◇焦 穎（江蘇：睢寧縣雙溝鎮(zhèn)中心小學(xué)）

學(xué)生是教育的主體。教育的終極目標(biāo)是學(xué)生的發(fā)展，科學(xué)教育的最終目標(biāo)是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。什么樣的科學(xué)教學(xué)課堂才是學(xué)生喜歡的？其根本就是教師要了解學(xué)生，熟悉他們的身心發(fā)展規(guī)律，了解他們的興趣所在，掌握他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和現(xiàn)有能力，并據(jù)此來設(shè)計(jì)課堂環(huán)節(jié)，打造學(xué)生主體的科學(xué)課堂，為他們?nèi)蘸髮W(xué)習(xí)和終身發(fā)展打下牢固的基礎(chǔ)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，主動(dòng)建立新科學(xué)概念

著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的研究顯示，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的時(shí)候，頭腦中并不是一張白紙。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)之前，在日常生活中，已經(jīng)對(duì)客觀世界有了自己的認(rèn)識(shí)，并有著自己獨(dú)特的思維模式。這種在接受正式授課之前已有的知識(shí)就是學(xué)生的前概念。有時(shí)這些前概念的存在會(huì)限制學(xué)生的思考，他們很難跳出固有的認(rèn)知。那么，怎樣去突破思維定式呢？怎樣用新的理念去培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與空間想象能力呢？

（一）打破固有前概念，更新前概念

學(xué)生頭腦中建立的前概念往往根深蒂固，在以往教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，即使教學(xué)過后，學(xué)生也很容易遺忘新知識(shí)，腦海中存在的始終是前概念?；蚴菍W(xué)習(xí)過程中，哪怕得出與前概念不同的結(jié)果，學(xué)生也往往采取不相信、不認(rèn)可、忽視等態(tài)度。授課教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境，打破學(xué)生固有的前概念，更新前概念。

比如，新版科學(xué)教材六年級(jí)上冊(cè)第二單元“地球的運(yùn)動(dòng)”中《晝夜交替現(xiàn)象》一課，是單元的起始課，編者的意圖是想讓學(xué)生再次經(jīng)歷人類對(duì)地球、宇宙及其運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程，進(jìn)而學(xué)會(huì)從日常科學(xué)現(xiàn)象入手，借助模擬實(shí)驗(yàn)，找出科學(xué)規(guī)律。然而在以地球晝夜交替現(xiàn)象為導(dǎo)入的多次試教中，學(xué)生并沒有提出關(guān)于地球晝夜交替現(xiàn)象的假說。相反，城區(qū)90%以上的學(xué)生已經(jīng)有了對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知，他們一致認(rèn)為，晝夜交替現(xiàn)象是由地球的自轉(zhuǎn)形成的，地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)還繞著太陽公轉(zhuǎn)。

于是，筆者創(chuàng)設(shè)了新的情境，激發(fā)學(xué)生思考?！耙凰矣钪骘w船，誤入了M 星球，M 星球的晝夜交替現(xiàn)象與地球相類似，你覺得這個(gè)星球的晝夜交替現(xiàn)象是怎樣形成的？”這樣一來，學(xué)生不但跳出了固有的前概念，而且學(xué)以致用，不再肯定地認(rèn)為答案只有一種，而是提出了M 星球自轉(zhuǎn)、圍繞另一發(fā)光星球公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)同時(shí)圍繞發(fā)光星球公轉(zhuǎn)等多種假說，甚至還提出了多星球相互運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致晝夜交替現(xiàn)象形成的假說。怎樣驗(yàn)證這些假說呢？學(xué)生設(shè)計(jì)了模擬實(shí)驗(yàn)。其間，他們還思考怎樣尋找材料、模擬發(fā)光星球和M星球、怎樣制作最適合本節(jié)課的教學(xué)具。之后，分析驗(yàn)證能否產(chǎn)生所見到的晝夜交替現(xiàn)象。最后教師再話鋒一轉(zhuǎn)，進(jìn)入本節(jié)課主題。其實(shí)地球上的人類對(duì)地球、宇宙及其運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程，正是從對(duì)這些猜想的驗(yàn)證開始的。

