發(fā)表在《課程教學(xué)研究》2012.05期 吳向東
摘 要：十年課改坐梯，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計的思想和模式存在著的許多問題均暴露出來咐汞，直接影響著小學(xué)科學(xué)教育的質(zhì)量栽连。本研究以IRIS（鳶尾花）課程設(shè)計與實施模式為范例腊嗡，以情境認(rèn)知轰枝、遷移的研究成果和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計為理論基礎(chǔ)衣盾，根據(jù)對情境課程特征的分析寺旺，創(chuàng)建了適合小學(xué)科學(xué)的情境導(dǎo)向的課程設(shè)計模型。
關(guān) 鍵 詞：科學(xué)教育势决，課程設(shè)計阻塑，情境認(rèn)知，學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計果复，IRIS模式
中圖分類號：G423.04 陈莽；G423.07；G423.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一、引言
小學(xué)科學(xué)課程改革十年走搁，出版各有特色的《科學(xué)》教材10套独柑，對推動我國小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。但小學(xué)科學(xué)教材中存在的問題隨著使用的深入私植，也浮現(xiàn)出許多有關(guān)理念忌栅、呈現(xiàn)方式、對學(xué)生的吸引力兵琳、實施難易等問題狂秘，這些問題的存在直接影響著小學(xué)科學(xué)教育的質(zhì)量。本文試圖在分析小學(xué)科學(xué)教材存在的諸多問題的基礎(chǔ)上躯肌，以建構(gòu)主義的情境認(rèn)知為主要理論基礎(chǔ)者春，以實踐多年的IRIS（鳶尾花）模式為范例，創(chuàng)建情境導(dǎo)向的課程模型清女，钱烟，試圖為解決小學(xué)科學(xué)課程的設(shè)計提供新的思路。
二嫡丙、我國小學(xué)科學(xué)課程存在的問題
（一）教材存在的問題
韋鈺院士于2006年在她的博客中對我國現(xiàn)行的小學(xué)科學(xué)教材評價為“不是探究式科學(xué)教育的教材”[1]拴袭。許多專職科學(xué)教師最直接的評價就是“教材難教”。根據(jù)筆者10年科學(xué)教學(xué)的經(jīng)歷曙博，認(rèn)為當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教材存在以下一些共性的問題拥刻。
1．科學(xué)教材過于重視科學(xué)事實的學(xué)習(xí)，對科學(xué)概念的學(xué)習(xí)重視不夠父泳。最早對此發(fā)出聲音的是教育科學(xué)出版社小學(xué)《科學(xué)》教材主編郁波教授般哼，并引起了較大的反響。韋鈺院士在她主持修訂的小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)中更是提出小學(xué)科學(xué)課程要“以科學(xué)概念的學(xué)習(xí)為核心”惠窄。
2．以主題組織單元內(nèi)容蒸眠，但構(gòu)成單元的各課之間邏輯關(guān)系并不緊密，內(nèi)容顯得松散甚至隨意杆融；各課中的內(nèi)容雖有自己的邏輯關(guān)聯(lián)楞卡，但“逐漸深入，漸入佳境”式的體現(xiàn)“一英寸寬脾歇、一公里深”的邏輯遞進(jìn)關(guān)系體現(xiàn)不夠蒋腮，深入探究的設(shè)計較缺乏。
3．各課中觀察與實驗等實踐活動較多甚至較難藕各，教師無法完成這么多的活動徽惋，甚至教師自己做實驗都難以成功，對學(xué)生自主探究產(chǎn)生了明顯的障礙座韵。
4．科學(xué)閱讀材料缺乏险绘，卡通卻占據(jù)太多版面踢京，體現(xiàn)出對學(xué)生科學(xué)閱讀能力或文獻(xiàn)研究能力的培養(yǎng)缺乏關(guān)照和精心設(shè)計。
