214学会科学方法,提高探究效度

提高学生认知能力

作者：范明刚

来源：《小学科学》2022年第06期

《义务教育科学课程标准》（2022年版）指出：“立足学生核心素养的发展，以了解物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程领域的一些常见基础知识，并初步形成基本的科学观念为基础，以科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任的培养为重点，促进学习能力、创新能力的发展，形成清晰和精准的科学课程目标。”以上课程目标的实现，离不开对小学生认知能力的培养。心理学研究表明，认知是人们对智力、思维、情感、语言的认识活动，也是人们认识、理解事物或现象，保存认识结果，利用已有的知识、经验解决实际问题的一个具有完整结构的动态过程。小学科学课程是一门基础性、实践性、综合性课程，应借鉴学习进阶、脑科学、深度学习、目标教学等研究成果，优化教学实施策略，科学创设认知活动，着力提升小学生的观察力、注意力、记忆力、想象力和思维力等科学认知能力。

一、聚焦概念建构，定位教学目标

小学科学教育应有助于学生运用大概念理解与他们生活相关的事件和现象。以《义务教育科学课程标准》（2022年版）中的大概念为切入点，进行概念的解构与建构，关照大概念之间的联系、大概念与学生头脑中原有概念之间的联系，以及大概念与下一级的一般概念的联系，将上位的大概念拆分成一系列的较为具体的概念，使这些概念的建立能追溯和连接到更为具体的经验，这就需要将目标尽可能地分层细化。例如在《声音的产生》一课的教学中，首先要定位教学目标，这节课要建立的概念是“什么是声音？声音是由物体振动产生的。物体受到外力的作用后发生振动，产生了声音，声音会沿着一定的媒介传播。”目标设定中，要对“振动”赋予具体的意义和表述，观察与分析固体、液体、气体在振动状态下发出声音的现象，总结归纳声音产生的条件和载体，为学生学习声音的传播奠定基础。

提升小学生的科学认知能力，必须尊重小学生的认知发展阶段和特点，探查学生的认知水平，洞悉孩童的构想，运用教育目标分类学理论对应科学课程标准的要求，丰富与完善小学生所应具有的“观察、提问与记忆能力”等能力结构，并运用相应的行为动词描述目标，更为细致地确定每节课的知识分类和认知过程，考虑学生的认知负荷，引领学生从低阶思维走向高阶思维，学习更有价值的知识，采用科学的方法去观察、注意、记忆、想象和思维，提升学生学习的层次和品质，同时让学生的个性、品质和情感在学习过程中得到提升与发展。

知识文库 第10期

58 知识文库 2022.05（下） 探究多元方法，孕育优化思想

——谈小学数学五年级下册《找次品》教学策略

宣成方

《找次品》是人教版小学数学五年级下册中的

一部分内容。在教学这部分内容时，大部分教师只

注重指导学生掌握各种找次品的方法，忽视、甚至

无视学生优化思想的培养。殊不知，让学生掌握找

次品的方法，只是这部分内容浅层次的教学目标，

让学生逐渐形成“根深蒂固”的优化思想，才是这

部分内容的深层次教学目标。本文将主要围绕“大

胆假设，探究多元方法；实践验证，对比分析方法

和畅所欲言，孕育优化思想”三个方面，详细论述

立足人教版小学数学五年级下册《找次品》这部分

内容，培养小学生优化思想的一些有效策略。

优化思想，是人们在日常生活中解决各种问题

时，不可或缺的一种思想。恰如其分、合情合景地

运用优化思想，不仅能够显著提升工作效率，还能

够不断发展思维能力。孕育优化思想，是发展小学

生数学核心素养的一项基本内容。尽管“条条道路

通罗马”，尽管同一个问题有不同的解决方法，但是，

在解决同一问题的诸多方法中，总有一种方法是最

省时省力、最节能降耗的。探究这种最优方法，离

不开优化思想。

《找次品》是人教版小学数学五年级下册中的

一部分内容。面对鱼目混珠的次品，学生如何用最

短的时间准确找出来呢？为了有效解决这个问题，

学生既需要大胆假设，探究多元方法，也需要实践

验证，对比分析方法。以解决这个问题为契机，正

就可以孕育学生的优化思想。然而，在教学这部分

内容时，大部分教师只注重让学生探究找次品的方

法，忽视、甚至无视学生优化思想的培养。显然，《找

次品》这部分内容的教学目标，不仅是要让学生探

究、掌握各种找次品的方法，还重在培养学生的优

化思想。下面笔者将立足《找次品》这部分教学内

容，详细论述引领学生探究多元方法，孕育学生优

化思想的一些有效策略。

1 大胆假设，探究多元方法

当人们在解决各种问题时，首先，必须要大胆

假设。唯有通过大胆假设，才能够找到各种解决问题的方法。大胆假设，不是毫无根据的空想，也不

科学素养包括哪些方面如何提升自己的科学素养

培养学生的科学素养是素质教育的重要内容之一，是时代发展、科学技术发展对未来人才素质的需要。小学科学课作为对小学生进行科学启蒙教育的一门重要的基础学科，对培养学生的科学志趣和创新精神，学科学、用科学的能力，对学生的科学素养的提高和创新能力的发展都有着十分重要的意义。

