小學(xué)生科學(xué)思維外顯化策略研究

中國人民大學(xué)附屬小學(xué)京西分校 賈 佳 徐 芳

小學(xué)生的思維處于發(fā)展的初級(jí)階段，科學(xué)思維主要以形象、抽象以及直覺思維為主，把學(xué)生頭腦中內(nèi)在的科學(xué)思維外顯化則尤為重要。為了達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)思維的初衷，我們從科學(xué)課堂入手，運(yùn)用語言和畫圖等多種策略引導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)思維外顯。

一、通過語言外顯科學(xué)思維

維果茨基認(rèn)為，語言是兒童表達(dá)與交流的重要方式。中國人民大學(xué)附屬小學(xué)近年來提出了“課堂四聲”的教育教學(xué)理念：掌聲、笑聲、質(zhì)疑聲、辯論聲，并以“我贊同”“我補(bǔ)充”“我質(zhì)疑”“我反對(duì)”等學(xué)生容易掌握的語言作為引導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)展學(xué)科思維，提高核心素養(yǎng)。下面我以兩個(gè)教學(xué)片段為例，談一談如何在《比較水的多少》一課中，以“課堂四聲”這種語言外顯化策略作為引導(dǎo)，外顯學(xué)生的科學(xué)思維。

【教學(xué)片段1】

教師準(zhǔn)備大、中、小三個(gè)直徑、容積各不相同的瓶子，向大瓶子、中瓶子、小瓶子中分別倒入差不多量的、帶顏色的水，方便學(xué)生觀察和分析。

師:請問同學(xué)們，三個(gè)瓶子中哪個(gè)里面的水最多，為什么？

生A:我的想法是:大瓶子里裝的水多，因?yàn)樗畲?，能盛的水最多?/p>

生B：我反對(duì)A 的想法，我覺得小瓶子里的水最多。雖然小瓶子不如大瓶子大，但我剛才看到老師往小瓶子里倒的水最多。

生C：我有不同的看法。三個(gè)瓶子都沒有裝滿，所以我們不能根據(jù)瓶子的大小來判斷到底哪個(gè)瓶子里的液水多，在我看來，好像中瓶子里的水是最多的呢！

師:看來大家的看法各不一樣，我們能不能想個(gè)辦法，來比較出到底哪個(gè)瓶子里的水多呢？

生D:我想試一試。光靠眼睛很難分出來到底哪個(gè)瓶子里的水最多，咱們可以拿三個(gè)一樣大的杯子，把三個(gè)瓶子中的水分別倒入三個(gè)杯子中，這樣一眼就能看出到底哪個(gè)瓶子里的水最多了。

生E：我給D 補(bǔ)充。其實(shí)用一個(gè)杯子就足夠了，把三個(gè)瓶子里的水分別倒入同一杯子中，每個(gè)瓶子中的水都在杯子上畫線做相應(yīng)的記號(hào)，然后只要比較線的高低，就能比較出水的多少！

生F：我欣賞E 的發(fā)言，我還想再給他做一些補(bǔ)充。其實(shí)還可以一個(gè)杯子都不用，不是有三個(gè)瓶子嗎，我們只需要把其他兩個(gè)瓶子中的水分別倒到另外的那個(gè)瓶子中，每次做好記號(hào)，也可以比較出水的多少。

生E：我來總結(jié)大家的發(fā)言。我們有很多種方法來測量三杯水的多少，在每一種方法中，我們都需要一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)，用一樣的瓶子來測量三杯水的多少，而不是只靠眼睛來判斷。

通過“課堂四聲”的語言外顯化策略引導(dǎo)，同學(xué)們之間相互質(zhì)疑、相互補(bǔ)充，有序又有效地解決了“如何比較水的多少”這一問題。整個(gè)過程中，他們認(rèn)真聆聽別人的發(fā)言，大膽陳述自己的觀點(diǎn)，敢于質(zhì)疑，善于分析和歸納總結(jié)各種觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到了明顯的體現(xiàn)。在“課堂四聲”的引導(dǎo)下，他們能更好地組織自己的語言和思維，能就科學(xué)觀點(diǎn)和事實(shí)展開討論。學(xué)生的語言和思維水平一步步完善和提升，最終發(fā)展了科學(xué)思維。