5．與真實世界的聯(lián)系不強(qiáng)宦棺，雖然每課都有多個觀察和實驗瓣距，但彼此間顯得較孤立，欠缺能統(tǒng)整各觀察實驗的真實問題情境代咸，對學(xué)生的吸引力比較有限蹈丸。
（二）課程設(shè)計思想反思
教材中出現(xiàn)的問題與課程設(shè)計的思想是緊密相關(guān)，受課程標(biāo)準(zhǔn)中“以探究為核心”理念的偏頗理解的影響呐芥，小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計普遍出現(xiàn)了弱化科學(xué)概念學(xué)習(xí)而重探究技能訓(xùn)練的傾向逻杖，即“重過程，輕結(jié)論”思瘟。但即便如此荸百，探究技能的訓(xùn)練也因課程對科學(xué)概念學(xué)習(xí)和探究支架設(shè)計的不重視等而又難以得到較好的落實。
小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)的對象應(yīng)該是真實的物質(zhì)世界滨攻，探究活動就是對物質(zhì)世界中的科學(xué)現(xiàn)象尋求合規(guī)律的解釋够话，從而增進(jìn)學(xué)生對真實世界的科學(xué)理解。這就需要營造真實的吸引人的學(xué)習(xí)情境光绕，讓學(xué)生沉浸到這樣的情境中去探究女嘲。也就是說，科學(xué)探究學(xué)習(xí)是要依賴于真實情境的诞帐，由此我們可以認(rèn)為科學(xué)探究學(xué)習(xí)是屬于情境認(rèn)知的活動欣尼。
基于這樣的理解，我們嘗試用情境認(rèn)知的觀點停蕉、促進(jìn)遷移的觀點和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型媒至，去探索適合小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計的模型，即“情境導(dǎo)向”的課程設(shè)計模型谷徙。
三、情境導(dǎo)向課程的理論基礎(chǔ)
（一）情境認(rèn)知的觀點
情境認(rèn)知是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的重要組成部分驯绎。情境認(rèn)知認(rèn)為完慧，所有的思維、學(xué)習(xí)和認(rèn)知都處在特定的情境中剩失，不存在非情景化的學(xué)習(xí)屈尼；知識和能力的發(fā)展依賴于真實情境中不斷進(jìn)行的應(yīng)用知識的活動；知識是在實習(xí)場（實作環(huán)境）和實踐共同體中建構(gòu)的[2]拴孤。實驗觀察等科學(xué)探究活動本身就是“實習(xí)場”脾歧，并有賴于實踐共同體得以達(dá)成。
情境認(rèn)知并不是非此即彼的學(xué)習(xí)理論演熟，它可以把三種學(xué)習(xí)理論融合起來鞭执。行為主義原則傾向于從技能的獲得來看待學(xué)習(xí)司顿；認(rèn)知的原則傾向于從概念理解、思維來看待學(xué)習(xí)兄纺；情境原則傾向于從更有效的參與探究和對話的實踐來看待學(xué)習(xí)大溜，這些實踐包括概念意義的建構(gòu)和技能的使用[3]。這樣估脆，情境認(rèn)知通過其關(guān)注點——實踐钦奋，把行為主義和認(rèn)知主義整合到一個框架中，使我們對學(xué)習(xí)本質(zhì)的理解更加深刻疙赠。情境認(rèn)知對實踐的強(qiáng)調(diào)與小學(xué)科學(xué)教育對組織與兒童的現(xiàn)實生活相聯(lián)系的探究活動的要求是相吻合的付材，這不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)明確知識——科學(xué)概念，還有利于默會知識的學(xué)習(xí)和探究技能的培養(yǎng)圃阳。
