基于大单元教学的小学科学实践研究

杨洪燕(山东省淄博市张店区齐德小学 255090)

科学作为小学阶段的一门基础学科,受到学生普遍欢迎和喜爱,究其原因是神奇的科学现象能够引起学生极大学习兴趣,先进的科学技术也能激发学生探索欲望。基于这方面考虑,科学教师应将大单元教学理念与每一个教学环节融为一体,并通过整合单元学习资源,来锻炼和培养学生科学探究精神,使学生在牢固掌握科学理论的同时,将先进的科学思想与科学方法运用到生活实践中。

一、 设计主题任务, 探索科学世界

大单元教学注重对分散知识点的整合,即将一个独立单元内的所有分散的单项知识整合在一起,并围绕同一个主题开展教学活动。因此,相比于传统教学方法,其能够巩固基础、强化对知识的认知与理解,这对学好科学知识将起关键作用。在运用大单元教学方法时,如果围绕单元知识设计一个主题实践任务,既可以明确大单元教学方向,也能锻炼和培养学生的科学意识,使其树立正确的科学发展观。在设计主题实践任务时,需要注意以下三个问题:第一,任务内容不得脱离教材,应当与单元内容密切相关,这样才能加深对单元知识的印象。第二,应事先考虑实践过程中需要使用哪些工具、哪些材料,然后将缺少的物品补齐。第三,应遵循“循序渐进”原则,即围绕单元知识,首先设计一个易于完成、易于操作的任务主题,当学生渐入佳境后,再逐步提高任务难度。这样一来,才能帮助学生熟练掌握本单元知识点。

以青岛版五四学制科学教材五年级上册第二单元“我们周围的空气”为例,本单元主要包括三小节内容,即“空气的成分”“燃烧与灭火”“让空气更清新”,为帮助学生更好理解本单元内容,认识和了解空气的性质,培养学生的观察能力、猜想能力、实验能力以及科学思维能力,可以专门设计“找空气”主题实践任务,这项任务所需的材料与工具包括塑料袋、水、烧杯、吸管、扇子和粉笔等。在实践任务开始前,将学生划分为4 个合作小组,然后,要求每个小组在规定时间内,利用上述工具与材料来感受空气的存在,或者用眼睛看到空气、用耳朵听到空气,用手触摸到空气。最后,根据各小组找到方法的多少评选出优胜小组。如第一小组找到了三种能够直接感受到空气存在的方法,一是用塑料袋盛满气,塑料袋便会鼓起来;二是用嘴吹气球,鼓起来的气球里充满了空气;三是用吸管往装水的烧杯里吹气,这时会发现烧杯里出现大量气泡。而第二小组则找到了两种能够直接感受到空气存在的方法,一是用扇子扇风,会有凉凉的感觉,这属于空气流动现象;二是将粉笔放入水中,水里会出现气泡,这就说明粉笔中含有空气。

这种设计主题劳动任务,能将一个单元所涉及的知识点整合在一起,并通过科学实验与亲身实践对科学现象、科学理论予以验证,因此,其在培养学生科学探索精神方面发挥着至关重要的作用。首先,在设计实践任务之前,教师能考虑一个单元内出现的所有知识点,并通过深度分析,查找出这些知识点之间存在的必然联系。教师将其中的共性点整合在一起,利用一个带有启发性、引导性与趣味性的科学实践任务对这些共性点予以强调和说明,极易使学生快速进入科学探究状态,整个教学过程也变得轻松、愉悦。其次,主题实践任务需要学生亲自动手才能得到科学的实践结论,而在动手动脑环节,学生大脑思维始终处于活跃状态。在这种状态支撑下,学生可以通过对实践任务的深度思考,挖掘任务中的科学理论与科学现象。久而久之,学生科学探索欲望将更加强烈,对科学知识的学习兴趣也将被激发出来。

二、 开展趣味实验, 增强科学意识

“兴趣是打开成功大门的一把金钥匙”,学生如果对科学知识产生浓厚学习兴趣,整个学习过程也会更加轻松。基于这方面考虑,教师可以运用大单元教学理念,围绕单元主题设计一些趣味实验项目,让学生在享受实验乐趣的同时,拓宽科学视野。需要注意的是,在设计趣味实验时,应当与现实生活紧密联系。这样一来,才能调动学生参与积极性。例如,火柴杆燃烧现象、热胀冷缩现象、水遇热油的喷溅现象、玻璃杯遇水炸裂现象、食盐融冰现象等生活中常见的科学现象,既可以激发学生探究兴趣,也可以帮助学生掌握更多科学知识。

