談科學(xué)探究中科學(xué)概念的連續(xù)性和發(fā)展指向

摘要：本文著重從“無(wú)破不立，科學(xué)概念的形成要符合學(xué)生的認(rèn)知水平”、“科學(xué)探究要體現(xiàn)科學(xué)概念的連續(xù)性和發(fā)展指向”、“科學(xué)概念的發(fā)展是不斷搭建學(xué)生對(duì)自然科學(xué)認(rèn)識(shí)的框架”三個(gè)方面結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐談一些自己對(duì)《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的解讀和具體的教學(xué)策略，希望專家能給與批評(píng)和指正。

關(guān)鍵詞：親歷 科學(xué)概念 形成 連續(xù)發(fā)展 認(rèn)知水平

中圖分類號(hào)：G62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）05（C）-0000-00

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在解析小學(xué)科學(xué)的基本理念上談到：科學(xué)課程不僅要使學(xué)生獲得重要的基本的科學(xué)概念并認(rèn)識(shí)科學(xué)概念之間的聯(lián)系，還要使學(xué)生獲得科學(xué)探究的技能和方法，以及合作交往、語(yǔ)言表達(dá)的能力，更要使學(xué)生獲得善于思考、勇于開拓、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?？茖W(xué)知識(shí)、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神是科學(xué)的四個(gè)層面，應(yīng)全面體現(xiàn)在課程內(nèi)容中。那如何幫助學(xué)生獲得重要的基本的科學(xué)概念并認(rèn)識(shí)到科學(xué)概念之間的聯(lián)系？如何在“學(xué)生能夠駕馭”和“科學(xué)的探究的技能與方法”之間找到黃金契合點(diǎn)？將是筆者今天主要闡述的問題。

1 無(wú)破不立，科學(xué)概念的形成要符合學(xué)生的認(rèn)知水平

在本文的闡述中，筆者要強(qiáng)調(diào)的是“基于學(xué)生認(rèn)知水平”的科學(xué)概念，在這個(gè)前提下“科學(xué)概念的發(fā)展指向”可能是從學(xué)生原有的知識(shí)發(fā)展到新知識(shí)的接收，也可能是從錯(cuò)誤的認(rèn)知轉(zhuǎn)變到正確概念的形成。

例如，在青島版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《水面的秘密》一課中，“水是由許許多多的水分子組成的。水表面的水分子緊緊靠攏在一起，有一種相互吸引的力，這就是水的表面張力”的概念對(duì)于三年級(jí)的孩子來(lái)說(shuō)實(shí)在有太多陌生的字眼，“水分子”是什么？“相互吸引”是個(gè)什么狀態(tài)？“張力”是什么樣的？所以根據(jù)三年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平，圍繞“水的表面張力”的探究是這樣一步步展開的：

（1）視頻“水黽”導(dǎo)入

學(xué)生觀看“水黽”的視頻，猜想為什么水黽能夠在水面上自由跳動(dòng)

（目的一：聚焦問題，請(qǐng)學(xué)生將接下來(lái)探究的目標(biāo)放在“水面”上，而不是水的其他特性，從而保證接下來(lái)的探究活動(dòng)緊緊圍繞“水面的秘密”展開。目的二：學(xué)生通過觀察水黽的活動(dòng)，開始基于自己認(rèn)識(shí)的最初猜想：水黽為什么能夠在水面上自由跳動(dòng)？因?yàn)樗w很輕，他能夠“浮”在水面上。學(xué)生在學(xué)過的《有趣的浮沉現(xiàn)象》基礎(chǔ)之上，將意見統(tǒng)一到此。）

（2）找出浮與沉

教師引導(dǎo)學(xué)生把硬幣、回形針、大頭針、塑料片、木片等物體放入水中，觀察他們的浮沉現(xiàn)象，并將浮在水面的物體撈出來(lái)，說(shuō)說(shuō)哪些物體沉在水底？