著名的應(yīng)用情境認(rèn)知原理設(shè)計的賈斯珀系列數(shù)學(xué)課程[4]厌衔，用錄像片的方式呈現(xiàn)“真實”的情境，把數(shù)學(xué)問題融入到吸引人的故事中限佩，營造了有意義的探索數(shù)學(xué)問題的情境葵诈，并且借助這個情境不斷加入新的問題來更加深入地推進(jìn)對數(shù)學(xué)問題的探索。這對小學(xué)科學(xué)課程的設(shè)計同樣具有重要的參考價值祟同。
（二）來自遷移的研究
學(xué)習(xí)是為了獲得知識和技能的遷移作喘，否則就會成為“死讀書”。
情境認(rèn)知認(rèn)為知識和技能處于它們被獲得的情境中晕城，如果學(xué)生只是孤立地去做一些觀察實驗來獲取知識泞坦，受情境的約束，遷移將是困難的砖顷。當(dāng)我們將其與廣泛的外部世界聯(lián)系贰锁，在不同背景下使用知識時，學(xué)到的知識和技能將是情境自由的滤蝠，而不是情境約束的豌熄，遷移將會更普遍[5]。這是從橫向來看待知識和技能的遷移物咳。
從縱向來看锣险，對某個主題學(xué)習(xí)得越透徹，沉浸到其中學(xué)習(xí)的時間越多览闰，就越容易產(chǎn)生“少就是多”的學(xué)習(xí)效應(yīng)芯肤，越容易遷移到新的情境中[6]。當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教材內(nèi)容繁多压鉴，要完成這么多的活動崖咨，的確難有時間，深入的學(xué)習(xí)活動難以開展油吭，知識的遷移就會受到影響击蹲。這可以解釋署拟，為什么中國的學(xué)生學(xué)得那么多、那么難际邻、那么累芯丧，知識與技能應(yīng)用的能力卻還是那么缺乏。筆者曾經(jīng)撰文闡述“時間是一個決定性的變量”[7]世曾，闡述了有深度的學(xué)習(xí)情境的建構(gòu)才能使得學(xué)生的知識能力得到充分的孕育缨恒。科學(xué)課程除了要考慮知識的廣泛應(yīng)用外轮听，尤其要注意探究活動的邏輯遞進(jìn)關(guān)系的設(shè)計骗露，并在實施時給予學(xué)生充足的時間去探究。
（三）建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計模型的啟發(fā)
喬納森建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計（CLEs）被教學(xué)設(shè)計專家賴格盧斯評價為“把建構(gòu)主義領(lǐng)域內(nèi)的許多研究整合在一個統(tǒng)一的教學(xué)框架內(nèi)”[8]的典范血巍。其主要目標(biāo)是促進(jìn)問題的解決和概念的發(fā)展萧锉，它指向的是界定不良和結(jié)構(gòu)不良的問題。CLEs在課程情境的設(shè)計方面述寡，其關(guān)于“問題”的觀點值得我們關(guān)注柿隙。“問題”包括三個整合性的組成部分[9]：
1.問題境脈鲫凶。即實作環(huán)境和實踐共同體是怎樣的禀崖。課程設(shè)計之初，這是首先要考慮清楚的螟炫，以使課程的設(shè)計更有針對性波附。
2.問題表征或模擬。問題表征要有趣昼钻，能引出問題掸屡，吸引學(xué)習(xí)者。問題表征要能反映“真實的”情境然评，除了真實的科學(xué)實驗等外仅财，錄像、虛擬實驗碗淌、故事等都是表征真實問題的方式盏求。
3.問題操作空間。讓學(xué)習(xí)者操作物理或模擬對象可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者思考贯莺，這在科學(xué)學(xué)習(xí)中是最常見的。但有時候宁改，只要依據(jù)收集的證據(jù)形成假設(shè)或行動計劃即可缕探，比如形成易于實施的垃圾分類方案等。所有這些活動都需要為學(xué)習(xí)者提供指導(dǎo)或支架的支撐还蹲，比如記錄單爹耗、調(diào)查表等耙考，以便形成令人信服的證據(jù)。當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教材在記錄單和調(diào)查表的設(shè)計上可能較少從學(xué)習(xí)支架的角度去做巧妙設(shè)計潭兽，顯得是為了做記錄而做記錄倦始。筆者在“精簡化教學(xué)設(shè)計的原理”[10]中針對這種情況，對支架的設(shè)計已做較深入的探討山卦。
