朱徐杰

【摘 要】清晰的探究活動(dòng)主線索有利于處理科學(xué)概念和科學(xué)探究之間的關(guān)系，讓探究活動(dòng)沿著學(xué)生概念構(gòu)建的進(jìn)程逐步展開。通過對(duì)教科版五年級(jí)下冊(cè)“馬鈴薯的沉浮”相關(guān)內(nèi)容的研究，掃描教材設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)問題，分析教材和學(xué)情的內(nèi)在關(guān)系，可以梳理出基于概念發(fā)展的視角重構(gòu)探究活動(dòng)主線索，并以此設(shè)計(jì)一系列探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建相關(guān)的核心概念。

【關(guān)鍵詞】探究活動(dòng) 主線索 概念 構(gòu)建

科學(xué)教育的目標(biāo)不是引導(dǎo)學(xué)生獲得一堆由事實(shí)和理論堆砌的知識(shí)，而應(yīng)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)趨向于核心概念構(gòu)建的進(jìn)展過程，這個(gè)過程有助于學(xué)生把原有經(jīng)驗(yàn)整合起來，理解與他們生活相關(guān)的事件和現(xiàn)象。承載科學(xué)概念的主要載體是探究活動(dòng)，這也是科學(xué)課核心的學(xué)習(xí)方式。要使“探究活動(dòng)”成為有意義的學(xué)習(xí)，就要順著學(xué)生概念構(gòu)建的發(fā)展方向來組織活動(dòng)，厘清活動(dòng)的主線索。

探究活動(dòng)主線索，是教師在遵循學(xué)生概念發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，依照教學(xué)的目標(biāo)要求，為達(dá)到教與學(xué)雙向目標(biāo)而設(shè)置的貫穿學(xué)生探究活動(dòng)過程的脈絡(luò)。清晰的探究活動(dòng)主線索會(huì)使探究的內(nèi)容更有意義、更有內(nèi)涵，也會(huì)使探究的過程更有價(jià)值，吸引學(xué)生樂于參與課堂的各項(xiàng)活動(dòng)，讓探究活動(dòng)成為一個(gè)有結(jié)構(gòu)、有聯(lián)系的整體。

那么，如何構(gòu)建探究活動(dòng)的主線索？筆者認(rèn)為，應(yīng)該分析教材活動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)問題，把握教材與學(xué)情的特點(diǎn)，基于概念構(gòu)建的視角尋找活動(dòng)主線索，并依據(jù)主線索設(shè)計(jì)一系列有價(jià)值、有層次的探究活動(dòng)，切實(shí)提升探究性學(xué)習(xí)的實(shí)效性。下面以“馬鈴薯的沉浮”的內(nèi)容為例，闡述尋找探究活動(dòng)主線索的實(shí)踐過程。

一、問題掃描——教材活動(dòng)設(shè)計(jì)中繁而亂的主線索

“馬鈴薯的沉浮”的教學(xué)內(nèi)容來自于教科版五年級(jí)下冊(cè)第一單元7、8兩課，分別是《馬鈴薯在液體中的沉浮》和《探索馬鈴薯沉浮的原因》，這兩課的主要內(nèi)容是探究物體沉浮與液體的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建關(guān)于“沉浮規(guī)律與密度的關(guān)系”的核心概念。鑒于五年級(jí)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和認(rèn)知水平，始終沒有出現(xiàn)“密度”一詞，用同體積比輕重的方法來指向密度的概念。

兩節(jié)課的教材中一共安排了8個(gè)主要探究活動(dòng)，每個(gè)活動(dòng)承載的具體概念都指向沉浮的核心概念：“物體的密度大于液體的密度時(shí)，物體在液體中下沉；反之，上浮?！?綜觀這兩節(jié)課的活動(dòng)安排，筆者認(rèn)為在教學(xué)實(shí)踐中存在以下兩個(gè)問題。

問題一：概念主線模糊不清

第7課《馬鈴薯在液體中的沉浮》是學(xué)生比較喜歡的內(nèi)容，本課的教學(xué)流程一般如下：

環(huán)節(jié)一，聚焦現(xiàn)象。觀察兩個(gè)馬鈴薯在兩種液體中的沉浮，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯的沉浮與馬鈴薯本身無關(guān)，而是與液體有關(guān)。