（觀察物體的浮沉，通過觀察，學(xué)生找出哪些像“水黽一樣浮在水面上”，哪些不能浮在水面上。為后面引發(fā)趴在水面的“鐵水黽”這一矛盾鋪墊。）

（3） 鐵水黽

教師引導(dǎo)學(xué)生試著讓沉在水底的物體像水黽一樣趴在水面上。

（讓沉在水底的物體“趴”在水面上，在學(xué)生的眼中無(wú)疑是一個(gè)不可能完成的挑戰(zhàn)，教師到下面的小組去幫著想辦法，并成功的讓“鐵水黽”趴在水面上了，學(xué)生的興趣高漲，紛紛嘗試。在實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生不斷地思考“為什么原本沉在水底的物體又浮起來(lái)了呢？”順著學(xué)生的思路“浮”和“沉”應(yīng)該是物體自己的本領(lǐng)，在沒有改變他的形狀、重量的情況下，他的這種本領(lǐng)是不會(huì)改變的，而讓原本沉下去的物體在沒有改變形狀、重量和水的密度等條件下，再“趴”在水面上，明顯違背了學(xué)生的前認(rèn)知。此路不通繞道而行，學(xué)生自然而然的將觀察的重心放在水面，假如不是因?yàn)樗茌p能夠浮在水中，又是什么力量將它托在水面上的呢？帶著這個(gè)問題學(xué)生開始了自己的猜想，“破”的過程體現(xiàn)于此。）

（4） 改變水面讓鐵水黽沉下去

教師在“鐵水黽”的旁邊滴上一滴油，“鐵水黽”沉下去了。

（學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)，散開的油花花改變了水面，是給還沒有發(fā)現(xiàn)問題出在“水面”上的同學(xué)一個(gè)機(jī)會(huì)，將研究重心聚焦在“水面”。）

（5） 學(xué)生猜想“鐵水黽”趴在水面的秘密

根據(jù)自己的觀察學(xué)生開始猜想是“水面有一層膜”、“平靜的水面有托住水黽的作用”教師歸納學(xué)生的發(fā)言，得到水的表面張力的初步概念：水面有一種力，可以讓原本沉在水底的東西趴在水面上。當(dāng)水面被破壞的時(shí)候，這種力量就消失了，鐵水黽就會(huì)再次沉入水底。

（根據(jù)學(xué)生的觀察與發(fā)現(xiàn)，得到了基于學(xué)生認(rèn)識(shí)水平的科學(xué)概念，概念的語(yǔ)言符合學(xué)生的理解能力，生動(dòng)形象，但這個(gè)概念無(wú)疑是片面的，不完善的。教師接下來(lái)需要做的是輔助學(xué)生繼續(xù)開展探究活動(dòng)，將初步形成的科學(xué)概念伸展到更大的范圍，一步步接近完整的科學(xué)概念。）

（6）滿而不溢的水杯

教師引導(dǎo)學(xué)生往加滿水的杯子里放回形針，學(xué)生先猜想能夠加入幾個(gè)，然后動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

（實(shí)驗(yàn)的過程中，教師不斷地問能再加嗎？為什么？水面凸起來(lái)了。再加幾個(gè)試試？通過不斷地問答，不斷地嘗試，一次次突破學(xué)生認(rèn)為“滿”的心理防線。）

學(xué)生根據(jù)自己的觀察總結(jié)水面的另一根本領(lǐng)：水面的這種力能夠讓凸出杯沿的水不流出來(lái)。

教師提出“水的表面張力”的概念

（教師的歸納總結(jié)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果提升為科學(xué)概念）

2 科學(xué)探究要體現(xiàn)科學(xué)概念的連續(xù)性和發(fā)展指向

當(dāng)前的課堂學(xué)生作為主體已經(jīng)占據(jù)了絕對(duì)高地，教師作為課堂的引導(dǎo)、調(diào)控者實(shí)際上的位置也絕不能小覷。作為施教者，教師不得不把備課任務(wù)的重頭戲放在“背課”上，生怕哪句話問不到后面的就無(wú)法進(jìn)行下去。但實(shí)際上，科學(xué)概念的定制并不是隨性而為之的，它的形成不是一蹴而就的，需要一個(gè)過程，新課標(biāo)要求教師讓學(xué)生像科學(xué)家一樣親歷探究過程，同樣的，作為教師，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生親歷科學(xué)概念的形成過程，也就是引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)概念的連續(xù)性和發(fā)展性。

