◇江光華（浙江：開化縣實驗小學教育集團）

模型是對客觀事物及其運動規(guī)律做出簡化的描述、概括、模仿或抽象。《義務教育科學課程標準（2022年版）》在“核心素養(yǎng)內涵”的“科學思維”中指出：“模型建構體現在以經驗事實為基礎，對客觀事物進行抽象和概括，進而建構模型；運用模型分析、解釋現象和數據，描述系統的結構、關系及變化過程?！毙抡n程標準將模型建構能力作為科學思維的重要組成部分，旨在讓學生從科學的視角認識客觀事物的本質屬性和內在規(guī)律。由此可見，模型建構能力培養(yǎng)對學生科學學習來說具有十分重要的意義。

小學低年級學生雖然剛剛接觸科學課程，但在好奇心的驅使下，他們對常見自然現象或生活現象表現出強烈的探究興趣，能利用多種感官或簡單的工具，觀察事物的外部特征及現象，并能對這些特征和現象進行簡單的比較和分類。同時，他們能初步了解簡單工具的功能和使用方法，利用身邊的材料和簡單工具動手完成簡單的任務?；趯茖W認知發(fā)展規(guī)律和科學新課程標準的深入分析，小學低年級學生的科學模型建構能力主要包括“模型理解”“模型建構”和“模型應用”三個維度。因此，在小學低年級科學教學中，要引導學生在模型理解中發(fā)展科學概念，在模型建構中親歷探究過程，在模型應用中領悟科學本質。

一、模型理解：在對比中發(fā)展科學概念

小學低年級學生善于借助感性的方式認識科學事物，并且容易受到已有認知經驗的影響，對真實事物的判斷容易出現偏差和錯誤。因此，在小學低年級科學教學過程中，要根據教學目標和教學內容實際，在充分了解學生原有認知的基礎上，最大限度地提供給學生適宜的、富有吸引力的科學模型。通過將模型與原型進行全面有序的對比，使學生深刻理解真實事物的本質特征，從而在比較中促進學生科學概念的進階發(fā)展。

例如，《我們知道的植物》是教科版科學一年級上冊“植物”單元的第1 課，同時也是小學科學起始課。教學中，教師首先通過課件播放幾組學生非常熟悉的植物照片，引領學生走進植物的世界。接著，通過“說說我們知道的植物”和“找一找圖片中庭院里的植物”這兩個活動，充分了解學生關于植物的前概念，嘗試在識別植物、簡單描述植物特征的基礎上，發(fā)現植物的共同點。不難發(fā)現，大部分學生能說出植物有根、莖、葉，也知道植物會開化、結果，但對于植物生存依賴一定的條件，在此基礎上植物才能生長、發(fā)育等特點，學生還是較為陌生的。因此，教學中給學生提供仿真程度高的“塑料花”，讓學生觀察、思考和比較“塑料花是植物嗎？”重點在于讓學生討論“塑料花不是植物的理由是什么”?！八芰匣ā蹦Ｐ偷某鍪荆寣W生認識到雖然塑料花也具有根、莖、葉，符合學生的認知基礎，卻又有別于生活中真實的“花”。學生通過有序觀察，發(fā)現塑料花不會變化，不需要陽光、水分、養(yǎng)料等。從表象上來看，塑料花似乎妨礙了學生的判斷，使學生難以更好地辨別植物。但實際上，學生通過對塑料花和真實的“花”進行對比，區(qū)分了模型和真實事物之間的差異，更深刻地理解了真實事物的獨特屬性。

又如，《我們知道的動物》是教科版科學一年級下冊“動物”單元的第1 課，通過讓學生列舉知道的和喜歡的動物，在相互交流中使學生感受到地球上生存著多種多樣的動物，體會動物的多樣性。通過對多種動物的比較，期望學生發(fā)現動物的一些共同特征，如都會運動、需要進食、能繁殖、會生長、需要空氣、有生命等。但是，一年級學生對動物的認識容易局限在外部形態(tài)和名稱上，缺乏對動物共同特征的主動思考，不能自主地從個體特征歸納出動物的共同特征。為此，課堂教學中設計了“動物與玩具熊比較”的活動。從教學實際中可以看出，一年級學生判斷玩具熊不是動物基本上是不存在問題的，重點在于引導學生思考判斷的理由。學生在觀察、交流、討論中進行全面細致的比較，紛紛表達出自己個性化的想法和理解，如玩具熊不是“活”的、不會動、不會吃東西等，培養(yǎng)學生不斷用新證據來支持自己的想法，提升學生對動物共同特點的認識，幫助學生理解“動物”的概念。由此可見，小學低年級學生在“植物”和“動物”概念認識發(fā)展過程中，通過“塑料花”和“玩具熊”這些身邊常見的、仿真程度高的模型，在觀察、研討和比較中區(qū)分了模型和真實事物之間的差異。引導學生初步建構起植物和動物“都是有生命的”概念，理解了植物和動物的本質屬性，為學生的科學概念發(fā)展打下良好的基礎。

二、模型建構：在親歷中體驗探究過程

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，“1-2年級學生在科學思維方面，能在教師指導下，觀察具體事物的構成要素，通過口述、畫圖等方式描述事物的外在特征；能利用材料和工具，通過口述、繪畫、畫圖等方式表達自己的想法”。教學中，要根據學習的具體內容和探究的過程目標，通過細致入微或較長周期的持續(xù)觀察，運用繪畫、口述等形式對事物原型進行抽象與簡化，在模型建構中表達事物的主要特征，讓受本質支配的實際特征和運動過程充分顯示出來，實現學生已有經驗和概念圖式的有效銜接。引導學生在親身經歷中體驗科學探究的樂趣，為學生搭建有效的學習支架，有效發(fā)展學生的科學建模能力。

