低年段科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

尹偉

2018年5月，在全國(guó)第六屆小學(xué)《科學(xué)》（教科版）優(yōu)秀課評(píng)選暨新教材培訓(xùn)會(huì)上，我執(zhí)教了二年級(jí)上冊(cè)《磁鐵》單元的第三課《磁鐵的兩極》。本節(jié)課以探究條形磁鐵不同部位的磁力大小為線索，通過感受磁力大小、觀測(cè)磁鐵不同部位吸引鐵質(zhì)物體的順序、觀察鐵粉在磁鐵不同部位的分布情況等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建磁鐵的兩極的概念，最后指向的是“磁場(chǎng)”的認(rèn)識(shí)。

本課內(nèi)容由4部分組成：

第一部分是聚焦：通過推測(cè)條形磁鐵不同部位磁力大小是否相同，了解學(xué)生的前概念，同時(shí)引出本課的研究問題。

第二部分是探索：根據(jù)推測(cè)，通過借助回形針用感官感受磁鐵不同部位的磁力、觀察相同輕重的回形針被磁鐵不同部位吸引的先后順序以及借助鐵粉盒觀察鐵粉在磁鐵上的分布等活動(dòng)，搜集磁鐵不同部位磁力大小不同的證據(jù)。

第三部分是研討：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象構(gòu)建磁極的概念。

第四部分是拓展：認(rèn)識(shí)其他磁鐵的磁極。

通過本節(jié)課探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)，在低年段科學(xué)課教學(xué)中，基于學(xué)生的感受推進(jìn)教學(xué)過程，通過定性觀察構(gòu)建科學(xué)概念，讓他們通過活動(dòng)、評(píng)價(jià)，感受課堂的趣味，有利于促進(jìn)他們的科學(xué)學(xué)習(xí)。我們應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生基于他們的原有認(rèn)識(shí)和親身感受的觀察活動(dòng)，在善學(xué)、善研、善思中，讓科學(xué)學(xué)習(xí)成為他們喜歡做的一件事。

把學(xué)生的原有認(rèn)知作為教學(xué)的起點(diǎn)

學(xué)生的原有認(rèn)知（前概念）是我們課堂教學(xué)的起點(diǎn)，這已經(jīng)成為教師的共識(shí)，并且在很多課堂教學(xué)中得到貫徹落實(shí)。在很多課堂中，教師會(huì)安排幾分鐘時(shí)間調(diào)查學(xué)生的前概念，但調(diào)查之后還是按照原來的設(shè)計(jì)推進(jìn)教學(xué)過程，這不是真正的“基于學(xué)生起點(diǎn)實(shí)施教學(xué)”的課堂。要想真正讓學(xué)生的原有認(rèn)知成為教學(xué)起點(diǎn)，教師應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)前，對(duì)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查的結(jié)果設(shè)計(jì)探究活動(dòng)。

1.畫“磁力”呈現(xiàn)原有認(rèn)知

在執(zhí)教《磁鐵的兩極》一課前，我讓任教班級(jí)的每個(gè)學(xué)生圍繞“條形磁鐵各個(gè)部位的磁力大小是怎樣的”問題，用畫畫的方式表達(dá)磁力大小，磁力大的顏色涂得濃一些，磁力小的顏色涂得淡一些，沒有磁力的就不涂顏色。課前的調(diào)查活動(dòng)，既了解了學(xué)生對(duì)于條形磁鐵磁力大小的前概念，成為設(shè)計(jì)探究活動(dòng)的依據(jù)，也對(duì)本課觀察記錄的方法進(jìn)行了指導(dǎo)。

2.說“磁力”聚焦研究主題

在本課教學(xué)開始，呈現(xiàn)各種典型的學(xué)生關(guān)于磁力大小的畫，并請(qǐng)學(xué)生根據(jù)圖畫說一說磁鐵不同部位的磁力大小情況，引發(fā)他們的認(rèn)知沖突，從而快速地聚焦本課的研究主題，讓課堂教學(xué)以學(xué)生的原有認(rèn)知為起點(diǎn)。

