研究地圖:概念整合的有效方式

徐 杰

(江蘇省南通市海門區海南小學,江蘇 南通 226100)

《義務教育科學課程標準(2022年版)》要求,科學課程的教學要聚焦學科核心概念和跨學科概念,理解教材設計,關注知識間的內在關聯,促進知識的結構化,改變碎片化、割裂式的教學傾向。地圖是使用制圖方法,依據一定的繪制法則表達各種事物的空間分布、聯系及發展變化的狀態的圖形。受“地圖”啟發,筆者在教學中采用“研究地圖”策略,引導學生根據設定的研究目標篩選研究步驟、繪制研究路徑、親歷研究過程,聚焦核心概念,整合學科知識,以發展學生對科學學習的深度理解。

一、研究地圖:促進概念整合之需

(一)時空的“無可奈何”

在小學科學教材中,同一單元或是相鄰幾篇課文的教學內容通常是指向同一個核心概念的。核心概念是科學教學活動中的基軸與重點,它把零散的科學知識串珠成鏈,但是下課鈴聲常常會切斷這根“金絲線”。例如《食物的旅行》和《食物與營養》,從內容上看,兩篇課文共同指向“生命系統的構成層次”這一學科核心概念,因此可以將其細化為“消化系統幫助人體從食物中汲取充足、豐富的營養物質并排出廢物”。不難發現,“消化器官”與“食物營養”這兩個概念是相互融合、緊密關聯并貫穿整個核心概念的構建。然而,小學科學課一般每周1—2節,教師們一般都是按照課文的編排順序開展教學活動,因此在完成消化器官的教學后往往間隔一周才進行食物營養內容的教學。由于課內學習時間有限,課外又缺少可持續的探究實踐,其直接后果便是學生每節課學到的都是較為零碎的知識,概念往往是被“割裂、肢解”的,因此很難真正認識理解更高階的上位的核心概念。

(二)思路的“暈頭轉向”

教師在指導學生探究實踐時常常會發現學生在探究拓展上思路不開闊、創新思維匱乏。例如,在經歷了兩個教學內容、4個課時的學習后,學生一般可以記住人體消化器官的名稱、消化的過程、食物的營養成分等碎片化的知識,但是在進一步思考“為什么要認識消化器官,為什么要知道食物所含的營養成分,消化器官和營養成分之間有什么關聯”等問題時卻容易陷入知其然而不知所以然的境地,即不能厘清知識之間的先后關系、因果關系、主輔關系、順承關系等,思維較為混亂、條理不清。因為缺少研究的主線,學生往往不能全面系統地分析、思考問題,需要得到教師的幫助,再按圖索驥地探究實踐。

(三)探究的“浮光掠影”

要使學生成為學習的主人,就得有“可探究、真探究”的活動。例如,在學習《食物的旅行》時組織學生在圍裙上粘貼各種消化器官的名稱,在教學《食物的營養》時設置按照一定的營養成分“給食物分類”的活動等。值得注意的是,由于活動與活動之間缺乏聯系,學生也不明白為什么要做這些活動,按要求完成探究活動僅僅是解決課堂上某個事實性知識的表征,學生只是單純地按照教師提供的步驟來探究,習得的往往是片面的、局部的知識。而核心概念的學習,注重的是學生學習的歷程,即有組織的結構化學習、有效遷移的學習和學以致用的學習,因此應當給予學生更多親歷知識的發現、形成、發展的機會。學生只有自主建構概念,對現象和問題進行深入的思考,才會避免學習上的浮光掠影和蜻蜓點水。

二、研究地圖:親歷概念整合之意

(一)激發“概念整合”意識全景化

貫徹立德樹人的育人目標,教師必須要有全局意識、整體觀念和系統觀點。小學科學教學不能僅僅讓學生獲得零星、瑣碎的知識,而是要幫助他們圍繞核心概念、跨學科概念重新組合知識框架。

使用“研究地圖”策略時,可以通過創設一個真實的問題情境,把相關的科學知識串聯為一條教學主線。這種聯結不是簡單的知識疊加,而是需要教師基于學生的認知基礎、學習規律和整合實際生活和學生的生活經驗去部署學習任務。這個真實情境中的“大問題、真問題”就是研究地圖的“終點”,當學生面對的是一個無法用一句話或是一個實驗就能解釋清楚的科學問題時,就會自然而然地提出方方面面相關的“小問題”?！耙越K為始”的逆向設計,既可以激發學生“整體”考慮問題的全局意識,由點連成線,由線形成面,將所學知識活化在日常生活之中,進而通過對大問題、真問題的探究形成“全景化”戰略意識和提高科學素養,也可以有力助推教師全面實現教書育人的目標。

(二)促進“概念整合”思維結構化

教師要越來越多地指導并鼓勵學生進行深度思考。在這一過程中,教師自身的思考和問題意識起著指導、引導的重要作用?！澳闳绾巫C明自己已經掌握了相應的知識?”這一問題就是促進學生表達的“引火線”。所謂“表達”,簡單說就是用自己的方式表述對問題的認識。因此,當學生沿著研究地圖親歷了完整的探究實踐的“旅程”后,教師可以鼓勵學生多角度、多側面闡述看法或表達意見,展示新知在生活中應用遷移的成果,這種外化、活化的過程即“教是最好的學”的真正體現。