例如，在青島版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)《螞蟻》一課中，對(duì)于螞蟻身體形態(tài)的探究是這樣展開的：

（1）找螞蟻

課前捕捉螞蟻，說(shuō)說(shuō)看自己是怎樣捉到螞蟻的？

（課前觀察初步認(rèn)識(shí)“什么樣的動(dòng)物是螞蟻”。）

（2）畫螞蟻

師：看來(lái)同學(xué)課前已經(jīng)跟螞蟻們打過招呼了，那如果現(xiàn)在我請(qǐng)你用筆畫一只螞蟻，你行嗎？

生：行。

教師：好，請(qǐng)拿出準(zhǔn)備好的紙筆，用簡(jiǎn)單的線條和圖形畫一只螞蟻。開始

（憑借已有的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生能夠成功的分辨和捕獲螞蟻，但這并不代表著他們對(duì)螞蟻的形態(tài)特征有足夠的了解，學(xué)生的認(rèn)知是粗略的，大概的，在這個(gè)前提條件下，讓學(xué)生憑借印象繪制螞蟻恰恰能夠引起學(xué)生對(duì)螞蟻形態(tài)特征的關(guān)注）

（3）觀察螞蟻

教師：大部分同學(xué)都已經(jīng)畫完了，那小螞蟻是不是像我們畫有那么多的節(jié)？那么多的腳？今天我們就把這些小朋友們請(qǐng)到了我們的課堂上，讓我們以四人小組為單位開始我們的觀察，請(qǐng)注意觀察要求。

（“千奇百怪”的螞蟻引發(fā)學(xué)生的思考，將問題聚焦到螞蟻的身體到底有多少節(jié)？螞蟻到底有多少只腳？學(xué)生在問題的驅(qū)使下迫不及待的的想要一探究竟，當(dāng)然，這也使得我們接下來(lái)的觀察目的異常明朗。）

（4）再畫螞蟻

在觀察的過程中，請(qǐng)大家修改自己的螞蟻畫像。

（學(xué)生在觀察的同時(shí)修改自己的螞蟻畫像，經(jīng)歷了科學(xué)概念“先破后立”的過程，小組合作觀察一組螞蟻，在交流中發(fā)現(xiàn)自己的畫的跟觀察到的不一樣，那自己觀察到的和同學(xué)看到的一樣嗎？在修改畫像的過程中，小組成員間自然不自然的開始交流到底應(yīng)該怎樣畫。）

（5）總結(jié)形態(tài)

教師拿出幾幅學(xué)生修改后的螞蟻畫像展示給全體學(xué)生，說(shuō)說(shuō)看他們畫的有什么共同點(diǎn)。從而總結(jié)螞蟻的形態(tài)特征。

（教師對(duì)學(xué)生作品的展示一方面是對(duì)第一次學(xué)生作品“千奇百怪的螞蟻”的一個(gè)對(duì)比，這是實(shí)證后的有根據(jù)的作品，學(xué)生通過看到“統(tǒng)一形態(tài)后的螞蟻”驗(yàn)證了自己觀察結(jié)果；另一方面也是對(duì)螞蟻形態(tài)特征的一次歸納。）

