文/深圳市南山實驗教育集團前海港灣學(xué)校

兒童學(xué)習(xí)科學(xué)最大的考驗之一就是如何增強兒童主動探索世界的思維和能力的意識。在教學(xué)中，教師應(yīng)讓學(xué)生超越浮于表面的觀察，引導(dǎo)他們從更有價值的視角獲得更深刻的發(fā)展。理解科學(xué)概念是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要部分。教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)基于科學(xué)邏輯開展科學(xué)課堂教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生歸納概括、演繹推理、類比推理等，讓他們更有效構(gòu)建科學(xué)概念?！犊茖W(xué)》五年級上冊《計量時間》單元的起始課是《時間在流逝》，通過讓學(xué)生認識計時發(fā)展史上不同階段的計時工具和燃香實驗，探究計時工具的共同特征。本課教學(xué)中，筆者嘗試基于概括的科學(xué)邏輯進行總體設(shè)計，包括教材素材的選取和整理、巧設(shè)提問促進深度學(xué)習(xí)、改進實驗器材培養(yǎng)科學(xué)思維。

一、基于科學(xué)邏輯，整體設(shè)計

教材中第一部分為計時工具的發(fā)展史，第二部分為燃香測試燃燒速度是否均勻的實驗。很多老師沒有科學(xué)邏輯的視角與方法，更沒有找到二者的內(nèi)在聯(lián)系，有的甚至認為“燃香是古代的一種計時工具”就是二者的聯(lián)系。大多數(shù)老師在第一部分會查找詳實的計時工具圖片和視頻，包括太陽東升西落、圭表、光影計時法、日晷、水鐘、鐘表，甚至補充燃香、沙漏等，帶著學(xué)生分析每一種計時工具的特性和優(yōu)點，進而得出計時工具越來越復(fù)雜、精準的結(jié)論。緊接著進行第二部分的實驗，得出燃香燃燒速度均勻的結(jié)論，并沒有發(fā)現(xiàn)二者的內(nèi)在聯(lián)系。筆者認為在第一部分的分析角度應(yīng)該是計時工具都有變化等時的特點，兩個部分其內(nèi)在本質(zhì)在于“利用計時工具的均勻變化來判斷時間”，這才是內(nèi)在深度的關(guān)聯(lián)處，也是計時工具的基本特征。整個課堂的設(shè)計包括教材素材的選取和整理、以“精問”促“深思”和實驗器材的改進都應(yīng)該抓住這一內(nèi)在聯(lián)系進行深入思考和設(shè)計，讓學(xué)生嘗試從各種計時工具中分析并總結(jié)出規(guī)律性的結(jié)論，甚至聯(lián)想到生活中的有此特征的其他物品也可作為計時工具，發(fā)展科學(xué)思維，進而提高課堂的質(zhì)效。

二、悅讀電子雜志，穿越時空

筆者嘗試用PowerPoint 制作電子雜志，方法簡易，一是版面的設(shè)計：設(shè)計→幻燈片大小→自定義幻燈片大小→A4 信紙/縱向；二是內(nèi)容的添加：插入→圖片/文本框/藝術(shù)字/媒體；三是目錄制作與超鏈接：選中對象→右擊選中“超鏈接”→鏈接的目標位置；四是頁面的切換：切換→自選切換的動畫模式。以平板為工具分小組進行自主閱讀，結(jié)合超鏈接圖文并茂展示計時工具總體發(fā)展史，通過翻頁的辦法對種計時工具的計時原理、優(yōu)缺點以及發(fā)展過程簡約地呈現(xiàn)，而對于較難理解的圭表、光影計時法、日晷可嵌入視頻，讓學(xué)生獲得更豐富的相關(guān)知識，同時也便于多感官調(diào)動學(xué)生參與自主閱讀。學(xué)生點擊“超鏈接”重點閱讀自己不熟悉或感興趣的工具，查找計時工具規(guī)律性的變化規(guī)律，在已有的知識結(jié)構(gòu)上補充新知識或者對有所偏差的知識結(jié)構(gòu)矯正，從而真正搭建新的計時工具的知識結(jié)構(gòu)，同時也為后面的實驗教學(xué)做好鋪墊。

三、改進實驗器材，分段計時

實驗原型及不足：《研究一柱香的時間》要求將粗細均勻的燃香等分四段再無風(fēng)條件下燃燒，分別記錄燃燒每一段所需的時間。主要有兩點不足：一是實驗耗時過長。古時“一炷香”的時間約為兩刻鐘左右即大約三十分鐘，對于40 分鐘一節(jié)課而言花費的時間過長，一些老師為了節(jié)省時間會盡量買較細的香。二是計時程序繁瑣。老師往往分發(fā)四個秒表并進行編號，四個秒表同時計時開始，每到四分之一燒完依次按停一個秒表，記錄從開始到燒完的結(jié)束時間為時間1、2、3、4，時間1為第一段香燒完的時間，再通過分段差值（時間2-時間1、時間3-時間2、時間4-時間3）依次計算后面三段時間，最后進行對比四個數(shù)值大小來檢驗四段香燃燒所耗的時間是否相等，有的學(xué)生甚至陷在計算混亂中不得結(jié)果。

實驗分析及改進：實驗的目的是通過實驗得出燃香的燃燒速度是均勻的，證明古代燃香計時的規(guī)律：燃香的燃燒是一種均勻變化的規(guī)律。因而，針對“實驗耗時過長”的缺點，采取“等比例縮放”的策略，在選擇細香的基礎(chǔ)上可將燃香直接剪短至4 厘米再等分四段，每段為1厘米，可將實驗時間縮短至5 分鐘內(nèi)。另外，直接測出每一小段的計時方法肯定是最簡便的，可以借助平板中“時鐘”的“秒表”功能，每1厘米燃完就按一次“計次”，頁面上有總計時（累積時間）、當(dāng)次計時、歷次計時的功能，在歷次功能中可一目了然直接對比各段的燃香速度，簡易操作。