比如，《觀察魚》是教科版科學一年級下冊“動物”單元的第5 課。本課的教學目標是讓學生通過觀察知道魚有鱗片、鰭、鰓等身體特征，魚生活在水中，它的身體適應水生環(huán)境。學生能用簡圖描述魚的主要特征，對魚的運動和呼吸表現出濃厚的探究興趣，并在學習中樂于表現自己的發(fā)現。在學生觀察鯽魚的身體特點之前，教師對學生的觀察順序和方法進行有效的指導，引導學生一邊觀察，一邊將鯽魚畫下來，并且與觀察的鯽魚越接近越好。在畫鯽魚的過程中，絕大多數學生能做到先畫軀干，再畫頭、眼睛、嘴巴、鰭等，最后畫鱗片。在觀察和繪畫后的交流研討中，要充分展示學生的畫，并與鯽魚的圖片做對比，看看畫得像不像，有沒有突出魚的特征，如身體是不是紡錘形的，眼睛、嘴巴、鰭等有沒有全部畫出來，以此促進學生在探究過程中發(fā)展模型建構能力。又如，《觀察月相》是教科版科學二年級上冊“我們的地球家園”單元中的第4 課。學生通過一個月的持續(xù)觀察和記錄，知道月球明亮部分的形狀叫月相，月相在一個月內是要發(fā)生變化的。同時，教師組織學生把剪好的白色紙片粘貼在黑色紙片上，從而建構起一個月的月相平面模型，這樣的模型是學生親身經歷且自主完成的。然后，引導學生思考和描述“不同夜晚的月相相同嗎？”“在一個月內，我們觀察和記錄的月相是怎樣變化的？”等問題，使學生在深度探究和思考中初步了解月相的變化規(guī)律。

因此，小學低年級學生在科學探究過程中，通過細致觀察和辨析，以繪圖的方式描繪出真實事物的顯著特征，如鯽魚身體的主要結構、一個月內的月相變化等。既較為準確地記錄了觀察的結果，又增強了學生的科學探究興趣，特別重要的是逐漸發(fā)展了學生的科學模型建構能力。學生以自主建構的模型為載體，通過口頭描述等方式展示模型建構的親歷過程，在深化對科學理解的同時，發(fā)展了科學思維能力。

三、模型應用：在實踐中領悟科學本質

學生在模型建構過程中，能夠促進手腦的協同運用，加深對科學概念的理解，促進科學思維的提升。但對于小學低年級學生的科學素養(yǎng)發(fā)展來說，模型建構的目的并不在模型本身，而是要將自主建構的模型與原型進行差異化的對比。在學生的比較、分析中對模型進行全面測試，進一步提升學生的科學實踐意識和操作應用能力，促進學生對原型的溯源性理解，真正領悟科學的內涵本質。

以教科版科學一年級上冊第二單元“比較與測量”第7 課《比較測量紙帶和尺子》的教學為例。學生通過前一節(jié)課的學習，已經學會了測量紙帶的制作方法，體會測量紙帶具有更方便攜帶、測量和計數等特點，能利用測量紙帶測量一些物體的周長。在《比較測量紙帶和尺子》這一課的教學中，學生在教師指導下，用語言或圖畫描述尺子與測量紙帶的特征，觀察并比較尺子與測量紙帶的異同，初步學會尺子的使用方法，體會到統一測量工具和單位給生產、生活帶來的便利。在學生充分體驗運用測量紙帶測量的基礎上，教師向學生提供塑料尺、軟尺等標準的測量工具，與學生一起學習尺子的使用方法，著重交流研討“尺子和測量紙帶相比，有什么好處”，以此實現從測量紙帶向尺子實物的飛躍。

又如，《做一個指南針》是教科版科學二年級下冊第一單元“磁鐵”的第5 課，學生通過前面的學習已經較為全面地了解了指南針的發(fā)展歷史、結構、各部位的名稱和作用，并利用所學的磁鐵知識積極參與科學實踐活動。在水浮式指南針模型的制作過程中，學生經歷了材料準備、磁針制作、磁針安裝以及利用指南針原型確定方向、在水浮式指南針模型上標出南北方向等過程。學生進一步鞏固了對磁鐵知識的認識，并將所學的知識運用于實際生活中。然后，組織學生利用自制的水浮式指南針模型，到校園的不同位置辨別方向。學生在自主實踐的過程中，進一步比較了指南針原型和水浮式指南針模型的異同點，加深了對磁鐵性質的理解，在模型應用中很好地發(fā)展了科學觀念。

模型建構能力作為科學思維的重要組成部分，讓學生主動地參與科學探究，自主建構科學概念，親歷科學實踐過程，實現科學思維的進階發(fā)展。同時，幫助學生從科學的視角認識客觀事物的本質屬性和內在規(guī)律。因此，在小學低年級科學教學實踐中，要結合學生的科學學習特點和認知能力，根據小學低年級科學教學的目標要求，充分認識科學模型的教學價值，注重學生科學模型建構能力的持續(xù)提升，從而有效促進學生的探究實踐能力和科學素養(yǎng)發(fā)展。