讓學(xué)生的感官體驗(yàn)成為探究活動(dòng)的基礎(chǔ)

1.感官體驗(yàn)是我們認(rèn)識(shí)周圍世界最簡(jiǎn)單、最直接、最常用的方法

《磁鐵的兩極》一課，與教科版《科學(xué)》三年級(jí)現(xiàn)行教材中的活動(dòng)設(shè)計(jì)相比，二年級(jí)的教學(xué)更加注重學(xué)生的感官體驗(yàn)，豐富學(xué)生對(duì)磁力大小的直觀感受。如果僅僅觀察吸引回形針的順序、所吸回形針的數(shù)量多少，學(xué)生對(duì)于磁力的大小就沒有直接的感受。

2.感官體驗(yàn)是學(xué)生開展探究活動(dòng)的基礎(chǔ)

這節(jié)課中，磁力到底有多大，學(xué)生通過直觀感受，基本能大致感覺出來：兩端磁力大，中間磁力小或沒有磁力。這種直接的感性經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)觀察磁鐵不同部位吸引回形針的先后順序奠定了感性基礎(chǔ)。觀察磁鐵不同部位吸引回形針的順序，進(jìn)一步驗(yàn)證了學(xué)生的感受，從而促進(jìn)他們構(gòu)建科學(xué)概念。

讓定性實(shí)驗(yàn)成為探究的主要形式

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)主要有定量實(shí)驗(yàn)和定性實(shí)驗(yàn)，定量實(shí)驗(yàn)的目的是要測(cè)出某對(duì)象數(shù)值，定性實(shí)驗(yàn)是通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷因素是否存在，某些因素間是否存在聯(lián)系等。從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析能力、歸納概括能力來看，再加上實(shí)驗(yàn)器材無法滿足精確測(cè)量，低年段科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)倡導(dǎo)定性實(shí)驗(yàn)。

1.材料選擇破難點(diǎn)

在本課的探究活動(dòng)中，通過平推磁鐵觀察磁鐵不同部位吸引回形針的順序是難點(diǎn)。學(xué)生能否順利觀察到條形磁鐵不同部位吸引回形針的先后順序的前提是要有好的實(shí)驗(yàn)器材——磁鐵和回形針，如果這兩種材料選得不好，會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，在準(zhǔn)備材料時(shí)，要選擇磁力分布均勻的磁鐵，而且磁鐵的磁力不易過大。磁鐵的磁力過大，不能區(qū)分吸引回形針的先后。一般的回形針被磁鐵多次吸引之后，容易被磁化，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最好選擇外包塑料皮的回形針。

2.平推磁鐵是關(guān)鍵

本課中，學(xué)生在觀察磁鐵吸引回形針先后順序的實(shí)驗(yàn)中，能否平推磁鐵是關(guān)鍵。為此，可以設(shè)計(jì)一張實(shí)驗(yàn)單，印上回形針擺放的位置，以及幫助學(xué)生平推磁鐵的間隔0.5 cm平行線。學(xué)生操作時(shí)，可以根據(jù)平行線平推磁鐵，減少非關(guān)聯(lián)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響，降低實(shí)驗(yàn)難度，提高實(shí)驗(yàn)效率。

3.模糊分析，構(gòu)建概念

磁鐵吸引回形針先后順序的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理論上先是兩端的1號(hào)、5號(hào)同時(shí)被磁鐵吸引，其次是接近兩端的2號(hào)、4號(hào)回形針同時(shí)被磁鐵吸引，中間的3號(hào)回形針不能被磁鐵吸引。據(jù)此可以得出磁鐵的兩極磁力最大，從兩極向中間部位磁力逐漸減小的結(jié)論。但受實(shí)驗(yàn)材料、低年段學(xué)生操作能力等因素的影響，真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象多數(shù)為1號(hào)、5號(hào)回形針先后被磁鐵吸引，接著2號(hào)、4號(hào)回形針先后被磁鐵吸引，3號(hào)回形針接近理論現(xiàn)象。低年段學(xué)生沒有關(guān)于“誤差”的認(rèn)識(shí)，他們往往在兩邊的回形針同時(shí)被吸引時(shí)，才認(rèn)為磁力大小是相同的。因此，如果精確地分析回形針被磁鐵吸引的先后順序，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)越精確，概念越錯(cuò)誤的情況。所以，我在分析這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行了相對(duì)模糊的分析，不對(duì)每個(gè)點(diǎn)的順序進(jìn)行研討，并且在分析過程中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)器材、操作過程等影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的客觀因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果研討的模糊化而非精確化，不僅降低了研討分析的難度，讓學(xué)生有成功的體驗(yàn)，也容易幫助他們構(gòu)建正確的科學(xué)概念。