“海報表達”為學生提供了闡述自己的認識和想法的機會,學生必須將已有認知、學習經驗、生活場景和“研究地圖”的探索歷程緊緊地連接在一起,重新構建自己的認知。這是一種循環往復的自學、對話、批判、建構、生成的整體認知過程,有利于提升學生的認知能力、邏輯能力和結構化思維能力。

(三)凸顯“概念整合”歷程自主化

教師要培養學生踴躍展示表達的能力,因為理解永遠不可能通過“灌輸”實現,科學概念的習得是讓學生親身經歷有意義的科學探究實踐過程。當然,對于每位學生來說,從初級階段到獲得核心概念會經歷一個較為漫長的過程,因此教師在教學中必須要對零散的教學內容進行整合并將之設計成有序的有效的實踐板塊,同時提供豐富的學習資源,采用“研究地圖”策略,引導學生通過活動菜單,進行選擇性學習和自主性建構,一步步經歷項目的選擇、計劃的制訂、過程的實施、成果的表達、活動的反思與評價等整個探究實踐的全過程。在整個過程中,學生自主規劃、創新甚至創造不同的探究路徑,選取合適的方法分析并解決“大問題、真問題”,實現真正意義上的自主整合概念。

三、研究地圖:親歷概念整合之舉

(一)錨定目標:激發整合意識

研究地圖中的“目的地”,是指以核心概念為主線,由教師將零散的碎片化的相關概念、知識、事實、經驗整合而成的一個驅動性問題。例如,可以將《食物的旅行》和《食物與營養》這兩課內容整合為一項主題探究活動——人體“充電”的奧秘,提出一個真實的驅動性問題:“機器人工作時,電池里儲存的能量就能為機器人提供支持。人類每天也在活動,還在生長,也需要‘充電’。那么,人所需要的‘電’是從哪里來的呢?”學生立刻想到人體是通過食物獲得“電”的,教師追問:“我們每天要吃各種各樣的食物,從食物吃進嘴里一直到發揮作用,中間究竟會發生什么?”這里的問題就是研究地圖從“大視野”的角度為學生指明的探究“終點”。問題的設計必須要聚焦核心概念,因此教師在認真學習科學課程標準的同時,還要考慮各學段學生的思維特征、學習能力及其他相關學科掌握的程度,立足生活實際,創設合適的學習情境。教學設計中,教師甚至可以運用逆向思維,與學生一起錨定目標,激發學生“全景”琢磨的思維意識。

(二)繪制路線:梳理整合思路

正確的思路對于問題的有效解決至關重要。當學生明確探究的“目的地”后,就要圍繞經過哪些“地點”、如何到達、到達的先后順序等進行規劃。在課堂上,教師是引導者,學生是知識學習、探究實踐的參與主體。教師不要直接告訴學生怎樣研究,而是要反問學生“你想研究什么”“你想怎樣研究”“你還可以怎樣探究”。例如,“要想搞清楚人體‘充電’的奧秘,首先要搞清楚哪些相關的問題?”圍繞人體消化器官和食物營養這兩條“線”,教師首先要調動學生的前概念,啟發學生先個體思考然后再集體討論交流,將共同整理出的研究問題記錄下來,教師適時提醒學生“有待研究的問題其實是相互關聯的,一個問題研究清楚了才能繼續研究下一個”,引導學生篩選出必須要研究、要解決的“問題標簽”,鼓勵學生沿著一定的邏輯線自主繪制研究地圖。在學生遇到問題或者研究地圖不清晰時,教師適當提供多種結構化的支架給予幫助,如給學生推薦合適的、豐富的學習資源,給予適時的指導,巧用提問、追問等以引領學生“研究地圖”的邏輯走向。

(三)按圖索驥:親歷概念整合

讓學生親歷探究過程是科學課程學習的主要特點。學生的直接體驗是理解抽象概念的基礎。學生根據自己的研究地圖開展完整的系統的探究活動,有助于概念的建構和整體觀的形成。例如,在《人體“充電”的奧秘》探究活動中,學生根據自己繪制的研究地圖,對“人體有哪些消化器官”“消化器官各自有什么作用”“食物有哪些營養”“不同的營養成分對人體分別有什么作用”等關鍵問題依次展開研究。研究時空不限于課堂,學習形式可以是資料查閱、模擬實驗、數據整理分析匯報等。各小組整合各成員的研究成果,制作海報草稿,再根據海報草稿進行組內交流,形成匯報文案,用圖文并茂的方式將人體“充電”的奧秘解釋清楚。這可能給人一種“教師沒做多少實際工作”的印象,但事實絕非如此。教師的這種角色轉變雖然減少了主動管理和講解,但是在精心備課及與學生共同解決問題方面投入更多。

當然,“研究地圖”策略對學生親歷概念整合是否有效?教師還必須進一步思考并參照預期效果進行評估(評估標準見表1),以便及時調整教學設計并優化教學實踐。

表1 “研究地圖”策略實施預期效果評估標準

總之,使用“研究地圖”尋找知識框架間的關系和秩序,重組概念被點醒,原有知識會轉化為“活的知識和活的能力”(即當下我們要努力培養的“核心素養”)。所以,“研究地圖”策略的實施,能夠有效幫助學生形成層次分明、意義突出、結構合理的概念體系,真正體悟學以致用、知行合一,領悟科學學科的本質和靈魂,有助于教師實現科學育人和全方位、全過程育人的教學目標。