《風(fēng)的成因》課教學(xué)的啟示：從“灌輸知識”轉(zhuǎn)向“引導(dǎo)探究”

◇黎修遠(yuǎn) 王 衡（廣東：深圳市龍華區(qū)龍華中心小學(xué)）

“風(fēng)的成因”是經(jīng)典老課。如果從1978 年人民教育出版社出版的自然常識教材算起，有關(guān)“風(fēng)的成因”的教學(xué)，至今已有45 年歷史了。大家都知道，“風(fēng)”就是空氣的流動，或者說，空氣的流動是“風(fēng)的成因”。我們在教室里，用書扇動空氣，就會形成“風(fēng)”。但很顯然，本文探討的是大自然中“風(fēng)的成因”這一核心問題的教材呈現(xiàn)的演變及我們的教學(xué)探索和思考。

一、教材演變

人民教育出版社1978 年版自然常識第一冊（四年級上學(xué)期）第12 課《風(fēng)》中，探討了有關(guān)“風(fēng)的成因”問題。它是這樣呈現(xiàn)的：

圖1 1978年人民教育出版社《自然常識》教材中“風(fēng)的成因”教學(xué)內(nèi)容

首先，通過扇動扇子就感到有風(fēng)的事實，得出“空氣流動形成風(fēng)”這一概念。接著，照圖做實驗，解釋實驗中風(fēng)產(chǎn)生的原因。隨后，解釋大自然中風(fēng)產(chǎn)生的原因。之后給出風(fēng)向、風(fēng)力的概念，呈現(xiàn)風(fēng)級圖，風(fēng)與我們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)的關(guān)系，人類對于風(fēng)力的運用，風(fēng)的危害，風(fēng)的預(yù)報等等。

2001 年，人民教育出版社在其出版的自然教材第九冊（五年級上學(xué)期）第6 課《風(fēng)》中，探討了有關(guān)“風(fēng)的成因”問題。

它是這樣呈現(xiàn)的。首先是問題配插圖：刮風(fēng)時有什么現(xiàn)象，引發(fā)思考，引出主題。針對插圖，提出三個問題：你能看見旗子在風(fēng)中飄動，煙柱被風(fēng)吹得傾斜，樹枝在風(fēng)中搖動，你也能感到風(fēng)的吹拂和力量，可是你能看得見風(fēng)嗎？在炎熱的夏季，你怎樣“制造”風(fēng)？以上事實說明風(fēng)是什么？

以上環(huán)節(jié)通過插圖喚醒學(xué)生日常生活中有關(guān)“風(fēng)”的記憶。通過問題串引發(fā)思考，使學(xué)生得出“風(fēng)是看不見的，我們平時所見的風(fēng)，是靠相關(guān)物體的運動來體現(xiàn)”“風(fēng)的實質(zhì)是空氣的流動”這兩個基礎(chǔ)性認(rèn)知。

緊接著，教材推出模擬實驗，模擬大自然中風(fēng)的形成。模擬實驗后，再通過問題串，引發(fā)學(xué)生思考：煙往上冒，說明洞口附近有沒有風(fēng)？煙往箱內(nèi)流說明什么？點燃蠟燭后，箱內(nèi)的溫度有什么變化？箱內(nèi)外的溫度有什么不同？實驗說明在什么條件下可以形成風(fēng)？隨后教材出現(xiàn)一段文字，解釋風(fēng)的成因。

最后一個環(huán)節(jié)，代表了教材編寫團(tuán)隊價值取向。通過問題引發(fā)思考：“在海濱，白天，陸地比海面氣溫高；夜晚，海面比陸地氣溫高。請你根據(jù)這個情況推測在海濱，白天和夜晚的風(fēng)向會有什么不同？”這樣的設(shè)計意圖很明確，就是引導(dǎo)學(xué)生在根據(jù)模擬實驗，建立起風(fēng)的成因理論模型（解釋）后，再利用這個模型，回到大自然中，去預(yù)測和解釋自然現(xiàn)象（應(yīng)用）。

