低年段學(xué)生證據(jù)意識(shí)的培養(yǎng)策略

劉云

摘要本文以《氣體的熱脹冷縮》一課為例，談?wù)勑W(xué)低年段基于科學(xué)論證的探究式教學(xué)策略。教師通過(guò)基于證據(jù)的科學(xué)探究，開(kāi)展有效的科學(xué)研討，培養(yǎng)學(xué)生記錄證據(jù)的習(xí)慣，發(fā)展他們的科學(xué)思維。通過(guò)情境中聚焦核心問(wèn)題，引導(dǎo)科學(xué)猜想；在實(shí)踐中獲取直接經(jīng)驗(yàn)，尋找科學(xué)證據(jù)；觀察中準(zhǔn)確記錄，學(xué)會(huì)科學(xué)表達(dá)；于研討中論證解釋，建構(gòu)科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞 熱脹冷縮 探究式教學(xué) 科學(xué)猜想 表達(dá)能力

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.05.025

The Cultivation Strategy of Evidence Consciousness of Junior Students

LIU Yun

（Songshanhu Central Primary School， Dongguan， Guangdong 523808）

Abstract： This paper takes the lesson of "gas expansion and contraction" as an example to talk about the inquiry teaching strategy based on scientific argumentation in the early primary school. Through scientific inqui？ ry based on evidence， teachers can carry out effective scientific discussion， cultivate students’ habit of recording evidence and develop their scientific thinking. By focusing on the core issues in the context， we can guide sci？ entific conjecture； Obtaining direct experience in practice and looking for scientific evidence； Record accurately in observation and learn to express scientifically； In the course of discussion， we can demonstrate and explain， and construct scientific concepts.

Keywords： expansion and contraction； inquiry teaching； scientific conjecture； expression ability

低年段學(xué)生在科學(xué)課堂上主要通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取證據(jù)，得出探究結(jié)論，并嘗試進(jìn)行科學(xué)解釋。在實(shí)際教學(xué)中，盡管低年段學(xué)生對(duì)事物充滿了好奇心，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)也很感興趣，但由于前概念的頑固性，他們常常以自己的生活經(jīng)驗(yàn)為中心，盲目而倉(cāng)促地下結(jié)論，或者遇到實(shí)驗(yàn)結(jié)果和猜測(cè)不一致時(shí)照搬課本的知識(shí)點(diǎn)，探究時(shí)缺乏思維的參與。科學(xué)論證是科學(xué)探究重要的特征之一，也是教學(xué)難點(diǎn)。在教學(xué)上，教師應(yīng)通過(guò)基于證據(jù)的科學(xué)探究，開(kāi)展有效的科學(xué)研討，培養(yǎng)學(xué)生記錄證據(jù)的習(xí)慣，發(fā)展他們的科學(xué)思維。本文以《氣體的熱脹冷縮》一課為例，談?wù)勑W(xué)低年段基于科學(xué)論證的探究式教學(xué)策略。

情境中聚焦核心問(wèn)題，引導(dǎo)科學(xué)猜想

杜威在“反省思維的分析”中指出：“從情境中發(fā)現(xiàn)疑難，從疑難中提出問(wèn)題?！苯處煾鶕?jù)低年段學(xué)生的學(xué)情特點(diǎn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生聚焦核心問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)猜想。

教學(xué)片段1

師：你有辦法讓癟了的乒乓球重新鼓起來(lái)嗎？

生：把乒乓球放到熱水中。

師：這個(gè)辦法是否可行，我們一起來(lái)試一試。

（教師準(zhǔn)備的材料中有6個(gè)癟了的乒乓球，2個(gè)既癟又破了一個(gè)小洞的乒乓球。）

師：乒乓球出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？你們猜測(cè)這個(gè)現(xiàn)象可能跟什么有關(guān)？

生：我猜測(cè)是熱脹冷縮。

師：什么的熱脹冷縮？

生：可能是乒乓球里邊的空氣。

本環(huán)節(jié)中，教師創(chuàng)設(shè)讓癟了的乒乓球重新鼓起來(lái)這一真實(shí)的生活現(xiàn)象情景，聚焦核心問(wèn)題并引導(dǎo)學(xué)生猜想“是什么讓癟了的乒乓球重新鼓起來(lái)的”。低年段學(xué)生的思維容易分散，前概念與科學(xué)概念的認(rèn)知沖突明顯且多發(fā)，以形象思維為主導(dǎo)，很難作出邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)假設(shè)，因此，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)簡(jiǎn)單直觀的真實(shí)情境聚焦問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生提出可驗(yàn)證的科學(xué)猜想。