（二）設(shè)計(jì)問題驗(yàn)證猜想，轉(zhuǎn)變前概念

學(xué)生的前概念是一種模糊認(rèn)識(shí)，學(xué)生有時(shí)也會(huì)提出新猜想，但這種新猜想并不會(huì)自動(dòng)變成新概念。只有當(dāng)這個(gè)猜想的結(jié)果展現(xiàn)在大家面前時(shí)，教師才能從學(xué)生的前概念中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思維水平停留在哪里，然后針對(duì)性地設(shè)計(jì)下一個(gè)問題驗(yàn)證這個(gè)猜想，學(xué)生因此轉(zhuǎn)變前概念，建立新概念。

如果僅僅通過學(xué)生玩幾下就總結(jié)規(guī)律，貌似沒有科學(xué)思維的深度，所以授課教師利用了活動(dòng)教具，用卡紙做出了針筒模型和可以推動(dòng)、拉伸的活塞，讓學(xué)生描述自己發(fā)現(xiàn)的科學(xué)現(xiàn)象。這個(gè)過程，讓學(xué)生把探究活動(dòng)具象化、顯現(xiàn)化，從而使學(xué)生在演示材料的過程中，冷靜地思考，把生活經(jīng)驗(yàn)和探究結(jié)論很自然地融合在一起，這個(gè)知識(shí)輸出的過程就是學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的過程。

同樣，在空氣被拉伸和壓縮的過程中，是哪些方面發(fā)生了改變呢？對(duì)于三年級(jí)的小學(xué)生來說是不好描述的，但是用微粒表示空氣的多少，也是化抽象為具象，更有利于學(xué)生的判斷和思考。學(xué)生自己畫出壓縮后和拉伸后空氣微粒的數(shù)量，其實(shí)就是一個(gè)猜想的過程。據(jù)此，學(xué)生很好地理解了：壓縮空氣時(shí)，空氣微粒的數(shù)量和大小都沒有改變，改變的是微粒間的距離。

學(xué)生的前概念對(duì)科學(xué)概念的建立和完善有著舉足輕重的影響。在教學(xué)活動(dòng)中，我們要以學(xué)生的前概念為基礎(chǔ)，并對(duì)其進(jìn)行合理分析，以確定學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)難點(diǎn)，并嘗試通過改善教學(xué)材料、改進(jìn)教學(xué)過程，改變教學(xué)理念等策略，引導(dǎo)學(xué)生通過自主探究，轉(zhuǎn)變或完善科學(xué)概念。

二、著眼興趣點(diǎn)，主動(dòng)經(jīng)歷科學(xué)探究

興趣是最強(qiáng)的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。學(xué)生的興趣點(diǎn)在哪里？如何引導(dǎo)和合理運(yùn)用？

我們最先要做的是了解學(xué)生科學(xué)探究的興趣點(diǎn)。學(xué)生對(duì)自己周圍的科學(xué)現(xiàn)象和科學(xué)事實(shí)已有一定的認(rèn)識(shí)和興趣，教師在課堂教學(xué)前，運(yùn)用觀察、談話、問卷調(diào)查等方式進(jìn)行了解，熟悉他們的興趣點(diǎn)，然后再基于學(xué)生的興趣點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

在新教材三年級(jí)上冊(cè)《加快溶解》教學(xué)導(dǎo)入中，教師先出示維生素B 的小藥粒，一邊示范一邊對(duì)學(xué)生說：我最近身體不舒服，醫(yī)生讓吃藥，但是我最怕吃這類小藥片，只能把它溶解在水里喝掉，可是每次溶解都好慢啊，你們能幫我想一個(gè)讓溶解更快的方法嗎？學(xué)生在前概念的影響下自然地就想出了：“用筷子攪拌一下?！苯處熥穯枺骸澳闶窃趺聪氲降模俊薄耙脽崴??！薄澳闶窃趺聪氲降模俊薄拔覌寢屨f不能喝涼水，生病要喝熱水。”“那你覺得熱水能不能加快藥片的溶解呢？”學(xué)生做出了猜測(cè)?！澳俏覀冞@節(jié)課來研究一下，好不好？”等到最后拓展環(huán)節(jié)，教師給每個(gè)學(xué)生發(fā)一塊水果糖，然后提問：“怎樣加快水果糖在口中的溶解速度？”此時(shí)，學(xué)生在探究經(jīng)驗(yàn)和前概念的雙重影響下，再思考加速溶解的方法有哪些，自然而然會(huì)想到嚼碎、攪拌、喝熱水等方法。然后教師順勢(shì)補(bǔ)充了影響溶解快慢的第三個(gè)因素：顆粒大小。并出示科學(xué)上的專業(yè)工具——研缽。