圖2 人民教育出版社2001年版《自然》教材中“風(fēng)的成因”教學(xué)內(nèi)容

比較人教社1978 和2001 兩個不同年代的教材，我們發(fā)現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式已經(jīng)發(fā)生了明顯的變化，即由“灌輸知識”轉(zhuǎn)向“引導(dǎo)探究”。

21 世紀(jì)初啟動的新一輪課程改革，不但頒布了《全日制義務(wù)教育科學(xué)（3～6 年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）》，將課程由“自然”更名為“科學(xué)”，還改變了教材出版發(fā)行由人教社一統(tǒng)天下的局面，全國各地出現(xiàn)了多個版本的科學(xué)教材。有趣的是，在全國各地出版的科學(xué)教材中，大都安排了有關(guān)“風(fēng)”的內(nèi)容，對有關(guān)教學(xué)內(nèi)容的處理則呈現(xiàn)更加多元的特征。在時間的安排上，最早有安排在三年級上學(xué)期學(xué)習(xí)的，最遲則安排在五年級下學(xué)期。課題名稱也是五花八門：有叫《春風(fēng)拂面》的；有叫《刮風(fēng)了》的；有叫《風(fēng)的成因》的；還有的叫《是誰制造了風(fēng)》。

盡管教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)更加豐富多彩，但各編寫團(tuán)隊均遵循課程標(biāo)準(zhǔn)中“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”這一理念，淡化了“灌輸知識”，而把著力點放在“引導(dǎo)探究”上。而且，多數(shù)教材基本保持了人教社自然教材的主干內(nèi)容和邏輯思路：空氣流動形成風(fēng)→模擬實驗、解釋實驗現(xiàn)象→解釋大自然中風(fēng)產(chǎn)生的原因。如，某版本的教材是這樣呈現(xiàn)的。找詞語：人們創(chuàng)造了多種多樣的詞語，用來描述不同的風(fēng)，盡可能地找出這些詞語→開放式提問：如，風(fēng)是怎樣形成的；風(fēng)對地球有些什么樣的影響；為什么有的星球上沒有風(fēng)→猜想：選一個感興趣的氣象問題，說說自己的猜想→合作制訂一份研究計劃，驗證猜想與假設(shè)（此環(huán)節(jié)左邊用知識鏈接形式，解釋沿海地區(qū)白天與晚上有不同走向的風(fēng)的原因）→從沿海的海陸風(fēng)，拓展到我國大部分地區(qū)冬季刮北風(fēng)，做個模型，演示其形成原因→結(jié)論：是太陽的熱使地球上的空氣流動形成風(fēng)。

二、教學(xué)探索

我在當(dāng)自然教師之前，從來都沒有思考過“風(fēng)是怎樣形成的”。1993 年，當(dāng)我初次教學(xué)這一課時，被其模擬實驗和邏輯思路（建立“風(fēng)的成因”理論，隨即用該理論解釋自然現(xiàn)象）深深吸引，于是暗自鉆研和試教，在校內(nèi)公開課中嶄露頭角。后來的20 年，我作為教研員也多次聽過，并指導(dǎo)過該課的教學(xué)。檢索“中國知網(wǎng)”，發(fā)現(xiàn)20 多年來，有4 篇探討“風(fēng)的成因”教學(xué)的文獻(xiàn)，其中3 篇是關(guān)于模擬實驗改進(jìn)的，只有1 篇是從整體上討論“風(fēng)的成因”的教學(xué)，但質(zhì)量不高。2020 年，我們團(tuán)隊成員在研究和試教這節(jié)課時，又有了一些新的體會和思考。