實(shí)踐中獲取直接經(jīng)驗(yàn)，尋找科學(xué)證據(jù)

直接經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生開(kāi)展探究的基礎(chǔ)，針對(duì)低年段學(xué)生的特點(diǎn)，通過(guò)目的性強(qiáng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn)，從而尋找科學(xué)證據(jù)。教師可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料、巧用問(wèn)題串，提高學(xué)生課堂探究的效率與深度。

1.有效引導(dǎo)，厘清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

教學(xué)片段2

師：熱水提供了什么？

生：熱量。

師：為什么乒乓球放到熱水中就可以重新鼓起來(lái)呢？

生：因?yàn)闊崦浝淇s。

師：把乒乓球放到熱水是熱脹了還是冷縮了？

生：熱脹。

師：是什么受熱讓癟了的乒乓球重新鼓起來(lái)？

生：應(yīng)該是空氣吧。

師：哪里的空氣？

生：乒乓球里的空氣。

師：氣體受熱時(shí)體積可能會(huì)變大，氣體也具有熱脹冷縮的性質(zhì)嗎？我們能不能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究？

“做中學(xué)”不僅強(qiáng)調(diào)做的重要性，更注重學(xué)生的“思”。如果學(xué)生的思維只停留在表象的直覺(jué)與興趣上，沒(méi)思維活動(dòng)的參與，那么實(shí)驗(yàn)探究的意義也就不大。尤其在低年段，學(xué)生很容易被實(shí)驗(yàn)材料吸引，熱熱鬧鬧地做完實(shí)驗(yàn)，卻沒(méi)有明白實(shí)驗(yàn)的目的是什么。只有厘清了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模拍芗ぐl(fā)學(xué)生的探究欲望。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么乒乓球癟了還能重新鼓起來(lái)？氣體也能熱脹冷縮嗎？能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究？

2.優(yōu)化材料，搭建學(xué)習(xí)支架

教學(xué)片段3

師：你們?cè)鯓咏M合這幾個(gè)材料，做一個(gè)收集空氣的裝置？（實(shí)驗(yàn)材料：氣球、泡泡液、平底燒瓶。）

生：把氣球套在平底燒瓶上。

師：要讓氣體受熱，我們必須提供一個(gè)熱環(huán)境，如何做？（實(shí)驗(yàn)材料：冷水、熱水、燒杯。）

生：放入熱水中，再放入冷水中。

學(xué)生由于慣性思維認(rèn)為先放入熱水，然后放入冷水，這樣才能看到熱脹冷縮的現(xiàn)象，此時(shí)，教師不用刻意地打斷或否認(rèn)，順應(yīng)學(xué)生的思維發(fā)展，讓他們?nèi)L試，在探究的過(guò)程中“做思共生”。

在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上，既要考慮到科學(xué)性，還要考慮其典型性和簡(jiǎn)易性，同時(shí)具有啟發(fā)性。材料與教材、教學(xué)目標(biāo)之間具有緊密的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)中的氣球裝置、泡泡液裝置其實(shí)就是模擬了乒乓球既密封又有彈性的特點(diǎn)。試想套一個(gè)玻璃球還能很清楚地看到瓶子里氣體體積的變化嗎？顯然不能。通過(guò)活化實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生組合材料使之結(jié)構(gòu)化，做一個(gè)收集空氣的裝置，搭建學(xué)習(xí)支架，讓抽象的思維形象化、可視化。

3.巧用問(wèn)題串，挖掘探究深度

教學(xué)片段4

提問(wèn)：你能根據(jù)提示，利用這些材料設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案嗎？