【教學(xué)片段2】

在上一個(gè)教學(xué)片段中，同學(xué)們想到了用三個(gè)杯子、一個(gè)杯子甚至不用杯子等多種方法來比較三瓶水的多少，完成這一步之后，大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)知道液體有一定的體積，體積是可以測量的，并且測量體積的方法是多種多樣的，每種方法都要有參照標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)用“課堂四聲”深入學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

師：前面我們學(xué)會(huì)了如何比較水的多少，除了比較水多少的方法之外，同學(xué)們還有其他方面的補(bǔ)充或者質(zhì)疑嗎？可以結(jié)合生活實(shí)際和你的觀察思考來說一說。

生G：我有新的想法，我平時(shí)喝止咳糖漿的時(shí)候，用來喝藥的小杯子上就有一條線，這下我終于知道它的用處了。

生H：我有一個(gè)疑問。大家注意到了沒有，每次咱們將水倒出來的時(shí)候，總有幾滴水留在瓶子里，三個(gè)瓶子里留的水多少可能不一樣，那量出來的結(jié)果還準(zhǔn)確嗎？

生I：我同意J 的意見，我也觀察到了同樣的現(xiàn)象，可是好像也沒有辦法把瓶子里的水徹底倒干凈。

師：是的，留在瓶子里的水，科學(xué)家把它叫作“誤差”，那么，我們該怎樣減小誤差呢？

生J：我來試一試，在每次倒水的時(shí)候，都要盡量倒干凈。

生K：我補(bǔ)充，而且倒的時(shí)候要專注、認(rèn)真，不能把水灑出來。

生L：我想總結(jié)一下大家的看法，我們可以有很多種方法來比較水的多少，最好的方法是我們可以用一個(gè)帶刻度的杯子，這樣更公平、更有效。在測量的過程中，我們還要認(rèn)真仔細(xì)地操作，避免人為的誤差，減少儀器的誤差。

生M：我很欣賞剛才幾位同學(xué)的發(fā)言，從他們的發(fā)言中我受到了新的啟發(fā)。比方剛才E 同學(xué)說的，在一個(gè)杯子上做記號(hào)比較水的多少，那這個(gè)用來做比較的杯子，不就是咱們在科學(xué)教室見過的量杯、量筒嗎？

生N：我給M 補(bǔ)充，那咱們劃的記號(hào)，不就是量杯量筒上面用來表示液體體積多少的刻度嗎？

師：大家真是太厲害了！居然把老師要補(bǔ)充的內(nèi)容都說到了。那接下來咱們就用大家討論出來的方法一塊來比較一下這三杯水的多少吧！

……

這個(gè)環(huán)節(jié)中，孩子們結(jié)合自己在這節(jié)課中的學(xué)習(xí)感受，從不同的角度分析、理解如何才能更好地比較液體的體積。他們不僅知道了比較水多少的方法，還在不斷的質(zhì)疑、補(bǔ)充、辯論聲中初步接觸了測量、誤差等將來才會(huì)學(xué)習(xí)到的科學(xué)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)了課堂學(xué)習(xí)與生活的密切聯(lián)系。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生們用“課堂四聲”的語言形式，呈現(xiàn)了他們的思維和思考，超出了預(yù)期的教學(xué)效果。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生不斷思考、大膽表述、相互促進(jìn)、共同進(jìn)步。“課堂四聲”在學(xué)生核心素養(yǎng)的文化基礎(chǔ)和自主發(fā)展等方面都提供了有力的支撐，是一種行之有效的教學(xué)策略。

