在《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》課堂促進(jìn)“長(zhǎng)時(shí)探究”教學(xué)

胡國(guó)偉 孔洪劍

〔摘? ? 要〕? 2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》建議，“以學(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以探究實(shí)踐為主要方式開展教學(xué)活動(dòng)”。本文以《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課為例，創(chuàng)境環(huán)節(jié)，讓學(xué)生扮演糖畫小師傅；熬糖環(huán)節(jié)，讓學(xué)生擔(dān)當(dāng)探究小達(dá)人；研討環(huán)節(jié)，讓學(xué)生成為交流小主人。深入闡述讓學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間收集證據(jù)、基于實(shí)證意識(shí)展開深入研討、在質(zhì)疑與辨析中促進(jìn)學(xué)生深度思維的“長(zhǎng)時(shí)探究”教學(xué)策略。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；生活情境；“長(zhǎng)時(shí)探究”；自主研討

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 02? ? 007-009

科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法，具有初步的科學(xué)探究實(shí)踐能力。2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》建議?！耙詫W(xué)生為主體進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以探究實(shí)踐為主要方式開展教學(xué)活動(dòng)”。然而，現(xiàn)實(shí)科學(xué)課堂還是存在教師“手把手”指導(dǎo)學(xué)生完成一個(gè)個(gè)小實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，看似熱熱鬧鬧，實(shí)則學(xué)生缺乏主體意識(shí)。那么如何才能讓學(xué)生經(jīng)歷比較完整的自主探究呢？本文以《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課為例，闡述讓學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間收集證據(jù)，基于實(shí)證意識(shí)展開深入研討、在質(zhì)疑與辨析中促進(jìn)學(xué)生深度思維的教學(xué)策略。

一、創(chuàng)境：糖畫小師傅

以學(xué)生為主體，從學(xué)生學(xué)的角度出發(fā)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，要求教師結(jié)合學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，通過學(xué)生喜聞樂見的生活情境及驅(qū)動(dòng)性問題促使學(xué)生自發(fā)探究。

教學(xué)片段1

出示糖畫圖片。

師：吃過這個(gè)嗎？知道它叫什么嗎？

生：糖畫。

師：糖畫是一種傳統(tǒng)的民間手工藝，它的原料就是日常生活中常見的白糖。

（出示糖畫制作的一般流程：選糖—熬糖—設(shè)計(jì)圖形—繪制糖畫。）

師：決定糖畫好吃與否的關(guān)鍵步驟是什么？為什么？

生：熬糖。因?yàn)樵诩依飽|西燒過頭會(huì)焦掉。

師：他的生活經(jīng)驗(yàn)讓他有了這個(gè)合理的猜想。其實(shí)在加熱白糖的過程中，白糖會(huì)發(fā)生很多變化，產(chǎn)生很多不同于白糖的新物質(zhì)。你想化身為“糖畫小師傅”，去看看到底產(chǎn)生了什么新物質(zhì)嗎？

用蠟燭加熱白糖的實(shí)驗(yàn)是為了引導(dǎo)學(xué)生觀察白糖在加熱過程中狀態(tài)、顏色、氣味等特征的變化，從而認(rèn)識(shí)到白糖在加熱過程中產(chǎn)生了新物質(zhì)，發(fā)生了化學(xué)變化，同時(shí)也存在物理變化。本節(jié)課的觀察重點(diǎn)應(yīng)放在“白糖”上。在聚焦環(huán)節(jié)，教師采用了“糖畫制作”這一真實(shí)生活情境，從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)創(chuàng)設(shè)“糖畫小師傅”這一角色，讓學(xué)生在后續(xù)的探究中，更有代入感，更好地聚焦探究主題“發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)”。

二、熬糖：探究小達(dá)人

“長(zhǎng)時(shí)探究”是指在小學(xué)科學(xué)課堂上，學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)自主的、較長(zhǎng)時(shí)間的、連續(xù)不中斷的觀察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。通過長(zhǎng)時(shí)間科學(xué)探究，讓學(xué)生自主地經(jīng)歷“制訂計(jì)劃—搜集證據(jù)—處理信息—得出結(jié)論”的基本過程。

（一）精準(zhǔn)指導(dǎo)

由于部分學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)不足，思考不夠全面，往往會(huì)對(duì)探究活動(dòng)的進(jìn)程缺乏全局觀，對(duì)探究活動(dòng)的細(xì)節(jié)思考得不夠周全。這很容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，甚至可能出現(xiàn)安全問題。所以，在科學(xué)探究開始前，教師要開展必要的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。

教學(xué)片段2

出示實(shí)驗(yàn)材料。

師：你會(huì)如何使用這些材料做加熱白糖實(shí)驗(yàn)？

生1：用勺子取一些白糖裝在玻璃皿中，用火柴點(diǎn)燃蠟燭，對(duì)它進(jìn)行加熱。

師：他選擇玻璃皿作為加熱容器。有更好的選擇嗎？

生2：我覺得可以在勺子中直接加熱，這樣不容易被燙到。

師：表揚(yáng)！考慮了實(shí)驗(yàn)的安全性。確實(shí)如此，用勺子作為加熱容器更合適，玻璃皿一般用來盛裝加熱過的物品，如點(diǎn)燃后的火柴等。