為什么選擇黃色的小藥粒呢？首先，它是安全的；其次，它的每一粒藥物都是等量的，更有利于學(xué)生控制不變量，而且方便拿??；最后，它是有顏色的，溶解在水中時(shí)，運(yùn)動(dòng)的黃色微粒，可以讓學(xué)生清晰地看到溶解的多少、溶解的進(jìn)程。從水的變色程度就可以判斷溶解速度的快慢，清晰明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更容易引起學(xué)生探究的興趣。最大的意外就是，下課的時(shí)候，有學(xué)生跑到我跟前來，跟我說：“您別忘記喝藥，只有堅(jiān)持喝藥，才能把病快點(diǎn)治好?！?/p>

對(duì)于課堂上已完成的探究活動(dòng)，教師可以設(shè)計(jì)讓學(xué)生進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來鞏固所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到更深層次的了解，這也是項(xiàng)目式主題活動(dòng)的另外一種安排方式。如，在學(xué)習(xí)了五上“計(jì)量時(shí)間”單元后，有學(xué)生提問：“蠟燭也可以用來計(jì)時(shí)嗎？”教師可以隨機(jī)引導(dǎo)：你怎么認(rèn)為呢？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證實(shí)一下你的猜測(cè)呢？你覺得燃香鐘和蠟燭鐘這種計(jì)時(shí)方法有哪些弊端呢？你能設(shè)計(jì)一個(gè)蠟燭（燃香）計(jì)時(shí)保護(hù)器保證它工作時(shí)不被外界因素干擾嗎？然后下發(fā)主題活動(dòng)設(shè)計(jì)單，讓學(xué)生設(shè)計(jì)保護(hù)器，并把模型做出來，要求在下一節(jié)課交流展示。學(xué)生在已有課堂認(rèn)知的基礎(chǔ)上，此時(shí)做一個(gè)改進(jìn)的小發(fā)明的思路，一定是最接近興趣點(diǎn)的地方，也一定會(huì)把探究拓展到課外，并且有一個(gè)良好的結(jié)果。

三、基于能力水平，主動(dòng)提升科學(xué)技能

學(xué)生的學(xué)習(xí)是為了發(fā)展，科學(xué)學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，讓他們能自主地從事無人指導(dǎo)的探究或研究活動(dòng)。學(xué)生的能力水平?jīng)Q定了科學(xué)學(xué)習(xí)的效率，我們所要設(shè)計(jì)的活動(dòng)，不但能讓學(xué)生主動(dòng)參與，更需要學(xué)生在活動(dòng)中提升科學(xué)技能，從而更好地參與活動(dòng)。授人以魚不如授人以漁。

（一）考慮學(xué)生現(xiàn)有的探究能力

學(xué)生的探究能力是學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，更是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)。學(xué)生探究能力的強(qiáng)弱，直接影響學(xué)生的探究效率。我們?cè)谠O(shè)計(jì)教學(xué)的時(shí)候，要充分了解學(xué)生探究能力，了解他們能否完成探究活動(dòng)，還是經(jīng)過學(xué)習(xí)才能完成本課的探究活動(dòng)，從而讓學(xué)生在活動(dòng)中主動(dòng)提升科學(xué)技能。

比如，在《認(rèn)識(shí)溫度計(jì)》一課的教學(xué)中，現(xiàn)實(shí)中的溫度計(jì)很小，對(duì)于集體學(xué)習(xí)和匯報(bào)來說有局限性，不能兼顧全體學(xué)生。特別是溫度計(jì)的讀數(shù)環(huán)節(jié)，對(duì)于專注力和學(xué)習(xí)力較弱的學(xué)生，達(dá)不到很好的效果。出示課件上的圖片好像總少了點(diǎn)真實(shí)的立體感，所以教師設(shè)計(jì)超大溫度計(jì)，彌補(bǔ)了這個(gè)探究空缺，而且課前帶領(lǐng)學(xué)生一起做，一組做一個(gè)這樣的模型。在這個(gè)項(xiàng)目式活動(dòng)過程中，學(xué)生可以清晰地看到溫度計(jì)的構(gòu)造和示數(shù)與刻度的排列特點(diǎn)，所以在課堂使用過程中，特別是探究液柱在不同位置的溫度讀數(shù)時(shí)，非常有利于學(xué)生探究。后來的分組實(shí)驗(yàn)，每組利用自己的小溫度計(jì)模型，更是事半功倍，而且讓每一位學(xué)生得到了練習(xí)和鞏固。