讓課堂評(píng)價(jià)成為探究活動(dòng)的推力

課堂評(píng)價(jià)的目的在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，推動(dòng)他們的探究活動(dòng)走向深入。設(shè)計(jì)本課教學(xué)時(shí)，我除了采用有針對(duì)性的個(gè)性化語言評(píng)價(jià)、小組量化評(píng)價(jià)外，還采用微視頻呈現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程、獎(jiǎng)勵(lì)小磁鐵的評(píng)價(jià)方式。

1.“微視頻”呈現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程

本課中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的呈現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的研討、概念構(gòu)建發(fā)揮著重要作用。在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，我用Pad拍下小組實(shí)驗(yàn)過程中最能反映他們實(shí)驗(yàn)操作、合作等方面的優(yōu)點(diǎn)和問題的短視頻。在交流研討時(shí)，學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我把匯報(bào)組實(shí)驗(yàn)過程的視頻播放給全體同學(xué)看，其他小組學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)該小組實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，能看出實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)問題的原因，并根據(jù)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景提出改進(jìn)意見。通過“微視頻”呈現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)價(jià)方式，進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生的探究活動(dòng)走向深入。

2.“小磁鐵”促進(jìn)學(xué)生拓展研究

本節(jié)課最后的“拓展”環(huán)節(jié)是“怎樣找到蹄形磁鐵的磁極”。對(duì)這個(gè)問題的處理，教師通常會(huì)提問：蹄形磁鐵的磁極在哪里，你能找到嗎？請(qǐng)小朋友課后研究研究，然后就沒有下文了。為了能真正推動(dòng)學(xué)生的課后探究，提出研究的問題后，我把學(xué)具袋中的小蹄形磁鐵作為獎(jiǎng)品，發(fā)給每個(gè)學(xué)生，請(qǐng)他們把研究的結(jié)果通過小視頻、畫畫的方式發(fā)給老師。這樣做，提供給學(xué)生課后研究的材料，保護(hù)了他們的學(xué)習(xí)積極性，讓他們的研究有載體，研究有反饋。

讓學(xué)習(xí)內(nèi)容拓展延伸

《磁鐵的兩極》一課的內(nèi)容隱含著觀察方法、手段的發(fā)展，能幫助學(xué)生獲取更多的證據(jù)，形成新的認(rèn)識(shí)。從感官體驗(yàn)到用回形針做實(shí)驗(yàn)，再到用鐵粉做實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生不斷完善對(duì)磁鐵各個(gè)部位磁力大小的認(rèn)識(shí)。本課教學(xué)中，學(xué)生借助現(xiàn)有的材料發(fā)現(xiàn)磁鐵中間部位磁力很小，但用傳感器能測(cè)出中間的某個(gè)點(diǎn)上確實(shí)是沒有磁力的。這使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，隨著觀察方法、技術(shù)手段的發(fā)展，人類認(rèn)識(shí)世界的視野將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

低年段開設(shè)科學(xué)課，對(duì)于科學(xué)老師而言既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。我們應(yīng)當(dāng)抓住低年段學(xué)生具象、好動(dòng)、好奇心強(qiáng)的特點(diǎn)，豐富他們的感官經(jīng)驗(yàn)，漸進(jìn)地推進(jìn)教學(xué)過程，讓他們動(dòng)得起來學(xué)，也能靜得下來思，充分發(fā)揮低年段科學(xué)教學(xué)的啟蒙作用。

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