通過《風的成因》教學幫助學生在深度思維中生成概念

王彬彬

〔摘? ? 要〕? 小學科學教學中，科學概念與科學思維是核心素養(yǎng)的重要組成部分?？茖W概念的生成與科學思維的發(fā)展是相互融合、彼此促進的過程。在學生建構科學概念的過程中，教師基于學情和教材，創(chuàng)設問題情境、借助直觀事物、二維情境等形式，對教學環(huán)節(jié)進行精心設計，學生在課上積極參與，在深度思維中促進概念形成。《風的成因》一課中，學生圍繞核心問題，在探索活動中，借助直觀形象的事物開展研討活動，科學思維能力和科學概念得到均衡發(fā)展。

〔關鍵詞〕? 小學科學；概念；思維

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 11-0037-03

探究活動是小學科學課的重要環(huán)節(jié)。在探究活動中，并不只是為了讓學生掌握多少科學知識，更重要的是讓學生的思維得到提升、能力得到發(fā)展，激發(fā)學習動機。因此，教師需要改變以往只注重知識的教學思路，對課堂教學中的各個環(huán)節(jié)進行精心設計，讓學生感受到小學科學課的生動性以及趣味性，進而激發(fā)學生強烈的學習欲望，使思維活動更加豐富多樣，以此促進概念生成。

《風的成因》是教科版三年級“空氣”單元中的一課，根據(jù)3～4年級學生偏向于具體形象思維的特點，教師嘗試采用直觀形象的教學方法：學生借助燃香的煙、小風車等物體的運動，推測空氣流動形成風；教師提供風成因的實驗盒，學生采用模擬實驗的方法，借助模型、邏輯推理等思維形式開展學習；教師為學生提供二維直觀示意圖和視頻，學生采用類比推理和聯(lián)想想象等思維形式，解釋自然界風的成因，突破教學難點，構建科學觀念，促進科學思維能力發(fā)展。

一、把握教材與學情，確定教學目標

（一）深入研讀教材，把握教學內容

《風的成因》一課中，學生借助風的成因演示盒間接觀察到“外邊冷空氣會向盒內熱空氣方向流動從而形成風”這一現(xiàn)象，以此現(xiàn)象作為證據(jù)，類比推理，大膽想象，嘗試解釋自然界中風的成因，促成核心概念的形成。

（二）準確把握學情，踩準教學起點

學習《風的成因》一課前，學生已經(jīng)知道空氣具有占據(jù)空間、熱空氣比冷空氣輕、空氣受熱會上升的特征，但是不能直觀觀察到熱空氣的上升現(xiàn)象。大自然中的風是如何形成的？通過前測了解到，絕大多數(shù)學生知道風的形成和空氣流動有關，但無法說清具體的關系。大部分學生選擇用“不確定”“不知道”回答，不過也有個別學生認為是樹枝、車輛、波浪等物體運動時帶動周圍空氣運動，從而產(chǎn)生了風。沒有學生能說清楚風的真正成因。學生的真實體驗是教學的真正起點。構建這個科學概念并不難，教師只要幫助學生在這些真實的體驗之上進行提煉，在觀察、比較等基礎上歸納、概括出其本質上的特點，用更準確、更規(guī)范的語言進行表達，科學概念即形成。而在此基礎上思維能力的發(fā)展才是教學的重點。

（三）制定教學目標，概念思維同行

聚焦核心素養(yǎng)，以學生前概念為基礎，以核心概念為方向。在實驗探究環(huán)節(jié)，學生通過思維的深度參與，發(fā)展科學觀念，同時使科學思維、探究實踐能力、態(tài)度責任等方面的核心素養(yǎng)得到綜合提升。因此，在構思教學策略時，必須結合教材內容和學生思維發(fā)展水平，確定與科學概念同步發(fā)展的科學思維能力目標，從而為他們構建科學概念和發(fā)展科學思維能力創(chuàng)造可能。因此，依據(jù)教材與學情制定本課的科學概念和科學思維目標如下。