環(huán)節(jié)二，提出問題。如何驗(yàn)證兩種液體的不同。

環(huán)節(jié)三，研討交流。通過學(xué)生的交流和教師的引導(dǎo)，想到利用加熱滴液的方式驗(yàn)證兩種液體的區(qū)別。

環(huán)節(jié)四，學(xué)生活動(dòng)。用蠟燭和鋼勺分別加熱兩種液體的滴液，觀察兩者的不同。

環(huán)節(jié)五，逆向驗(yàn)證。調(diào)制一杯能使馬鈴薯浮起來的鹽水。發(fā)現(xiàn)水中溶解了足夠量的食鹽馬鈴薯才能浮起來。

環(huán)節(jié)六，延伸活動(dòng)。了解有關(guān)死海的資料，知道人在死海中會(huì)浮起來。

在課堂中學(xué)生開展了一系列有意思的探究活動(dòng)，課堂氣氛活躍，開放度較高。然而我們仔細(xì)分析這些探究活動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有意思的活動(dòng)并不一定有意義。本課主要探究的問題是如何驗(yàn)證兩種液體的不同，主要的活動(dòng)是加熱滴液。這個(gè)活動(dòng)承載的科學(xué)概念其實(shí)包含于“調(diào)制鹽水”這個(gè)活動(dòng)的概念之中，因此完全可以被后者替代。當(dāng)然，“加熱滴液”這個(gè)活動(dòng)也能發(fā)展學(xué)生相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作、觀察等方面的能力，但這在認(rèn)識(shí)方面不存在明確的目標(biāo)指向，與密度這條主線聯(lián)系不緊密，對(duì)于構(gòu)建核心概念的價(jià)值并不大。

第8課《探索馬鈴薯沉浮的原因》同樣存在概念主線不清的問題。本課有3個(gè)主要探究活動(dòng)，分別是：“鉤碼在不同液體中的浮力”“比較同體積馬鈴薯、清水、鹽水的輕重”“判斷塑料塊在不同液體中的沉浮”。我們可以看出這兩節(jié)課的主要線索是 “密度”概念的發(fā)展，而本課的第一個(gè)探究活動(dòng)“測(cè)量浮力”承載的概念指向了鉤碼在不同液體中受到的浮力大小不同，與主線索產(chǎn)生了一定的偏離。而且研究的對(duì)象從“馬鈴薯”換成了“鉤碼”，這些變化都會(huì)容易讓學(xué)生失去研究的方向，難以把握探究的重點(diǎn)，對(duì)學(xué)生概念的構(gòu)建帶來不利影響。

問題二：探究活動(dòng)難易不均

從探究活動(dòng)操作難度來說，第7課“加熱滴液”的操作比較復(fù)雜，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和準(zhǔn)備必要的器材。第8課“測(cè)量浮力”和“同體積比輕重”兩個(gè)探究活動(dòng)的操作難度非常大，對(duì)器材的精密性和數(shù)據(jù)的精確性要求很高，學(xué)生在課堂中操作失敗的可能性比較大。綜合來說，第7課的探究活動(dòng)難度相對(duì)較小，且其中難度較大的活動(dòng)對(duì)于核心概念的構(gòu)建并無太大意義；第8課的活動(dòng)難度非常大，思維層次較高，一節(jié)課的探究時(shí)間明顯不足。

綜合以上兩個(gè)因素，筆者以為這兩課的教學(xué)內(nèi)容有必要進(jìn)行有機(jī)整合，尋找一條基于概念發(fā)展的探究活動(dòng)主線索，并以此設(shè)計(jì)相應(yīng)的探究活動(dòng)。

二、理性分析——基于教材、學(xué)情的特點(diǎn)尋找主線索

基于科學(xué)概念的探究活動(dòng)主線索，是教師根據(jù)教材和學(xué)生情況的分析，設(shè)計(jì)一條明確目標(biāo)下的有探究活動(dòng)內(nèi)容、過程與策略的主線索。尋找主線索應(yīng)重點(diǎn)從以下兩個(gè)方面著手。

（一）從局部到整體的教材分析

“用教材教”是新課程倡導(dǎo)的重要理念。它立足于學(xué)生的認(rèn)知與發(fā)展，鼓勵(lì)對(duì)教材進(jìn)行“二度開發(fā)”“深加工”，從而構(gòu)建一條有利于概念發(fā)展的主線索。

1.尋找核心概念引領(lǐng)主線。

小學(xué)科學(xué)教材以單元的形式來編排。根據(jù)教材安排的需要，有時(shí)在一個(gè)單元中蘊(yùn)含了一個(gè)核心概念，有時(shí)在幾節(jié)課中蘊(yùn)含了一個(gè)核心概念。在分析教材的過程中首先要找準(zhǔn)這個(gè)核心概念，才能找到探究活動(dòng)的主要目標(biāo)，起到引領(lǐng)主線的作用。在關(guān)于馬鈴薯沉浮的教學(xué)內(nèi)容中，我們可以清晰地找到這個(gè)核心概念——密度。