（6）認(rèn)識(shí)昆蟲

在自然界中還有很多像螞蟻這樣：身體分為頭、胸、腹三個(gè)部分，頭部有一對(duì)觸角，腹部有三對(duì)足的動(dòng)物，我們叫他們昆蟲。

（從螞蟻到昆蟲，這個(gè)家族的擴(kuò)大，讓學(xué)生能夠?qū)⒏嗟膭?dòng)物歸到一起，知道他們有個(gè)共同的名字——昆蟲，是“昆蟲”而不是“蟲”蜈蚣、蝎子就被開除了“昆蟲”的大家族?！拔浵伒男螒B(tài)特征”的概念發(fā)展到了“昆蟲綱的共同形態(tài)特征”讓學(xué)親歷了整個(gè)概念的形成與發(fā)展，為他們能夠?qū)⑸钪邪l(fā)現(xiàn)的動(dòng)物歸類奠定了基礎(chǔ)。）

3 科學(xué)概念的發(fā)展是不斷搭建學(xué)生對(duì)自然科學(xué)認(rèn)識(shí)的框架

教師對(duì)于科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)應(yīng)先于學(xué)生，并提前在自己的備課中勾畫出一個(gè)框架，這個(gè)框架是交錯(cuò)縱橫相互聯(lián)系的，進(jìn)而，在引導(dǎo)學(xué)生探究的過程中，才能夠幫助學(xué)生搭建起一個(gè)連續(xù)的、發(fā)展的、可以不斷改進(jìn)的知識(shí)框架。讓學(xué)生能夠看到科學(xué)概念不是一個(gè)個(gè)單獨(dú)存在的知識(shí)個(gè)體，而是整個(gè)只是堡壘中的一塊磚、一片瓦，慢慢的學(xué)生能夠在“壘磚”的過程中知道自己實(shí)際上是在“創(chuàng)造一棟建筑”，進(jìn)而想象自己創(chuàng)造的這棟建筑將會(huì)成為什么樣。我們所得到的每一個(gè)科學(xué)概念都是森林中的一棵樹，在科學(xué)概念的連續(xù)性和發(fā)展性的作用下，學(xué)生不僅僅能“舉一反三”更能夠“觀一葉而知森林，聞一粟而知滄?！?。當(dāng)然，這一系列的設(shè)計(jì)規(guī)劃都以教材為基礎(chǔ)的，而教材也本著“以小學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展為主線，遵循兒童生活經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展規(guī)律，認(rèn)知規(guī)律和心理、生理特點(diǎn)?！?的原則，每個(gè)單元都圍繞一個(gè)中心概念輻射開來(lái)，或縱向伸展（例如三年級(jí)下冊(cè)第三單元電的本領(lǐng)，學(xué)生先通過自己的實(shí)踐探究找到“燈泡亮了”的方式方法和科學(xué)原理，認(rèn)識(shí)基本的電器元件及其作用；進(jìn)而改進(jìn)自己的電路，通過并聯(lián)、串聯(lián)兩種方式，從而達(dá)到“讓更多燈泡亮起來(lái)”的目的；然后從細(xì)小處著眼，分析在導(dǎo)電性能上“誰(shuí)的本領(lǐng)大”，并給后面的“安全用電”做了充足的知識(shí)鋪墊；最后由“安全用電”收尾，教育學(xué)生在課后能夠安全使用電器，注意用電安全。）或橫向鋪開（例如五年級(jí)上冊(cè)第四單元中給大家展示的“木材”、“紙”、“陶瓷”、“金屬”、“玻璃與塑料”等生活中的材料），力求讓學(xué)生能夠在連續(xù)的探究活動(dòng)中不斷完善自己的知識(shí)體系。

科學(xué)課以探究為核心，以學(xué)生為主體，尊重探究、尊重事實(shí)、尊重學(xué)生也就是尊重教師自己的這個(gè)講臺(tái)。讓科學(xué)課像彈鋼琴一樣連貫的奏出和諧的音符，而不像小和尚敲木魚一樣蹦跳著沒有根基。唯有如此，學(xué)生才能夠在獲得科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上樹立科學(xué)的思想，在科學(xué)思想的指導(dǎo)下學(xué)會(huì)科學(xué)的方法，在科學(xué)方法的幫助下，保有科學(xué)精神。

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