學生通過交流生活經(jīng)驗，知道有多種方法可以制造風，培養(yǎng)學生發(fā)散、突破定式的思維能力；

學生通過模擬實驗觀察到的現(xiàn)象，知道實驗盒中的風是由冷熱不同的空氣流動形成的，培養(yǎng)學生分析、推理思維能力；

學生會用模擬實驗的原理來解釋自然風的形成原因，培養(yǎng)學生聯(lián)想、想象思維能力。

二、巧設情境，推進概念思維同行

（一）創(chuàng)設問題情境，引發(fā)思維動力

問題是思維的發(fā)源地，沒有問題就不會引起思考。蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。”在課堂教學中創(chuàng)設某種問題情境，將會激發(fā)學生進一步探索研究的興趣。在一節(jié)科學課中，有多少個有價值的提問，就會引起學生多少有效思考。

課堂伊始，教師手持小風車創(chuàng)設情境導入，快速吸引學生的注意力。教師提問：“不用手，你有什么辦法使小風車轉動起來嗎？”學生對于自己玩過且熟悉的游戲，顯得特別有信心，發(fā)言和展示的欲望也特別強烈。教師隨機邀請幾名學生上臺演示，用不同的方法使小風車轉動起來，有的吹，有的拿著小風車跑起來，充分調動了課堂氣氛。接著教師追問：“是什么使小風車轉起來的？這些方法為什么能形成風？是有什么發(fā)生了變化嗎？”這些問題由易入難、層層遞進、環(huán)環(huán)相扣，引導學生通過“人造風”的現(xiàn)象思考“風形成”背后隱藏的原理。緊接著教師又追問：“大自然中的風沒有外力的作用，又是怎樣形成的呢？”把學生的思維引向深處，激發(fā)了學生進一步探究的興趣。

核心問題是驅動課堂教學中學生活動體驗的中心問題，是教學進程中的重要引擎，是激活學生思維和引領深度學習的重要手段。本課中的核心問題是“大自然中的風是怎樣形成的”，在核心問題的驅動下，將其細分為在邏輯結構上不斷推進的幾個子問題，從而推動學生的思維進階。

交流研討是科學課的重要組成環(huán)節(jié)，是學生將自己在分組實踐探究中獲得的事實證據(jù)與同伴分享的過程，同時又能在社會化的學習情境中發(fā)展多種能力。在全班交流環(huán)節(jié)，學生將小組探究的結果進行思維加工，并用自己的語言表達出來，經(jīng)過大家的補充、質疑，不斷修正和深化自己的認識，生成科學概念。這樣的過程屬于“創(chuàng)造性思考”的生動的思維加工過程。

《風的成因》一課中，教師出示熱氣球實驗圖，提問：“上節(jié)課，我們點燃紙筒中的蠟燭，過一會兒看到熱氣球很快上升的現(xiàn)象。紙筒中的空氣受熱后是怎么流動的？紙筒中的熱空氣不斷向上流動，很快紙筒內就沒有空氣了嗎？”學生根據(jù)實驗現(xiàn)象做出推理，如沒有新的空氣進去，蠟燭就會很快熄滅，看到蠟燭一直燃燒，由此推測外面的空氣流進去了。教師繼續(xù)設疑：“但是我們并沒有看見外邊空氣從小孔中流動進去，可以借助什么幫助我們間接看到空氣的流動？”學生思考后，提出可以借助羽毛、頭發(fā)、煙等比較輕盈的物體間接觀察空氣的流動。通過這樣的深度交流研討活動，學生思維得到了較好的發(fā)散，同時也培養(yǎng)了他們的論證推理能力。

小學科學課中有許多課具有由點及面、由表到質的推理過程。在課堂教學中，一套富有結構的材料能夠更好地支持學生獲得相關事實證據(jù)。無論是層層遞進，還是并駕齊驅，都要讓學生在事實證據(jù)的基礎上，理性推理，在深入思考的基礎上，扎實建構科學概念。

