建構(gòu)解釋：發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的渠道

鮑峰

【摘要】在小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中，我們提倡要給學(xué)生提供充分的科學(xué)探究機(jī)會，使他們在探究的過程中，進(jìn)行核心概念的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)科學(xué)概念和探究技能的協(xié)調(diào)發(fā)展，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。筆者認(rèn)為科學(xué)課堂應(yīng)為學(xué)生的假說、推理、解釋等理論的思考留出足夠的空間，這樣才能更好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

【關(guān)鍵詞】建構(gòu)解釋發(fā)展科學(xué)思維

2013年美國最新公布的新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)提出了一個值得關(guān)注的科學(xué)教育新觀點，那就是強(qiáng)調(diào)了科學(xué)課程建構(gòu)的三個維度：科學(xué)工程與實踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心概念。這個新標(biāo)準(zhǔn)成為了指導(dǎo)全美科學(xué)教育的新綱領(lǐng)。筆者就科學(xué)工程與實踐中“建構(gòu)解釋”這一實踐進(jìn)行了深入研究，并以《運(yùn)動起來會怎樣（一）》一課為例闡述如何在建構(gòu)解釋的過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

一、 親身體驗，依據(jù)原有認(rèn)知形成猜想

以教科版四年級上冊《運(yùn)動起來會怎樣（一）》一課為例，四年級學(xué)生已經(jīng)知道運(yùn)動起來會出現(xiàn)心跳加速、呼吸加快、出汗、口渴等現(xiàn)象，至于運(yùn)動后為何會出現(xiàn)這些狀況他們幾乎一無所知。在科學(xué)課堂中教師可以通過情景再現(xiàn)、親身體驗的方法誘發(fā)學(xué)生的原有認(rèn)知，激發(fā)他們求知欲，使其對為什么運(yùn)動起來會心跳加速、呼吸加快等現(xiàn)象展開推測并形成初始的猜想與假設(shè)。

[教學(xué)片斷]

師：這是老師給大家拍的大課間跑步的照片，我們知道在跑步的時候骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)都參與了運(yùn)動，此外我們身體里還發(fā)生了什么變化？

生1：心跳加快、流汗。

生2：還有呼吸加快、口渴。

師：運(yùn)動后我們的身體會出現(xiàn)這么多的變化，那你知道為什么會這樣呢？比如呼吸為什么加快了呢？

生1：新陳代謝加快，所以呼吸加快。

生2：呼吸加快是為了吸入更多的氧氣。

……

二、 親歷實驗，依據(jù)實證初步形成解釋

以《運(yùn)動起來會怎樣（一）》這節(jié)課為例，學(xué)生對于“為什么運(yùn)動后會呼吸加快”這個問題提出了幾種不同的猜測，為了使自己的觀點被更多人接受，學(xué)生必定會尋找各種證據(jù)，如“我在某本科普書看到就是這么說的”“我在電視里看到是這么說的”，但這些證據(jù)都不是最直接的。俗話常說：“耳聽為虛，眼見為實”，所以只有親歷實驗才能證明一切。

[教學(xué)片斷]

