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

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引領(lǐng)學(xué)生在概念學(xué)習(xí)中參與“工程實驗”技術(shù)工程與科學(xué)概念融合發(fā)展是將工程設(shè)計與物化的方法過程，融合在科學(xué)概念的探究學(xué)習(xí)中，具有“實驗探究”和“工程設(shè)計與物化”兩者的學(xué)習(xí)特征，因此我們稱之為“工程實驗”?！肮こ虒嶒灐笔且詫W(xué)生為中心，對現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)過程中的真問題、真任務(wù)、真情境等進行真實參與和解決，以工程活動為主線，在完成工程活動的過程中，學(xué)習(xí)知識、發(fā)展能力的學(xué)習(xí)模式。本文以教科版小學(xué)科學(xué)二年級上冊《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)的過程中，參與“工程實驗”的全過程，將課堂教學(xué)從知識中心向人的素養(yǎng)發(fā)展本位回歸。一、審視：當(dāng)前學(xué)習(xí)的問題表現(xiàn)與發(fā)展困境教科版二年級上冊“我們的地球家園”單元《不同的季節(jié)》一課，通過展現(xiàn)不同顏色的梧桐葉，引發(fā)學(xué)生展開“不同的季節(jié)有什么特點”“季節(jié)變化又會對地球上的動物植物和人類產(chǎn)生什么樣的影響”的學(xué)習(xí)。教學(xué)前，通過對關(guān)鍵問題“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)驗和記憶加以描述，并會想到“春季桃花開”等有季節(jié)代表性的動植物；通過對關(guān)鍵問題“說說季節(jié)對動植物和人類的影響”的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能對“春天種子發(fā)芽，秋天大雁南飛，冬天穿厚衣”等基于經(jīng)驗的認識加以籠統(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，他們對于“季節(jié)變化對動植物和人們生活的影響”有一些較為粗淺的認識。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。通過觀察發(fā)現(xiàn)，如果機械遵照《不同的季節(jié)》教材的編排開展教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)效果并不理想。（一）以靜態(tài)化的設(shè)計屏蔽動態(tài)的思維共振采用圖片或視頻的單線式推進方式喚醒學(xué)生對四季的記憶，以交流、匯報作為學(xué)生學(xué)習(xí)四季概念的方式，更多的是站在單個季節(jié)的層面，靜態(tài)梳理與添加學(xué)生的事實性知識，缺少四季現(xiàn)象、四季更替及引發(fā)因素三者間的縱向認知，導(dǎo)致學(xué)生形成的四季概念的模型是獨立與靜止的。（二）以碎片化的活動代替完整的思維軌跡通過零散、籠統(tǒng)的課堂活動，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)認識，且探究欲望也比較弱。因而，教師應(yīng)該以真實的情境任務(wù)和具體的實物模型為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)問題表征的思維可視過程。（三）以淺層化的表述遮蔽多維的學(xué)習(xí)結(jié)果