本課的兩個核心問題是“模擬實驗中風(fēng)是怎樣形成的”及“大自然中的風(fēng)是怎樣形成的”。我們在以前的教學(xué)中，一般要求學(xué)生“說”出道理來即可。但通過探索改進(jìn)，我們不僅要求學(xué)生“說”出來，還提供符號，如，蠟燭代表熱，藍(lán)色箭頭代表冷空氣的流動方向，紅色箭頭代表熱空氣的流動方向，要求學(xué)生根據(jù)符號，親手“擺”出來，使“風(fēng)”的成因理論模型圖示（直觀）化。接著，提供大自然背景，再次要求學(xué)生在“擺”出來之后，用語言解釋自然界中風(fēng)的成因。有了這樣的改進(jìn)，本課就成為一節(jié)經(jīng)典的建立和應(yīng)用模型教學(xué)課。在經(jīng)過兩次試教之后，團(tuán)隊成員非常認(rèn)可這樣的價值取舍和設(shè)計走向。

圖3 先建構(gòu)模型，再用模型解釋自然界中的現(xiàn)象，形成一個完整的認(rèn)知

建立模型和利用模型來解釋自然現(xiàn)象是人類非常重要的認(rèn)知能力?？茖W(xué)建模能力是針對自然現(xiàn)象抽象出其主要特征，依據(jù)科學(xué)直覺建構(gòu)其關(guān)系、結(jié)構(gòu)等概念模型，并用科學(xué)語言進(jìn)行表征的能力。在2022 年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，有十余處提到“模型”，包括“模型建構(gòu)”“模型思維”“模型制作”等。我們在實際教學(xué)中，應(yīng)該抓住合適的素材或契機(jī)，積極開展“模型”教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生建模能力的發(fā)展。

有趣的是，在早期試教中，我們發(fā)現(xiàn)，上完課后，有一部分學(xué)生不能順利“擺”出模型，不能用模型正確解釋自然界中風(fēng)的成因。問題出在哪里？是我們教學(xué)目標(biāo)定位不準(zhǔn)嗎？我們甚至懷疑，教育科學(xué)出版社編寫團(tuán)隊將該內(nèi)容放在三年級學(xué)習(xí)，是不是太早了。于是，我們設(shè)計了一個小問卷，在每次試教后立即對學(xué)生進(jìn)行隨機(jī)抽樣測試。這樣一測，真相大白！

“風(fēng)的成因”概念掌握情況調(diào)查統(tǒng)計

原來，大部分學(xué)生對于“熱空氣上升后，冷空氣會過來補(bǔ)充”這一關(guān)鍵性中間概念還沒掌握。于是，我們“發(fā)明”了如圖所示的裝置，用來向?qū)W生直觀展示，在互通的空間中，空氣會從氣壓高（較密集）的地方向壓力低（較稀薄）的地方流動。這樣，就為學(xué)生建立和理解大氣中“熱空氣上升后，冷空氣會過來補(bǔ)充”這個概念搭建了“腳手架”。這樣一改進(jìn)，后面的教學(xué)就順利得多了，能成功建立模型，并能用模型解釋大自然中風(fēng)的成因的學(xué)生超過90%。

圖4 為幫助解釋空氣會從密集的地方“補(bǔ)充”到稀薄的地方而制作的裝置

三、結(jié)語

教材是學(xué)與教的載體和范本。通過考察不同年代和不同編寫團(tuán)隊對于“風(fēng)的成因”問題的教學(xué)處理，可以了解有關(guān)“風(fēng)的成因”教學(xué)的演變，以及不同時代、不同編寫團(tuán)隊的教學(xué)理念和價值取舍。即便同一版本教材的同一教學(xué)內(nèi)容，不同的教師在實際教學(xué)時，也都會有不同的處理，會有五彩斑斕的教學(xué)生成。比如，同樣是教育科學(xué)出版社2019 年版科學(xué)三年級上冊《風(fēng)的成因》一課教學(xué)，我們在一次公開課中聽到，有的教師將最后一個環(huán)節(jié)“解釋大自然中風(fēng)產(chǎn)生的原因”改成“用微粒學(xué)說解釋實驗中風(fēng)的成因”。