（1）氣體會(huì)流動(dòng)，用什么容器裝空氣呢？怎樣密封容器？

（2）如何讓空氣受熱或遇冷呢？

（3）氣體是看不見(jiàn)的，怎樣觀察氣體有沒(méi)有膨脹呢？

交流：小組討論，設(shè)計(jì)、交流實(shí)驗(yàn)方案。

師：在材料的選擇中，哪些小組選擇了熱水和冷水？你們選擇它們有什么作用？

生：可以看到在熱水和冷水里不同的現(xiàn)象。

師：燒瓶的作用是什么？

生：裝空氣。

師：它能不能像乒乓球一樣把氣體密封起來(lái)進(jìn)行研究呢？

生：不能，它沒(méi)有蓋子。

師：用一個(gè)塞子塞住能不能觀察到氣體膨脹的變化？我們能不能設(shè)計(jì)一個(gè)既能密封又具有一定彈性的材料進(jìn)行輔助。

生：用氣球套在燒瓶口。

問(wèn)題是推動(dòng)學(xué)生思維發(fā)展的加速器，是教學(xué)過(guò)程中的有效載體，圍繞某一核心問(wèn)題，設(shè)置2～3個(gè)子問(wèn)題來(lái)形成一組問(wèn)題串幫助學(xué)生思考，讓學(xué)生在親歷探究與協(xié)同中建立起建構(gòu)概念的橋梁。這些問(wèn)題串可以成為學(xué)生思維的抓手，幫助他們更為清晰、深入地探究。

觀察中準(zhǔn)確記錄，學(xué)會(huì)科學(xué)表達(dá)

實(shí)驗(yàn)記錄是進(jìn)行科學(xué)交流的重要依據(jù)，是達(dá)成科學(xué)共識(shí)的重要途徑。

記錄單的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)潔完整，具有導(dǎo)向功能。教師要讓學(xué)生清楚地明白“記錄什么、如何記錄”。材料的選擇上可以直接勾選出需要用到的，記錄裝置放入熱水和冷水后的氣球和泡泡膜發(fā)生的變化，可以用簡(jiǎn)圖或簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明?？茖W(xué)講究實(shí)證，科學(xué)記錄是對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和效果的呈現(xiàn)，使思維可視化。學(xué)生根據(jù)記錄單來(lái)交流自己的發(fā)現(xiàn)，學(xué)會(huì)科學(xué)地表達(dá)，讓思維的過(guò)程留下證據(jù)的痕跡。

研討中論證解釋，建構(gòu)科學(xué)概念

2018年P(guān)ISA（國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目）科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)框架中對(duì)能力有具體指向和界定：科學(xué)地解釋現(xiàn)象；評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)探究；科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)。如何科學(xué)地解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和證據(jù)？實(shí)驗(yàn)探究后的交流研討非常關(guān)鍵，然而在實(shí)際教學(xué)中交流研討有時(shí)形式重于實(shí)質(zhì)，常出現(xiàn)組員參與度不高，或是由于時(shí)間原因讓研討只是走個(gè)“過(guò)場(chǎng)”的現(xiàn)象。有些教師在研討環(huán)節(jié)過(guò)于開(kāi)放，討論的問(wèn)題寬泛且缺乏實(shí)證支撐，失去了交流的價(jià)值，因此，教師應(yīng)該讓學(xué)生在充裕的時(shí)間和空間內(nèi)交流，在交流中學(xué)會(huì)對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

教學(xué)片段5

實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生匯報(bào)交流。

生：把氣球裝置放入熱水中，我們數(shù)了60個(gè)數(shù)，氣球慢慢變大了；再把它放入冷水中，氣球就變小了。

生：我還發(fā)現(xiàn)，氣球裝置從熱水放入冷水的時(shí)候，縮得特別快，我們組的氣球縮到瓶子里面去了。

生：我們組是用的泡泡水，放入熱水的時(shí)候，我們停留的時(shí)間很長(zhǎng)，泡泡慢慢變大，最后破了。

師：能解釋一下泡泡破了這個(gè)現(xiàn)象嗎？

生：泡泡水是液體，瓶子里邊的熱氣把泡泡膜脹破了。

匯報(bào)交流讓學(xué)生將觀察到的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為證據(jù)，初步培養(yǎng)他們自主分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論的能力，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考，從而增加思維的深刻性。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)泡泡膜裝置放入熱水后慢慢變大，最后破了，為什么會(huì)破呢？如何解釋這個(gè)現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的共同變化的條件和原因是什么？教師抓住課堂中的動(dòng)態(tài)生成，引導(dǎo)學(xué)生將探究的現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行思維的加工，找出自己的新認(rèn)知并表達(dá)出來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)的科學(xué)思維和表達(dá)能力。

科學(xué)探究就是尋找證據(jù)解決科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程。課堂上，教師可以巧設(shè)一些實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，讓低年段學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)獲取證據(jù)支持自己的猜想，組織開(kāi)展有效的科學(xué)研討，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。