1淺層對話，是指師生就教材內(nèi)容或拓展資源展開簡單的、淺層次的交流回答?！恫煌募竟?jié)》一課中，教師提出：“通過這幾張圖片，你發(fā)現(xiàn)了什么？你知道季節(jié)變化對生物有什么影響嗎？”學(xué)生通過“看圖說話”即可了解教材表達的含義，但難以體會并表達其中的意蘊，更多的是已有經(jīng)驗的復(fù)現(xiàn)。二、破局：“工程實驗”的設(shè)計詮釋與內(nèi)涵特征科學(xué)是知識與實踐融合統(tǒng)一的學(xué)科。“工程實驗”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)計和實施工程活動，使學(xué)生在問題解決的過程中，建構(gòu)學(xué)科知識體系，并且將知識、事物與個體自我進行有機整合。（一）內(nèi)線：“工程實驗”背景下科學(xué)概念的發(fā)展“工程實驗”設(shè)計的內(nèi)在依據(jù)是核心概念的發(fā)展過程。概念的發(fā)展被形象地比喻為“概念煉制”，其實質(zhì)是學(xué)生經(jīng)歷一系列豐富的“工程實驗”活動，在關(guān)聯(lián)性問題串的驅(qū)動下、多樣化學(xué)習(xí)支架的引導(dǎo)下以及綜合性學(xué)習(xí)評價的推進下，解構(gòu)其錯誤或不完整的先前概念，循序漸進地建構(gòu)科學(xué)概念的過程。（二）中介：“工程實驗”背景下學(xué)習(xí)地圖的設(shè)計“工程實驗”學(xué)習(xí)活動中整體性的問題設(shè)計是構(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“工程實驗”中介，進而將以科學(xué)知識為主線的科學(xué)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)檎鎸嶒?qū)動性問題的解決過程。整體問題的設(shè)計是圍繞驅(qū)動性問題，再將其按照核心概念的發(fā)展路徑轉(zhuǎn)化為關(guān)聯(lián)緊密的問題序列，讓學(xué)生在經(jīng)歷問題解決過程中發(fā)展科學(xué)核心能力。（三）外線：“工程實驗”背景下學(xué)習(xí)過程的布局引入“工程實驗”理念，以“設(shè)計制作季節(jié)館”為主體活動，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)動性的問題分解成相關(guān)的子問題，將學(xué)科概念細化、具體為一個個可操作的真實性學(xué)習(xí)活動，促進了技術(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)》工程實驗過程圖三、推進：“工程實驗”的案例剖析與實踐探索運用“工程實驗”的《不同的季節(jié)》學(xué)習(xí)，以幫助“浙里四季”欄目組設(shè)計與制作一個符合季節(jié)特色的“季節(jié)館”為情境，展開“四季變化的典型現(xiàn)象與季節(jié)變化對動植物和人類生活的影響”的探究。（一）關(guān)聯(lián)性問題串：從認知激發(fā)到概念建構(gòu)的媒介1.任務(wù)統(tǒng)領(lǐng)：喚醒原認知，統(tǒng)整核心概念學(xué)生對“不同的季節(jié)”的認識有著豐富的經(jīng)驗，只是他們的認識還存在一定的局限性。通過“浙里四季”欄目組發(fā)出的邀請函引發(fā)真實挑戰(zhàn)任務(wù)——布置具有季節(jié)特點的季節(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)生對季節(jié)的感受，給四季定下主基調(diào)。學(xué)生在真實情境任務(wù)的驅(qū)動下，喚醒原有認知結(jié)構(gòu)中的經(jīng)驗，開始投入工程實踐。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）這一核心問題，需要將關(guān)鍵的問題分解成多個子問題，形成多個子任務(wù)，從而具體為一個個可操作的真實性學(xué)習(xí)活動，促進學(xué)生主動探究。因此根據(jù)學(xué)生的認知困惑，筆者將總?cè)蝿?wù)分解成3個子任務(wù)。子任務(wù)1：“季節(jié)小偵探”。學(xué)生通過“季節(jié)小偵探的活動”，先“辨一辨”照片拍攝的季節(jié)，再用“我判斷這是……季節(jié)，因為……”的句式“說一說”，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)生通過閱讀《四季圖冊》，思考并感悟四季是怎樣影響動植物和人類生活的；在理解和完善“四季對生物的影響”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”活動把概念的學(xué)習(xí)和動手實踐結(jié)合起來，讓學(xué)習(xí)的過程充滿樂趣，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)館活動并設(shè)計解說詞，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，解釋“季節(jié)館模型”，加深了對季節(jié)變化的辨析與表達。（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“成長的支架”，提供學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)策略等，指導(dǎo)與推進學(xué)生在“工程實驗”完成過程中的深度學(xué)習(xí)，促進“工程實驗”成果的生成。1.沙盤演繹：捕捉動態(tài)生成，營造學(xué)習(xí)體驗場域“工程實驗”的核心是產(chǎn)品制作，它以“實踐”的方式整合了知識、技能、活動等，在設(shè)計和制作中形成知識的生成與應(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模型，通過模型及時捕捉課堂問題的動態(tài)生成，層層深入，讓學(xué)生通過感官或?qū)嵺`去布置，獲得高峰體驗。2.材料自助：另類思維體操，可視化學(xué)習(xí)結(jié)果“工程實驗”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)生提供個性的材料，如形象生動的《四季圖冊》學(xué)習(xí)材料、形態(tài)各異的動植物模型。有聲有色的氛圍感材料，讓學(xué)生在探究過程中更自主。材料的選擇體現(xiàn)了學(xué)生對季節(jié)的理解，并且通過小組介紹“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)驗梳理歸納，形成一定的認識并且以可視化的結(jié)果呈現(xiàn)出來，便于學(xué)生修正和建構(gòu)核心概念。（三）綜合性評價：從表達走向?qū)υ挼母拍罱忉尅肮こ虒嶒灐苯o予學(xué)生的不僅是知識和能力的增量，更是真實情境的參與，而“工程實驗”評估與成果展示是其中一個重要組成部分。1.解說代言：引領(lǐng)學(xué)習(xí)進階，突顯“工程實驗”表現(xiàn)力在“工程實驗”中，教師遵循學(xué)生的認知規(guī)律，提供真實的學(xué)習(xí)情境展示機會，能提升學(xué)生“工程實驗”成果的表現(xiàn)能力。季節(jié)館布置完成后，組織學(xué)生開展圖片、文字結(jié)合的解說詞設(shè)計，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)。由于二年級學(xué)生在語言表達上尚處于發(fā)展階段，教師可以提供解說范式給予點撥引領(lǐng)。2.成果展示：激發(fā)思維碰撞，提升工程學(xué)習(xí)元認知

4“工程實驗”物化的成果要以公開的形式向同伴、教師等展示，并以評價的方式，判斷學(xué)習(xí)成效。學(xué)生將自己的季節(jié)館沙盤展示在平臺上，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。游園評價的形式，讓學(xué)生用學(xué)習(xí)到的概念對季節(jié)館做出解釋，以實現(xiàn)重組知識、應(yīng)用遷移能力的創(chuàng)造性發(fā)展?！凹竟?jié)館”游園評價表總之，“工程實驗”旨在促進學(xué)生對科學(xué)概念的深度理解和核心素養(yǎng)的提升。一方面，“工程實驗”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“工程實驗”的過程中，掌握了科學(xué)方法，培養(yǎng)了探究實踐能力，實現(xiàn)了掌握知識到提升素養(yǎng)的有效轉(zhuǎn)化。