（二）借助直觀事物，助推抽象思維

處于具體運算階段的3～4年級學生更傾向于借助直觀形象的事物來思考，他們需要“可視化”的實驗現(xiàn)象作為支架，幫助他們有效探究，透過現(xiàn)象看本質，助力思維的穩(wěn)步爬升。因此，三年級學生在認識新事物的時候，可以先借助直觀事物形成一個形象記憶，再通過推理論證形成抽象思維，進而科學地認識一個事物。直觀事物以一種更顯而易見的形式向學生展示相關科學內容，更有利于促進學生抽象思維的發(fā)展，形成科學概念。

三年級學生的思維水平正處于從形象思維向抽象思維的過渡階段。風雖然是學生非常熟悉的自然現(xiàn)象，但因空氣不可見，需要借助直觀形象的事物，來幫助學生將風可視化。煙和小風車有著比較鮮明的特點，煙飄動和小風車轉動的現(xiàn)象學生非常容易就能觀察到。借助煙和小風車的運動，讓看不見的物看得見，學生很容易推測出是空氣流動引起的。學生看到小風車轉動起來了，知道有熱空氣上升了；看到煙飄到盒子里去了，知道外邊冷空氣流動進去了。教師再適時點撥：“從科學的角度來看，風常指空氣在水平方向的運動?！苯處熥穯枴皩嶒灪兄挟a(chǎn)生風了嗎？風在哪里？你站在實驗盒的哪個位置能感受到風？”學生通過對這一連串三個問題的思考，知道外邊冷空氣流動進去就是風，站在盒子的進風口處，就能感受到風，由此推理出實驗盒中風的形成原因。教師最后的追問至關重要，幫助學生透過現(xiàn)象看到本質，有效地推動他們的思維進程，為本節(jié)課核心概念的形成打下基礎。

（三）巧借二維情境，具象學生思維

小學1～2年級學生以具體形象思維為主，抽象邏輯思維剛萌芽，而3～6年級學生的思維正處于從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡的發(fā)展階段。借助海洋與陸地、南方與北方兩張二維簡圖，變抽象為具象。學生獲得相應的感知覺體驗，積累豐富的表象儲存在記憶里。通過學生親身實踐操作和有目的觀察，激發(fā)他們思維的積極性，從而在頭腦里產(chǎn)生一系列豐富的思維表象，進行分析、比較、概括、推理等思維加工，通過具體而鮮明的形象思維，在現(xiàn)實和思維之間架起橋梁，有助于學生得到形象、具體的科學認識，讓科學概念、規(guī)律浮出水面，讓科學分析更為直觀，進而使科學思維得到有效催化。

教學中引導學生從風的成因演示盒聯(lián)想到更大的教室、校園，甚至整個中國。再用兩張簡圖，幫助學生想象海洋與陸地氣溫不同、南方與北方氣溫不同，將學生的思維從二維圖像延伸至三維空間。再結合前面模擬實驗中的發(fā)現(xiàn)，引導學生大膽想象自然界中不同地區(qū)氣溫不同，有的地方很冷，而有的地方卻特別熱，冷空氣會向熱空氣方向流動過來，冷熱不同的空氣流動便形成風。借助二維情境，將科學知識建構的過程具體化，使科學思維順利生長。

三、結語

學生的學習過程是一個思維激發(fā)碰撞和升華的過程。在課堂探究中，學生的思維從“大自然中的風是如何形成的？”這一問題出發(fā)，借助直觀形象的事物，推動學生形象思維能力的發(fā)展。學生親歷了一系列設計、探究和研討的過程，在分析現(xiàn)象的基礎上抽象概括，學生的邏輯思維能力得到發(fā)展。在解釋風的成因過程中，學生充分展開想象，促進學生類比推理能力得到發(fā)展，同時推動科學知識的建構，學習目標的逐步實現(xiàn)。

總之，在學生建構科學概念的過程中，教師可以通過創(chuàng)設問題情境、借助直觀事物、二維情境等形式對教學的環(huán)節(jié)進行精心設計，讓學生有獨立思考以及獨立探究的空間和時間，形象思維、抽象邏輯思維、直覺思維和創(chuàng)新思維等多種思維得到提升。這樣他們的思維深度、廣度、嚴密性和深刻性等思維品質才能得以進一步發(fā)展。

參考文獻

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