胡國偉 孔洪劍

〔摘? ? 要〕? 2022年版《義務教育科學課程標準》建議，“以學生為主體進行教學設計，以探究實踐為主要方式開展教學活動”。本文以《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質》一課為例，創(chuàng)境環(huán)節(jié)，讓學生扮演糖畫小師傅；熬糖環(huán)節(jié)，讓學生擔當探究小達人；研討環(huán)節(jié)，讓學生成為交流小主人。深入闡述讓學生長時間收集證據(jù)、基于實證意識展開深入研討、在質疑與辨析中促進學生深度思維的“長時探究”教學策略。

〔關鍵詞〕? 小學科學；生活情境；“長時探究”；自主研討

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 02? ? 007-009

科學課程旨在培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，促進學生掌握基本的科學方法，具有初步的科學探究實踐能力。2022年版《義務教育科學課程標準》建議?！耙詫W生為主體進行教學設計，以探究實踐為主要方式開展教學活動”。然而，現(xiàn)實科學課堂還是存在教師“手把手”指導學生完成一個個小實驗的現(xiàn)象，看似熱熱鬧鬧，實則學生缺乏主體意識。那么如何才能讓學生經(jīng)歷比較完整的自主探究呢？本文以《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質》一課為例，闡述讓學生長時間收集證據(jù)，基于實證意識展開深入研討、在質疑與辨析中促進學生深度思維的教學策略。

一、創(chuàng)境：糖畫小師傅

以學生為主體，從學生學的角度出發(fā)進行教學設計，要求教師結合學生已有經(jīng)驗，通過學生喜聞樂見的生活情境及驅動性問題促使學生自發(fā)探究。

教學片段1

出示糖畫圖片。

師：吃過這個嗎？知道它叫什么嗎？

生：糖畫。

師：糖畫是一種傳統(tǒng)的民間手工藝，它的原料就是日常生活中常見的白糖。

（出示糖畫制作的一般流程：選糖—熬糖—設計圖形—繪制糖畫。）

師：決定糖畫好吃與否的關鍵步驟是什么？為什么？

生：熬糖。因為在家里東西燒過頭會焦掉。

師：他的生活經(jīng)驗讓他有了這個合理的猜想。其實在加熱白糖的過程中，白糖會發(fā)生很多變化，產(chǎn)生很多不同于白糖的新物質。你想化身為“糖畫小師傅”，去看看到底產(chǎn)生了什么新物質嗎？

用蠟燭加熱白糖的實驗是為了引導學生觀察白糖在加熱過程中狀態(tài)、顏色、氣味等特征的變化，從而認識到白糖在加熱過程中產(chǎn)生了新物質，發(fā)生了化學變化，同時也存在物理變化。本節(jié)課的觀察重點應放在“白糖”上。在聚焦環(huán)節(jié)，教師采用了“糖畫制作”這一真實生活情境，從學生生活經(jīng)驗出發(fā)創(chuàng)設“糖畫小師傅”這一角色，讓學生在后續(xù)的探究中，更有代入感，更好地聚焦探究主題“發(fā)現(xiàn)變化中的新物質”。

二、熬糖：探究小達人

“長時探究”是指在小學科學課堂上，學生經(jīng)歷一個自主的、較長時間的、連續(xù)不中斷的觀察實驗活動。通過長時間科學探究，讓學生自主地經(jīng)歷“制訂計劃—搜集證據(jù)—處理信息—得出結論”的基本過程。

（一）精準指導

由于部分學生生活經(jīng)驗不足，思考不夠全面，往往會對探究活動的進程缺乏全局觀，對探究活動的細節(jié)思考得不夠周全。這很容易導致實驗不能實現(xiàn)預期效果，甚至可能出現(xiàn)安全問題。所以，在科學探究開始前，教師要開展必要的實驗指導。

教學片段2

出示實驗材料。

師：你會如何使用這些材料做加熱白糖實驗？

生1：用勺子取一些白糖裝在玻璃皿中，用火柴點燃蠟燭，對它進行加熱。

師：他選擇玻璃皿作為加熱容器。有更好的選擇嗎？

生2：我覺得可以在勺子中直接加熱，這樣不容易被燙到。

師：表揚！考慮了實驗的安全性。確實如此，用勺子作為加熱容器更合適，玻璃皿一般用來盛裝加熱過的物品，如點燃后的火柴等。

師：還有什么要注意的嗎？

生：把蠟燭放在蠟托里，防止蠟液流淌；戴上橡膠手套，可以防燙……

首先，教師展示全部實驗器材，通過材料提示法讓學生全面考慮實驗步驟，初步制訂小組實驗計劃。其次，教師借助演示視頻進行“手握勺柄最外端”“勺子平放”“外焰加熱”等細節(jié)動作的示范，并以圖片方式呈現(xiàn)實驗中的關鍵動作，以多種方式讓學生掌握實驗操作細節(jié)，確保學生實驗安全順利進行。

