(guò)小組介紹“我們組制作的是X季節(jié)館”“我們選用的材料有……”“我們選擇的理由是……”，將學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)梳理歸納，形成一定的認(rèn)識(shí)并且以可視化的結(jié)果呈現(xiàn)出來(lái)，便于學(xué)生修正和建構(gòu)核心概念。（三）綜合性評(píng)價(jià)：從表達(dá)走向?qū)υ挼母拍罱忉尅肮こ虒?shí)驗(yàn)”給予學(xué)生的不僅是知識(shí)和能力的增量，更是真實(shí)情境的參與，而“工程實(shí)驗(yàn)”評(píng)估與成果展示是其中一個(gè)重要組成部分。1.解說(shuō)代言：引領(lǐng)學(xué)習(xí)進(jìn)階，突顯“工程實(shí)驗(yàn)”表現(xiàn)力在“工程實(shí)驗(yàn)”中，教師遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，提供真實(shí)的學(xué)習(xí)情境展示機(jī)會(huì)，能提升學(xué)生“工程實(shí)驗(yàn)”成果的表現(xiàn)能力。季節(jié)館布置完成后，組織學(xué)生開(kāi)展圖片、文字結(jié)合的解說(shuō)詞設(shè)計(jì)，并選擇代言人介紹小組的成果，讓學(xué)生的成果得到呈現(xiàn)。由于二年級(jí)學(xué)生在語(yǔ)言表達(dá)上尚處于發(fā)展階段，教師可以提供解說(shuō)范式給予點(diǎn)撥引領(lǐng)。2.成果展示：激發(fā)思維碰撞，提升工程學(xué)習(xí)元認(rèn)知

4“工程實(shí)驗(yàn)”物化的成果要以公開(kāi)的形式向同伴、教師等展示，并以評(píng)價(jià)的方式，判斷學(xué)習(xí)成效。學(xué)生將自己的季節(jié)館沙盤(pán)展示在平臺(tái)上，小組中2名學(xué)生在作品展示區(qū)介紹自己的作品，另外2名學(xué)生參觀其他組的作品，并投票。游園評(píng)價(jià)的形式，讓學(xué)生用學(xué)習(xí)到的概念對(duì)季節(jié)館做出解釋，以實(shí)現(xiàn)重組知識(shí)、應(yīng)用遷移能力的創(chuàng)造性發(fā)展?！凹竟?jié)館”游園評(píng)價(jià)表總之，“工程實(shí)驗(yàn)”旨在促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的深度理解和核心素養(yǎng)的提升。一方面，“工程實(shí)驗(yàn)”讓科學(xué)概念獲得了豐富的呈現(xiàn)方式，另一方面，學(xué)生在完成“工程實(shí)驗(yàn)”的過(guò)程中，掌握了科學(xué)方法，培養(yǎng)了探究實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)了掌握知識(shí)到提升素養(yǎng)的有效轉(zhuǎn)化。