師：同學(xué)們說了很多原因，到底誰的觀點是符合事實的呢？我們先來感受一下呼吸前后空氣的變化？

① 體驗活動：反復(fù)呼吸塑料袋里的空氣，有什么感覺？

② 交流自己的感受，試著解釋吸進(jìn)的空氣和呼出的氣體有什么不同。

生：反復(fù)呼吸塑料袋里的空氣，我感到空氣越來越不新鮮，呼吸也越來越困難了。

師：空氣不新鮮和呼吸困難是什么原因造成的？

生1：可能是袋中的氧氣越來越少的緣故。

生2：可能是體內(nèi)排出來了一些“廢氣”。

……

師：到底是不是氧氣減少了，如果是“廢氣”增加了，那這種廢氣是什么氣體？怎么通過實驗證明呢？

生1：找個儀器來測一下呼吸前后的氣體成分。

生2：對，然后比較一下呼吸前后的氣體成分。

生3：哪種氣體減少了，就說明被我們?nèi)梭w吸收了，哪種成分增加了，就說明是我們體內(nèi)排出來的。

師：同學(xué)們提出的想法真不錯，那我們就來像科學(xué)家那樣來做實驗吧。

……

三、 匯報交流，在多種解釋中達(dá)成共識

由于學(xué)生認(rèn)知水平、生活經(jīng)驗等因素，他們對于某一事物或現(xiàn)象可能會形成多種解釋。當(dāng)解釋受到懷疑或者產(chǎn)生爭議時，科學(xué)論證的過程就“應(yīng)運(yùn)而生”了，由此便會激發(fā)學(xué)生捍衛(wèi)和辯護(hù)自己的觀點以及質(zhì)疑和挑戰(zhàn)別人的說法。當(dāng)某一種解釋在爭論的過程中獲勝或者多種解釋合成一種解釋時，科學(xué)共識也就在此時達(dá)成。

[教學(xué)片斷]

師：事實證明呼吸過后氣體中氧氣的含量減少了，所以我們反復(fù)呼吸保鮮袋中的空氣后會感覺到不舒服，事實上其他氣體的含量也發(fā)生了變化。

一般情況下人體吸進(jìn)去的和呼出來的氣體成分的比較表

氣體氮氣氧氣二氧化碳水蒸氣吸進(jìn)人體的空氣

（100克）78%21%0.03%0.97%呼出體外的氣體

（100克）78%16%4%2%師：從這張表中可以看出呼吸前后哪些氣體發(fā)生了變化？哪些氣體沒有發(fā)生變化？

生1：氮氣的含量沒有發(fā)生變化，氧氣減少了，二氧化碳和水蒸氣增加了。

生2：呼吸是把吸收了氧氣，排出了二氧化碳和水。

生3：那呼吸加快也就是吸入了更多的氧氣，排出了更多的二氧化碳和水蒸氣嗎？

生1：嗯，我同意你的觀點。我還有疑問，就是那么多的氧氣被吸入體內(nèi)有什么作用呢？

生2：還有運(yùn)動和氧氣到底有什么關(guān)系呢？

……

四、 回歸生活，在運(yùn)用新知中完善解釋

科學(xué)的目標(biāo)是建立能夠解釋物質(zhì)世界的理論，一種理論當(dāng)它具有更強(qiáng)大的解釋能力、能說明更廣泛的現(xiàn)象，以及解釋一致而簡潔時，才能被人們接受。因此在科學(xué)課中學(xué)生所形成的解釋如果能夠解釋多種現(xiàn)象，那么這種解釋才是完善的。反之，那就需要對解釋進(jìn)行更深入的論證，使之更加詳盡和精確。

總之，“解釋”這是一種有意義的科學(xué)實踐方式，它帶領(lǐng)著學(xué)生努力去理解科學(xué)現(xiàn)象，而不是去復(fù)制課本或者其他權(quán)威所傳播的科學(xué)知識。作為一線的科學(xué)教育工作者，我們有權(quán)利和有義務(wù)去創(chuàng)造一種寬松的氛圍，讓學(xué)生在形成更完善的解釋的過程中不怕犯錯和迷信權(quán)威，更加自主地參與到“建構(gòu)解釋”這種活動中去。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 劉儒德.建模：一種有效的建構(gòu)性學(xué)習(xí)方式[J].心理科學(xué)進(jìn)展，2003，11（1）.

[2] 周翠蘭.小學(xué)科學(xué)中科學(xué)探究與科學(xué)思維能力的協(xié)調(diào)發(fā)展[J].新課程學(xué)習(xí)（上），2012（6）.

[3] 劉家亮，趙建華，吳向東.基于思維建模的概念學(xué)習(xí)過程探析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011（5）.