2.解析具體概念串聯(lián)主線。

有了核心概念的目標(biāo)引領(lǐng)，具體概念的選擇與呈現(xiàn)要依據(jù)核心概念的發(fā)展主線，并選擇和優(yōu)化相應(yīng)的探究活動(dòng)，做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與分析，形成主線索。在馬鈴薯沉浮的教學(xué)內(nèi)容中，主要有8個(gè)探究活動(dòng)，每個(gè)活動(dòng)所承載的科學(xué)概念如下表所示。

通過對(duì)上表的分析可知，這8個(gè)活動(dòng)中的2和5 在構(gòu)建“密度”這個(gè)核心概念的過程中，與主線索不一致，需要在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行調(diào)整，使科學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系結(jié)構(gòu)化，有利于教師設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)準(zhǔn)確把握主線。

（二）從抽象到具體的學(xué)情分析

科學(xué)概念構(gòu)建過程是學(xué)生主觀能動(dòng)的認(rèn)知和思維過程。在提煉探究活動(dòng)主線索時(shí)有必要了解學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，才能真正讓主線索引領(lǐng)學(xué)生的探究活動(dòng)。

【案例分析1】

《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課中學(xué)生通過小組活動(dòng)分別調(diào)制了一杯能使馬鈴薯上浮的鹽水，并且獲得了“一定濃度的鹽水能使馬鈴薯浮起來”的具體概念。此時(shí)依照學(xué)生思維發(fā)展的一般順序，學(xué)生非常容易產(chǎn)生疑問：“為什么濃鹽水能使馬鈴薯上浮，清水使馬鈴薯下沉呢？”前幾節(jié)課中學(xué)生已經(jīng)測(cè)量過物體在水中受到的浮力大小。因此他們自然會(huì)提出“馬鈴薯在清水中受到的浮力小，在鹽水中受到的浮力大”的假設(shè)。

因此筆者以為在“馬鈴薯的沉浮‘活動(dòng)與概念明細(xì)表”中的活動(dòng)3 和活動(dòng)5可以整合。讓“密度”和“浮力”這兩條線索通過學(xué)生自身概念構(gòu)建的特點(diǎn)有機(jī)地融合起來。學(xué)情的具體分析可以從以下兩個(gè)方面切入。

1.找準(zhǔn)概念學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。

奧蘇伯爾曾經(jīng)指出，影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么?！耙呀?jīng)知道了什么”就是學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)。上述案例中學(xué)生之前對(duì)于浮力的學(xué)習(xí)就成為了本次探究活動(dòng)的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，學(xué)生嘗試使用先前的經(jīng)驗(yàn)來解決問題，整合了前后概念，促使概念構(gòu)建的主動(dòng)發(fā)展。

2.把握學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的特點(diǎn)。

學(xué)生在概念構(gòu)建的過程中會(huì)整合原有經(jīng)驗(yàn)，不斷產(chǎn)生新的想法和問題，這就為尋找探究活動(dòng)主線索指明了一個(gè)方向。上述案例中學(xué)生對(duì)“浮力大小”的想法是正常需求，迎合這樣的需求會(huì)讓探究主線索沿著學(xué)生思維發(fā)展的方向延伸。

三、路徑重構(gòu)——基于概念的發(fā)展過程構(gòu)建主線索

基于對(duì)教材和學(xué)生的深入解析，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，厘清核心概念與具體概念、具體概念與具體概念的內(nèi)在關(guān)系，提煉出一條適合學(xué)生的既定目標(biāo)下的有內(nèi)容、有形式、有邏輯的探究活動(dòng)主線索。這是科學(xué)探究教學(xué)的關(guān)鍵。

筆者通過課堂的實(shí)踐和思考，把“馬鈴薯的沉浮”的六個(gè)具體概念（1、2、3、5、6、7）進(jìn)行了重新編排，形成了有別于教材的、基于概念發(fā)展的探究活動(dòng)主線索（如下圖）。

[在]

根據(jù)這條線索筆者設(shè)計(jì)了7個(gè)環(huán)節(jié)更緊湊、目標(biāo)更明確的探究活動(dòng)，使學(xué)生在核心概念構(gòu)建的過程中保持一定的連貫性和持續(xù)性，并逐步達(dá)到形成核心概念的目標(biāo)。以下是筆者開展教學(xué)活動(dòng)的課堂案例。