一、如何培养学生的科学素养

1、培养学生的科学学习兴趣

兴趣是最好的老师，科学兴趣是科学素养形成的动力源泉。要培养学生的科学素养，就必须将科学兴趣的激发作为切入点，呵护学生与生俱来的好奇心与求知欲，进而将这种好奇心转化为科学兴趣，进而激活科学兴趣，使之真正发挥科学学习的动力。如在学习“浮力”这节课时，我让学生做了这样一个实验：将一个新鲜的鸡蛋先放入一杯水中，鸡蛋沉到了杯底，然后把这个鸡蛋放入一杯浓盐水中，结果鸡蛋漂浮到液面上。同样一个鸡蛋为什么在水中下沉而在盐水中漂浮呢？于是学生的头脑中充满了疑问和探究的欲望，急于寻找问题的答案，在这样的气氛中，我们开始了对浮力的进一步探究。2、营造民主和谐的学习氛围

小学科学课应基于问题开展教学，以问题作为课程的载体，让学生在对问题的探究中学习。良好的课堂氛围能优化学生的心境，使学生大胆提出心中的疑问，质问自己和同伴，甚至是质问老师，从而让学生积极主动地参与学习。首先，我们要积极创设心理安全、心理自由的氛围，真诚对待学生，充分尊重学生所表露的情感与想法，理解学生间客观存在的差异。尽量少用“一问一答”的方式组织教学，造成学生不必要的紧张心理。其次是努力创设愉悦、民主、和谐、幽默的情感氛围，通过调动学生的情感，缩短教学内容、教师与学生之间的距离，诱发学生的内驱力，让学生进入最佳的情绪状态。

3、创设活动情境，培养学生探究欲望。

新课程标准提出：科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。教师必须组织一个个科学探究活动，让学生在参与活动的过程中，获得感受、体验并内化，逐步培养学生的科学素养。在自主探究中学会观察与思考，在思考中体验成功与收获，在成功与收获中不断的发现新问题，解决新问题，这是培养学生良好科学素养必不可少的环节。如教学“灯泡亮了”一课，上课时，先给学生准备好一块电池，两个小灯泡，若干导线，要求学生用不同的连接方法使小灯泡亮起来，有几种连接方法？学生带着浓厚的兴趣进行了探究之后设计出许多不同的连接方法，我又乘机提出问题：两种连接小灯泡的亮度有什么不同？两种连接方法有什么特点？这样，学生带着一个个探究性的问题，一次次地激起了学生探究的兴趣和欲望。

教育科学研究：

定义：是指研究人员自觉地、有目的地、有计划地，遵循一定的方式和程序，以教育现象、教育存在为对象，以揭示教育规律、寻求有效教育教学方式和途径为目的的科学探究活动。

教育现象就是我们日常教学的教学实践，教育存在分为实践形态的存在以及理论形态的存在，理论的形态并不研究教育实践，比如教育史，这门学科研究一些教育文献，教育史资料，而这里文献以及资料就是理论形态的存在，也可以作为教育研究的对象。

举例来讲：如果我们想要对比出，高一年级男女生学习效率高低差异，如果通过我们在日常教学生活中所得到的经验，看到的现象以及学习成绩，分数，来评定男女生学习效率高低，那么这样得出的结论虽然具有一定的真理成分，但是缺乏效度，信度，并且接近真理的成都会很低。若是在一定地域范围内，通过随机抽取男女生样本，这样的样本才能够具有较高的代表性，通过一段时间对同样教材的学习以及相同的被教育教学专家所认可的测试试题的测验来测出男女生样本在这一段时间的学习成绩，效率，这个分数经过统计，T检验或者Z检验，当p值＜0.05或者p值＜0.01时，说明高一年级的男女生学习效率确实存在显著的差异，当p值＞0.05时，可以证明二者并不存在太大的差异，这样得出的结论不能说是100%的真理，但也具有较高的效度，信度，以及较高的接近真理的程度。

教育学科研究既是一种发现，也是一种创造。

发现的什么？发现的是教学规律，比如学校管理规律，班级管理规律，教学规律，在研究以上规律时，这就是一种发现，有人认为教育是有规律的，我们只能发现规律，遵循规律来进行教学工作，也有人认为教育是没有规律的，还有人认为教育是可以创造规律的，我认为现在的教育规律既是发现也是创造，各个地区的教育都存在不同差异，教学规律也同样存在差异，那么这样的差异是如何而来的呢？这样的差异是多年的积累沉淀而造成的，和文化差异，风俗差异，习俗差异，经济发展差异经过长年累月而逐渐形成的，到不同的教育环境中，要遵循不同的教育规律。通过一代代的教师逐渐的形成了一种规律。而教育科学研究的创造性主要体现在新的教学模式，方法，途径上，在发现、遵循教学规律的基础上，进行的一种创新。