四鞋邑、情境導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)課程模型
根據(jù)上述情境導(dǎo)向的理論，結(jié)合小學(xué)科學(xué)教育的特點和多年實踐IRIS（鳶尾花）模式的經(jīng)驗账蓉，筆者嘗試創(chuàng)建了情境導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計的結(jié)構(gòu)模型（圖1）枚碗，即，營造真實的與現(xiàn)實科學(xué)問題相關(guān)的情境铸本，提出有吸引力和有挑戰(zhàn)性的劣構(gòu)問題肮雨，提供豐富的情境資源，設(shè)計合適的學(xué)習(xí)支架箱玷，通過給予學(xué)生長時間的學(xué)習(xí)和探究活動怨规，建構(gòu)科學(xué)概念，發(fā)展探究技能锡足，達(dá)到課程的培養(yǎng)目標(biāo)波丰。
該模型的創(chuàng)建是基于以下對情境導(dǎo)向課程的特征的探討：
1.課程營造的情境對小學(xué)生是有吸引力的和真實的，且能把概念的獲得和應(yīng)用的各環(huán)節(jié)整合到一個整體連貫的情境中舱污。目前的科學(xué)教材對情境的設(shè)計還未有足夠的重視呀舔，常見的情況是，為了學(xué)習(xí)某個知識扩灯，孤立地去做某個或幾個實驗獲取結(jié)論媚赖，然后去思考或解決與知識結(jié)論相關(guān)的問題，前后的內(nèi)容較少整合到一個整體連貫的情境中珠插。
2.課程設(shè)計的主題指向結(jié)構(gòu)不良的問題惧磺。喬納森認(rèn)為，這樣的問題給學(xué)生提供了確定具體問題或?qū)W習(xí)目標(biāo)的自主權(quán)捻撑，這是有意義學(xué)習(xí)的關(guān)鍵[11]磨隘。結(jié)構(gòu)不良的問題的特征是：
1）有著未闡明的目標(biāo)和限制條件；
2）有多個解決方案和解決途徑顾患，或根本就無法解決番捂；
3）有評價解決方案的多個標(biāo)準(zhǔn)；
4）不能確定哪些概念江解、規(guī)則和原理是解決問題所必須的设预，或它們的組織方式不明確；
5）不能提供用于描述或預(yù)測大多數(shù)案例結(jié)果的一般性規(guī)則或原理犁河；
6）需要學(xué)習(xí)者對問題作出判斷并通過表述個人意見或觀點捍衛(wèi)自己的判斷[12]鳖枕。
結(jié)構(gòu)不良的問題情境具有開放性魄梯，限制性小。目前小學(xué)科學(xué)教材所反映的主要是界定明晰的良構(gòu)問題宾符，觀察實驗活動的設(shè)計似乎直接指向知識結(jié)論酿秸，形式上雖然是探究的，但目的卻還是為了獲得確定的知識結(jié)論魏烫。這樣的課程設(shè)計也直接影響著教師的教學(xué)態(tài)度辣苏，教師對探究過程的控制太多，學(xué)生自主探究的空間受到擠壓则奥。筆者在《控制與失控》一文中對此有較深入的分析[13]考润。
3.支架支撐的“漸入佳境”的情境設(shè)計。學(xué)習(xí)支架是學(xué)生思維和自主探究的主要支撐读处，在情境導(dǎo)向的課程設(shè)計中糊治，支架要巧妙地嵌入。學(xué)習(xí)支架還包括針對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)而設(shè)計的良構(gòu)問題罚舱，其示范作用可以為解決劣構(gòu)問題奠基井辜，這樣可以把良構(gòu)與劣構(gòu)問題統(tǒng)一在一個情境中互為促進(jìn)。這就要求在整個課程的設(shè)計中管闷，從概念的獲取到應(yīng)用要有邏輯遞進(jìn)的關(guān)系粥脚，前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以作為后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，形成逐漸深入包个、“漸入佳境”的情境刷允，以利于概念的理解和遷移。