以青岛版五四学制科学教材五年级下册第三单元“能量的转换”为例,该单元主要包括三小节内容,即“电磁铁”“有趣的碰碰球”“无处不在的能量”。在授课过程中,为激发学生学习兴趣,营造轻松和谐的学习氛围,教师首先基于大单元教学理念,围绕本单元内容向学生讲解生活中一些常见的能量转换问题。例如,打开电视机以后会出现动态画面,这是机械能转换为光能。寒冷的冬天到来时,反复用力搓手,手心会感到阵阵暖意,这是机械能转化为热能。打开电风扇以后,会感到丝丝凉爽,这是电能转化为机械能,而后又转化为风能。当学生对能量转换这一知识点产生初步印象后,可以专门设计趣味小实验,让学生亲自验证能量转换所带来的神奇体验。以制作“孔明灯”趣味实验项目为例,学生事先准备好卡纸、有光纸、按扣、铁丝、蜡烛、剪刀等工具和材料,然后,按照制作顶盖、圆筒、支架的顺序来完成孔明灯的制作过程。当孔明灯制作完成后,学生可以将蜡烛放置在底板处,随着蜡烛的燃烧,学生发现孔明灯神奇般的漂浮在半空中,并且上升速度越来越快。这时,教师可以选择2～3名学生代表来解释孔明灯飘浮在半空中的原理。由于此前教师已经详细讲述了能量转换知识,学生已经基本掌握了能量转换原理,因此,能够快速说出孔明灯的飘浮原理是由于蜡烛燃烧产生的热能转化成了机械能,进而给孔明灯带来了上升的驱动力。

利用这种趣味小实验,能够使学生产生强烈的科学探索欲望,一些神奇的科学现象也会快速吸引学生注意力。在这种情况下,解开科学之谜的心情会越加迫切。因此,教师可以将趣味小实验与整个教学环节融合在一起,一旦进入实验状态,每一名学生都会将关注焦点集中在神奇的实验现象上面,并急于去探索和挖掘其中蕴含的科学原理。而这一探索与思考的过程,恰恰可以帮助学生理清实验思路,并在短时间内得出更为准确、更为科学的实验结论。从这可以看出,设计趣味科学实验的初衷是激发学生对科学知识的学习兴趣,在兴趣引领下,学生探寻科学真理的欲望才会更加强烈,对科学知识的理解能力、感悟能力才会大幅提升。

三、 围绕单元知识, 创设问题情境

大单元教学理念的核心是将分散的知识点融为一体,然后通过对各个知识点之间存在的共性特征的提取,使学生获得真知。结合大单元教学法的这一特点,教师可以参考单元内容,为学生创设一个能够活跃大脑思维的问题情境,并预留足够思考时间,让学生通过小组讨论与自主探究,来达到解决问题的目的。教师在提问过程中应当遵循以下三个原则:一是问题的指向性,即提出的问题应当与单元内容息息相关,尤其在践行大单元教学理念时,提出的问题需要覆盖本单元所涵盖的全部内容,而不能单一针对某一个知识点提问。二是问题的创新性,即针对教师提出的问题,学生应当经过缜密思考,才能确定正确答案。如果提问内容过于简单,学生只需要回答“对与不对”“是与不是”,则很难完成本节课教学目标,也不利于科学思维能力培养。三是问题的发散性,即提出的问题在涵盖单元知识点的同时,应当兼顾考虑与单元知识点相关联的知识。这样一来,既可以拓宽学生视野,也能够帮助学生掌握更多书本以外的科学知识。

以青岛版五四学制科学教材五年级下册第五单元“自转与公转”为例,该单元主要包括四小节内容,即“白天与黑夜”“四季更替”“影长与季节”“月球、地球和太阳的相对运动”。在学习本单元内容时,教师可以将分散的知识点统合到一起,然后创设问题情境引发学生思考,激发学生好奇心与科学意识。例如,地球自转速度是465米/秒,我们生活在地球上为何却感受不到。地球自转速度那么快,高楼大厦为什么不会倾斜,树为什么不会倒?当这些问题提出后,教师应当给学生预留5分钟左右的思考时间,在思考过程中,学生可以参考和借鉴教材内容,也可以小组合作讨论。然后,选择2～3名学生代表作答。例如,同学甲给出的答案是:地球在自转过程中,实际上做的是匀速运动,即便运行速度再快,我们也不会有任何感觉。而针对第二个问题,同学乙用了一个具有说理性的实例给出了答案。地球上的任何物体与地球自转的速度是相同的,就像在公共汽车上面向高处跳一下,人依然会落回原地,而不会向前冲或者向后退。因此,高楼大厦与树木也会与地球的运转速度保持同步。

通过提问,学生大脑思维快速活跃起来,尤其在分析与思考阶段,学生将围绕着教师提出的问题进行深度思考,而且会将单元知识点整合到一起。这不仅可以帮助学生更好梳理单元知识点,最为关键的是能够提高学生的综合运用与分析能力,这对学好科学知识将起到积极促进作用。

在实施大单元教学策略时,教师应当事先为学生精心设计一套适用性强、实效性好、可行性高的教学方案,并在方案当中明确以下三点:第一,利用探究性问题激发学生科学探索意识,使学生在缜密思考与深度分析过程中,提取出更多科学原理。第二,通过问题引导,构建互动学习氛围,在这一氛围熏陶和感染下,学生学习热情将更加高涨,对科学知识的探究兴趣也更加浓厚。第三,准确把握提问时机,即在讲课过程中,根据学生对相关知识的接受程度适时提问。这样一来,既可以消除学生心中疑虑,也能够促进科学思维能力快速提升。

四、 结语

在小学科学课堂实施大单元教学策略,不仅弥补了传统教学模式的不足,也拓宽了学生科学视野,使学生科学知识探索欲望更加强烈。教师应对单元知识进行有效整合,并利用一些新颖的教学方法,来增强学生科学意识,激发学生学习兴趣,进而为科学探索精神形成奠定坚实基础。