【案例分析2】承載概念A(yù)—B的教學(xué)過程。

上課伊始，講臺(tái)上擺放標(biāo)著1號(hào)、2號(hào)的兩盆無色透明的液體。教師出示一大一小兩個(gè)馬鈴薯，向?qū)W生質(zhì)疑馬鈴薯的沉浮。學(xué)生作出了假設(shè)并給出了理由，有的認(rèn)為大馬鈴薯沉，因?yàn)樗容^重；有的認(rèn)為小馬鈴薯沉，因?yàn)樗w積小……于是，教師現(xiàn)場(chǎng)演示，把2個(gè)馬鈴薯分別放到2盆液體中，多次輪換，發(fā)現(xiàn)不管馬鈴薯的大小，在1號(hào)盆中始終是浮的，在2號(hào)盆中始終是沉的。看到這樣的現(xiàn)象，大部分學(xué)生都會(huì)提出相同的看法：1號(hào)盆里的是鹽水，2號(hào)盆里的是清水。

此時(shí)教師改變教材的設(shè)計(jì)思路，從另一個(gè)方向引導(dǎo)學(xué)生研究。提出“你們認(rèn)為馬鈴薯在清水中是沉的，在鹽水中是浮的？”再讓學(xué)生動(dòng)手操作，把馬鈴薯放到清水中試一試，調(diào)制一杯鹽水試一試，發(fā)現(xiàn)在清水中確實(shí)是沉的，而鹽水需要達(dá)到一定濃度后才能浮起來……

這樣的活動(dòng)安排，雖然舍去了“加熱滴液”的環(huán)節(jié)而直接引導(dǎo)學(xué)生調(diào)制鹽水，但在科學(xué)概念方面并沒有有所刪略，因?yàn)榍罢咧皇堑贸隽恕笆柜R鈴薯沉浮的兩種液體不一樣，馬鈴薯浮起來的液體中溶解了其他物質(zhì)”。而后者所承載的概念更為具體：“一杯是鹽水，一杯是清水（或者淡鹽水）?！币呀?jīng)蘊(yùn)含了前者所傳達(dá)的信息。這樣省出了時(shí)間開展其他探究活動(dòng)，為核心概念的構(gòu)建而服務(wù)。

【案例分析3】承載概念C—D的教學(xué)過程。

通過上一個(gè)活動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯在清水中受到的浮力小，在濃鹽水中受到的浮力大。于是啟發(fā)學(xué)生繼續(xù)思考“為什么濃鹽水產(chǎn)生的浮力大？清水產(chǎn)生的浮力小呢？這兩杯液體現(xiàn)在有哪些方面不一樣呢？”此時(shí)學(xué)生關(guān)注的一般都是濃度、顏色、含鹽量等，教師通過引導(dǎo)讓學(xué)生關(guān)注兩者液體的輕重，并通過小組討論制定比較兩杯液體輕重的方案，引導(dǎo)學(xué)生利用天平比較同體積150mL濃鹽水和清水的輕重。課堂中這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作并不復(fù)雜，比較容易獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過這個(gè)活動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)了在同體積的情況下，濃鹽水比清水重。

為什么“濃鹽水產(chǎn)生的浮力大，淡鹽水產(chǎn)生的浮力小”，對(duì)學(xué)生來說難以想到與液體的輕重有關(guān)。因此，這兩個(gè)活動(dòng)的過渡從“浮力與密度”的概念發(fā)展來說是連續(xù)的，但是從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來說存在一定的斷層。筆者經(jīng)過反復(fù)思考和嘗試，認(rèn)為這里的牽強(qiáng)過渡是難以避免的。同體積比較液體輕重其實(shí)已經(jīng)直接指向了概念“液體密度”，離核心概念已經(jīng)非常接近了。

上文中介紹的三個(gè)案例是根據(jù)新的主線索而作出調(diào)整幅度較大的教學(xué)活動(dòng)，這些探究活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建一個(gè)個(gè)具體概念，最終幫助學(xué)生形成了核心概念，在教學(xué)實(shí)踐中取得了更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

綜上所述，科學(xué)教育不應(yīng)該教給學(xué)生支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實(shí)，而應(yīng)當(dāng)慎重選擇一些重要的科學(xué)概念，用恰當(dāng)?shù)?、生?dòng)的教育方法，幫助學(xué)生建立對(duì)周圍事物相對(duì)完整的理解。因此，教師要合理把握教材，了解概念構(gòu)建的過程，幫助學(xué)生從早期經(jīng)驗(yàn)開始獲得較淺的概念，再逐步進(jìn)展到更深的概念，讓學(xué)生的探究活動(dòng)用一條清晰的主線索有機(jī)地串聯(lián)起來，以有結(jié)構(gòu)的活動(dòng)推動(dòng)科學(xué)概念的構(gòu)建。

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