二、通過畫圖外顯科學(xué)思維

讓學(xué)生將想法畫出來也是一種有效促進(jìn)科學(xué)思維外顯化的策略。學(xué)生能夠在看、想、畫的過程中，將頭腦中的思維外化，落在紙面上，方便教師掌握他們的課堂生成，促進(jìn)教學(xué)發(fā)展。例如，在《空氣有質(zhì)量嗎》一課中，先由教師創(chuàng)設(shè)情境——出示一個(gè)吹鼓的氣球，問：這里面的空氣有質(zhì)量嗎？你怎么證明？學(xué)生的想法大致分為兩類，覺得空氣沒有質(zhì)量和覺得空氣有質(zhì)量各占50%。教師引導(dǎo)學(xué)生通過畫圖的方式，厘清思路，外顯此時(shí)的科學(xué)思維。記錄單舉例分別如圖1、圖2 所示：

圖1 猜想空氣有質(zhì)量

圖2 猜想空氣沒有質(zhì)量

通過圖1、圖2，我們可以看出，他們的證明方法是：把置于小天平兩側(cè)同等質(zhì)量的氣球中的一側(cè)的氣球充滿空氣，如果小天平還是平衡的，就證明空氣沒有質(zhì)量，否則就證明空氣有質(zhì)量。

顯然學(xué)生在進(jìn)行猜想之前有一些基本的科學(xué)概念，比如，“質(zhì)量”“天平會(huì)向質(zhì)量大的一側(cè)傾斜”“氣球可以收集一定量的空氣”等。在這些基本科學(xué)概念的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過科學(xué)觀察和模型建構(gòu)，想到了用小天平來比較氣球質(zhì)量大小的方法，并通過科學(xué)推理，想出了通過看天平傾斜的方向，證明空氣有沒有質(zhì)量的方法，由此初步明確了實(shí)驗(yàn)過程中需要觀察的現(xiàn)象、事實(shí)，為科學(xué)論證指明了探究的方向。

在接下來的科學(xué)驗(yàn)證過程中，學(xué)生已經(jīng)明確了科學(xué)猜想，再認(rèn)真觀察天平的傾斜情況。這樣的科學(xué)觀察就有了更強(qiáng)的目的性。接下來，學(xué)生就可以通過觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合之前提出的科學(xué)猜想，來論證自己的猜想是否正確，這個(gè)過程是一個(gè)完整的科學(xué)思維過程。從學(xué)生畫的科學(xué)記錄圖中我們還能看出，最初猜想空氣有質(zhì)量的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中得到了肯定的答案；猜想空氣沒有質(zhì)量的學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得到了自我修正（圖3、圖4）：

圖3 “有質(zhì)量”得到驗(yàn)證

圖4 “沒有質(zhì)量”得到修正

在歷經(jīng)多次這樣的科學(xué)思維過程之后，當(dāng)學(xué)生再遇到類似的問題時(shí)，對(duì)問題的分析過程就會(huì)越來越清晰，逐漸形成用科學(xué)方法來解決實(shí)際問題的能力，這正是小學(xué)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)所要求和學(xué)生成長所必備的。當(dāng)然，畫圖這種促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維外顯的教學(xué)策略在其他的科學(xué)知識(shí)領(lǐng)域中同樣適用。

教師的教學(xué)策略深刻影響著學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐、學(xué)習(xí)效果和科學(xué)思維的發(fā)展。我們發(fā)現(xiàn)通過語言、畫圖等教學(xué)策略都可以有效促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思維外顯，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。在這些策略中，教師成為一個(gè)組織者，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、設(shè)計(jì)方法、行動(dòng)、解決問題、反饋評(píng)價(jià)的科學(xué)研究過程，感受到了科學(xué)的奧妙，掌握了探索自然、探究真理、科學(xué)實(shí)踐的方法。今后我們還會(huì)進(jìn)行更多的嘗試，為提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)貢獻(xiàn)自己的力量。