在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)節(jié)，教師讓每組學(xué)生都讀取教室中的實(shí)際溫度，出現(xiàn)了很多有誤差的結(jié)果。可正是這些誤差，帶著他們進(jìn)入了研討的環(huán)節(jié)，討論在使用溫度計(jì)的過程中出現(xiàn)了哪些問題、要注意哪些問題。思考和實(shí)際操作結(jié)合起來，學(xué)生探究能力又得到了新的發(fā)展。

（二）考慮學(xué)生的動(dòng)手能力

學(xué)生的動(dòng)手能力決定探究活動(dòng)能否順利進(jìn)行，我們要先了解他們已經(jīng)會(huì)什么、不會(huì)什么，再來設(shè)計(jì)我們的教學(xué)。

例如，現(xiàn)在的學(xué)生基本不會(huì)點(diǎn)火柴，讓他們點(diǎn)燃酒精燈是有較大難度的，需要專門抽時(shí)間訓(xùn)練。在五上第三單元《時(shí)間在流逝》一課“燃香計(jì)時(shí)的規(guī)律”的探究活動(dòng)中，需要使用火柴點(diǎn)燃線香，但是很多學(xué)生劃火柴時(shí)手放在火柴上方，火苗很快就燒到了手的附近。整個(gè)小組學(xué)生發(fā)出驚呼，甚至受到了驚嚇，操作員也只能扔掉火柴，保住雙手，然后，誰也不敢再點(diǎn)了。所以這個(gè)環(huán)節(jié)的難點(diǎn)反而變成火柴的正確使用方法。又如，在擺的研究中，關(guān)于擺的實(shí)驗(yàn)操作，有把擺繩系在支點(diǎn)上的步驟，但是現(xiàn)在很多學(xué)生連鞋帶都不會(huì)系，更沒有機(jī)會(huì)去系繩子了，整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中的難點(diǎn)又變成系繩子。如果不想實(shí)驗(yàn)被這些與數(shù)據(jù)無關(guān)的因素干擾，就要想辦法解決這些操作中的難點(diǎn)，所以上課前，教師不光要做下水實(shí)驗(yàn)，先隨機(jī)找一個(gè)或幾個(gè)學(xué)生試一下相關(guān)操作，也是必要的。

四、面向思維發(fā)展，主動(dòng)參與思考

科學(xué)思維是什么？就是看到現(xiàn)象能想到問題，想到問題還能猜測(cè)出與之相關(guān)的因素，并能想辦法驗(yàn)證自己的想法，然后解決問題。如果在這個(gè)探究中還能發(fā)現(xiàn)新的問題，并對(duì)現(xiàn)有的物件進(jìn)行改進(jìn)或創(chuàng)造，那就成功地實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新的境界。這種境界怎樣實(shí)現(xiàn)？要進(jìn)行有利于學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)提高的探究方法的訓(xùn)練?！澳憧吹搅耸裁船F(xiàn)象？”“你認(rèn)為這個(gè)現(xiàn)象是怎樣造成的呢？”“怎樣驗(yàn)證你的猜測(cè)？”“看到什么現(xiàn)象可以證明你的猜測(cè)是對(duì)的呢？”“要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)阈枰男┎牧?？”“我們還要注意什么？”

新教科版五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)“計(jì)量時(shí)間”單元的第一課《時(shí)間在流逝》，是一個(gè)單元的起始課。在這一課中，燃香計(jì)時(shí)的實(shí)驗(yàn)在整個(gè)單元的探究中起著至關(guān)重要的作用。因?yàn)樗趩卧潦冀o學(xué)生確立科學(xué)思考、規(guī)范實(shí)驗(yàn)的思想。它滲透著“物體運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性”這一核心概念，又為后續(xù)整個(gè)單元的研究提供了基本的研究方法，即觀測(cè)事物在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)變化所需的時(shí)間是否一致。所以，當(dāng)出示“一炷香的時(shí)間”后，教師提問：“你有什么問題嗎？”“你認(rèn)為它為什么能成為計(jì)時(shí)工具呢？”“如果只給你一炷香，請(qǐng)問你想怎樣證明它燃燒的速度是一樣的呢？”

綜上所述，通過打造學(xué)生主體的科學(xué)課堂，既為學(xué)生的未來自主學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)，也有利于他們形成看待世界所需要的科學(xué)觀念和思維方式。