4.情境資源的豐富性和多樣性碧囊。情境認(rèn)知會一定程度地限制知識技能向新的情境遷移树灶，而豐富的和多樣化的情境有助于知識技能突破限制而獲得更廣泛的遷移。所以糯而，小學(xué)科學(xué)課程從不同的側(cè)面多提供一些可供選擇的情境資源是非常必要的天通。特別是在網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)發(fā)達(dá)的當(dāng)代，網(wǎng)頁熄驼、社交網(wǎng)絡(luò)像寒、照片、視頻瓜贾、虛擬實驗诺祸、傳感器等可以作為課程呈現(xiàn)工具、認(rèn)知工具祭芦、交流工具筷笨、協(xié)作工具、泛在資源的匯集工具等，形成豐富的信息化的情境資源[14]奥秆。隨著智能手機(jī)、平板電腦等無線設(shè)備的普及咸灿，電子書包的興起构订，信息化的情境資源建設(shè)將更加凸顯其課程價值。
5.時間是情境中的一個隱性的但極其重要的變量避矢。圖1中悼瘾，箭頭代表學(xué)生沉浸到情境中去探究的“時間”。如果說上述的情境設(shè)計構(gòu)建的是三維空間的物理情境的話审胸，那么時間就是情境導(dǎo)向課程的第四維亥宿，使空間得以靈動，使學(xué)習(xí)能夠發(fā)生砂沛、發(fā)展烫扼、沖突、演化碍庵。如同看不見的溫床映企，通過十月懷胎般的長時間孕育，最終使學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)的目標(biāo)静浴。
關(guān)于學(xué)生探究的時間堰氓，體現(xiàn)在課程設(shè)計上，各項活動所需的時間要有預(yù)估苹享，以便根據(jù)總體的時間安排双絮，遵循“少就是多”的原則，對內(nèi)容進(jìn)行取舍得问，使課程能精簡化[15]囤攀；體現(xiàn)在教學(xué)實施上，教師要能采取適當(dāng)?shù)牟呗允褂谜n程內(nèi)容椭赋，并有足夠的耐心抚岗，給學(xué)生盡可能多的自主探究的時間[16]。
六哪怔、情境導(dǎo)向課程的設(shè)計范例：IRIS模式
IRIS模式是筆者于2007年提出的一種適合信息技術(shù)環(huán)境下的數(shù)字化探究學(xué)習(xí)模式[17]宣蔚，見圖2，這是一種典型的情境導(dǎo)向的課程設(shè)計模式认境。其基本理念是“從閱讀走向?qū)嵺`胚委，做知行合一的真人”，將閱讀與實踐緊密結(jié)合叉信，避免“死讀書”亩冬，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。IRIS模式的基本結(jié)構(gòu)是“引言（Introduction）—閱讀（Reading）—探究（Inquiry）—分享（Sharing）”，IRIS是其英文簡稱硅急，意思是“鳶尾花”覆享，因而也稱為鳶尾花模式。在將IRIS模式應(yīng)用于信息技術(shù)環(huán)境下的科學(xué)課程和教學(xué)的設(shè)計時营袜，我們把“閱讀（Reading）”和“探究（Inquiry）”交融在一起撒顿，以系列“任務(wù)”的方式呈現(xiàn)，即“引言（Introduction）—任務(wù)（Task）—分享（Sharing）”荚板，從而形成了IRIS（鳶尾花）模式的變式[18]凤壁。
筆者在論文《IRIS虛擬科學(xué)探究實驗室的設(shè)計和應(yīng)用》中提供的課程樣例《美國登月是造假嗎？》[19]設(shè)計的就是與現(xiàn)行小學(xué)科學(xué)教材上呈現(xiàn)的與現(xiàn)有課程不一樣的情境跪另，對比如圖3拧抖。