（二）給足時間

白糖在加熱的過程中究竟發(fā)生了哪些變化？教師提問：“要想知道一種物質發(fā)生了什么變化，可以借助哪些觀察方法？”讓學生明白可通過多感官、全方位觀察，同時也讓學生明確觀察的重點：白糖的狀態(tài)、顏色、氣味等。課中通過活動整合，將原本教材中的“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質”和“加熱白糖產(chǎn)生新物質”兩個探究活動整合為一個“熬糖”的大活動，學生的探究時間足足有15分鐘。讓學生經(jīng)歷一個連續(xù)不中斷的探究活動，有充足的時間將白糖加熱至最后的“黑色物質”階段，直到不再發(fā)生變化。在此過程中，學生細致地觀察并詳細記錄觀察結果，以親歷親見的“長時探究”為后期研討積累充足、準確的直觀證據(jù)。

（三）改進記錄

教師詳細指導白糖的觀察記錄，讓學生明確包括加熱前、過一會兒等四個重點觀察時間點，知道除了觀察狀態(tài)、顏色、氣味外，還可以觀察其他，留給學生更多的探究空間。教師創(chuàng)新設計了“按順序涂抹加熱過程中不同階段白糖變化的新樣態(tài)”。通過這一留痕記錄，變原本連續(xù)的動態(tài)實驗為靜態(tài)對比觀察實驗，讓證據(jù)不再停留于文字，以實際加熱的狀態(tài)留存于記錄單。將證據(jù)可視化，能在交流環(huán)節(jié)作為更充分的實驗證據(jù)直接質疑或肯定觀察結果，既培養(yǎng)了學生的實證意識，又暗含了對觀察、記錄方法的指導。

本課進行了活動整合，讓學生經(jīng)歷一個15分鐘左右的“長時探究”。學生會更多地去關注白糖的變化，但蠟燭、火柴等物質的變化亦需要學生去發(fā)現(xiàn)。為了確保“長時探究”的不間斷進行，教師采用留白記錄的方式，以留白指導學生關注白糖以外的物質，讓學生自主地去關注、尋找更多物質變化的證據(jù)。事實上，學生不僅能關注到蠟燭的熔化，還能發(fā)現(xiàn)蠟托底部蠟液的凝固、火柴梗的變黑、勺子底部錫紙的變黑等其他現(xiàn)象。這些現(xiàn)象中很多都將成為新物質產(chǎn)生的證據(jù)。

化學變化中新物質的確定對于學生來說是困難的。在試教過程中，我們發(fā)現(xiàn)，學生在記錄時，記錄單上“產(chǎn)生的新物質”一欄填寫的小組寥寥無幾，更多的是在研討之后的補充記錄。這樣的記錄便失去了它原本的意義?？茖W記錄應該既是對實驗探究過程和效果的呈現(xiàn)，更是實驗探究過程中思維可視化的載體，留下現(xiàn)象證據(jù)的同時，更該留下學生思維活動的證據(jù)痕跡。

在設計記錄單時，變“產(chǎn)生的新物質”為“你的猜想或疑惑”，讓學生思考變化中產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。課堂實踐發(fā)現(xiàn)，這樣的引導式記錄更能留下學生的思考：為什么會產(chǎn)生有顏色的物質？為什么會有不同的氣味產(chǎn)生？從而引發(fā)學生對大概念——化學變化產(chǎn)生新物質的思考。

三、研討：交流小主人

如何科學地解釋探究過程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，交流研討就顯得格外重要。研討內容是否有的放矢，研討程度是否鞭辟入里，將直接決定科學概念的建構，是影響學生深度思維的關鍵因素。然而，現(xiàn)實教學中，交流研討往往形式重于實質，常因時間原因，多以師生一問一答方式進行。有些教師甚至暗示性地提問：“白糖加熱后的新物質還是白糖嗎？”在“還是”兩個字上加重并延長聲音，導致學生投其所好，說出“白糖加熱產(chǎn)生了新物質”這一流于表面的實驗結論。本課讓學生在充裕的時間和空間內交流，在交流中學會對具體問題進行分析，加深對科學本質的理解。如下圖：

通過生生交流的形式初步培養(yǎng)學生自主分析探究現(xiàn)象、得出探究結論的能力。教師在學生彼此質疑時規(guī)范學生表述的科學性，促進學生學習主動性的提高。通過學生彼此間的答疑解惑，促進學生深度思維的發(fā)展，加強學生實證意識。在交流研討過程中，學生是絕對的主體，而教師則退居一旁做引導者：“證據(jù)呢？”“你的依據(jù)是什么？”“誰有辦法？”在研討過程中，借助“希沃授課助手”同步投屏展示學生實驗的一些實證照片、補充百度百科資料和“倒扣燒杯”“溶解實驗”等實驗驗證，讓學生在相互交流研討中動態(tài)生成，對探究的現(xiàn)象和結果進行思維加工。學生在解決問題的同時，建構科學觀念并表達，從中落實學生科學思維和表達能力的培養(yǎng)。

科學探究就是尋找證據(jù)、解決問題的過程，指向大概念的“長時探究”教學模式，給予學生充足的觀察時間，為學生搜集準確有效、客觀全面的證據(jù)提供了可能。讓學生在搜證環(huán)節(jié)有條不紊，在研討環(huán)節(jié)由表及里，依靠“長時探究及研討”，建構科學概念，提升科學思維，真正成為科學學習的主人。

參考文獻

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[3]胡國偉.從交流走向研討：以《小蘇打與白醋的混合》教學為例[J].教學月刊：小學版（綜合），2012（Z1）.