小學(xué)科學(xué)教材上的課程是要學(xué)生完成月球知識的收集和分享工作，為幫助學(xué)生完成任務(wù)免绿，設(shè)計了記錄卡唧席，知識目標(biāo)是月球知識的獲取，能力目標(biāo)是培養(yǎng)信息收集和整理的能力嘲驾。這對于小學(xué)六年級的學(xué)生來說袱吆，實在是顯得簡單而且沒什么挑戰(zhàn)性，屬于低層級的思維活動距淫，更缺乏情境的設(shè)計绞绒。
情境導(dǎo)向的課程設(shè)計，從“美國登月是造假嗎”的標(biāo)題上就把學(xué)生吸引了進(jìn)來榕暇，提供的月球知識文本是為了給后續(xù)批判性思考各種質(zhì)疑作鋪墊蓬衡，知識目標(biāo)是結(jié)合月球知識應(yīng)用已有科學(xué)概念做分析，屬于知識的應(yīng)用彤枢，這種應(yīng)用更有利于知識的遷移狰晚。各種質(zhì)疑也多屬于劣構(gòu)問題，需要學(xué)生聯(lián)系小學(xué)階段所學(xué)的科學(xué)概念去判斷甚至去做實驗驗證缴啡，每個質(zhì)疑后做了簡單的提示（支架）壁晒，提供的各種資源為尋求證據(jù)又提供了豐富的情境，“分享”部分則為以證據(jù)為基的科學(xué)推理提供了“通過表述個人意見或觀點捍衛(wèi)自己的判斷”的場所业栅，從能力目標(biāo)上更鮮明地反映出對高級思維能力的培養(yǎng)秒咐。
根據(jù)課時的長短，本課程的課堂教學(xué)建議分為兩種方式：（1）每個小組選取一個質(zhì)疑碘裕，告一段落后全班分享携取，適合1~2個課時；（2）每人選擇多個質(zhì)疑帮孔，小組內(nèi)交流結(jié)論后修正雷滋，而后全班分享，適合2~3課時。情境搭好了晤斩，有挑戰(zhàn)性的問題呈現(xiàn)了焕檬，學(xué)生就會自動地沉浸其中。在教學(xué)時我們觀察到澳泵，學(xué)生之間形成了濃郁的批判性的交流氛圍揩页，學(xué)習(xí)共同體自然而然地運作了起來，形成了一道靚麗的自組織的風(fēng)景烹俗。
《月球》IRIS情境課程是需要在信息技術(shù)支持的環(huán)境下的，如果是在農(nóng)村缺乏技術(shù)支持的環(huán)境下萍程，依靠本課程提供的印刷品（有必要的照片證據(jù)）和/或錄像放映即可幢妄。
六、結(jié)語
情境導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計是在IRIS（鳶尾花）模式多年實踐的基礎(chǔ)上的一個嘗試性的歸納茫负，能反映小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的特點蕉鸳，是科學(xué)學(xué)習(xí)的建構(gòu)主義特征——情境認(rèn)知的具體反映。以劣構(gòu)問題為主題的情境構(gòu)建更有利于引起學(xué)生的探究興趣忍法、激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)和發(fā)展學(xué)生的高級思維能力潮尝，更有利于知識的理解和遷移。同時饿序，本模型的提出勉失，為突破當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課程設(shè)計的局限提供了新的范式。
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[18][19]吳向東.IRIS虛擬科學(xué)探究實驗室的設(shè)計和應(yīng)用[J]. 中國電化教育,2012,(04).
* ［基金項目］廣東省中小學(xué)教學(xué)研究十二五規(guī)劃課題《基于兒童Linux系統(tǒng)的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計研究——以小學(xué)科學(xué)為例》（編號：J11-095）原探；廣州市教育科學(xué)十一五規(guī)劃課題《小學(xué)科學(xué)課程的數(shù)字化重構(gòu)和實驗研究》（編號：06A005）