師：還有什么要注意的嗎？

生：把蠟燭放在蠟托里，防止蠟液流淌；戴上橡膠手套，可以防燙……

首先，教師展示全部實(shí)驗(yàn)器材，通過材料提示法讓學(xué)生全面考慮實(shí)驗(yàn)步驟，初步制訂小組實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。其次，教師借助演示視頻進(jìn)行“手握勺柄最外端”“勺子平放”“外焰加熱”等細(xì)節(jié)動(dòng)作的示范，并以圖片方式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵動(dòng)作，以多種方式讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全順利進(jìn)行。

（二）給足時(shí)間

白糖在加熱的過程中究竟發(fā)生了哪些變化？教師提問：“要想知道一種物質(zhì)發(fā)生了什么變化，可以借助哪些觀察方法？”讓學(xué)生明白可通過多感官、全方位觀察，同時(shí)也讓學(xué)生明確觀察的重點(diǎn)：白糖的狀態(tài)、顏色、氣味等。課中通過活動(dòng)整合，將原本教材中的“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”和“加熱白糖產(chǎn)生新物質(zhì)”兩個(gè)探究活動(dòng)整合為一個(gè)“熬糖”的大活動(dòng)，學(xué)生的探究時(shí)間足足有15分鐘。讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)連續(xù)不中斷的探究活動(dòng)，有充足的時(shí)間將白糖加熱至最后的“黑色物質(zhì)”階段，直到不再發(fā)生變化。在此過程中，學(xué)生細(xì)致地觀察并詳細(xì)記錄觀察結(jié)果，以親歷親見的“長(zhǎng)時(shí)探究”為后期研討積累充足、準(zhǔn)確的直觀證據(jù)。

（三）改進(jìn)記錄

教師詳細(xì)指導(dǎo)白糖的觀察記錄，讓學(xué)生明確包括加熱前、過一會(huì)兒等四個(gè)重點(diǎn)觀察時(shí)間點(diǎn)，知道除了觀察狀態(tài)、顏色、氣味外，還可以觀察其他，留給學(xué)生更多的探究空間。教師創(chuàng)新設(shè)計(jì)了“按順序涂抹加熱過程中不同階段白糖變化的新樣態(tài)”。通過這一留痕記錄，變?cè)具B續(xù)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)為靜態(tài)對(duì)比觀察實(shí)驗(yàn)，讓證據(jù)不再停留于文字，以實(shí)際加熱的狀態(tài)留存于記錄單。將證據(jù)可視化，能在交流環(huán)節(jié)作為更充分的實(shí)驗(yàn)證據(jù)直接質(zhì)疑或肯定觀察結(jié)果，既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)證意識(shí)，又暗含了對(duì)觀察、記錄方法的指導(dǎo)。

本課進(jìn)行了活動(dòng)整合，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)15分鐘左右的“長(zhǎng)時(shí)探究”。學(xué)生會(huì)更多地去關(guān)注白糖的變化，但蠟燭、火柴等物質(zhì)的變化亦需要學(xué)生去發(fā)現(xiàn)。為了確?！伴L(zhǎng)時(shí)探究”的不間斷進(jìn)行，教師采用留白記錄的方式，以留白指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注白糖以外的物質(zhì)，讓學(xué)生自主地去關(guān)注、尋找更多物質(zhì)變化的證據(jù)。事實(shí)上，學(xué)生不僅能關(guān)注到蠟燭的熔化，還能發(fā)現(xiàn)蠟托底部蠟液的凝固、火柴梗的變黑、勺子底部錫紙的變黑等其他現(xiàn)象。這些現(xiàn)象中很多都將成為新物質(zhì)產(chǎn)生的證據(jù)。

化學(xué)變化中新物質(zhì)的確定對(duì)于學(xué)生來說是困難的。在試教過程中，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在記錄時(shí)，記錄單上“產(chǎn)生的新物質(zhì)”一欄填寫的小組寥寥無幾，更多的是在研討之后的補(bǔ)充記錄。這樣的記錄便失去了它原本的意義?？茖W(xué)記錄應(yīng)該既是對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過程和效果的呈現(xiàn)，更是實(shí)驗(yàn)探究過程中思維可視化的載體，留下現(xiàn)象證據(jù)的同時(shí)，更該留下學(xué)生思維活動(dòng)的證據(jù)痕跡。

在設(shè)計(jì)記錄單時(shí)，變“產(chǎn)生的新物質(zhì)”為“你的猜想或疑惑”，讓學(xué)生思考變化中產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因。課堂實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這樣的引導(dǎo)式記錄更能留下學(xué)生的思考：為什么會(huì)產(chǎn)生有顏色的物質(zhì)？為什么會(huì)有不同的氣味產(chǎn)生？從而引發(fā)學(xué)生對(duì)大概念——化學(xué)變化產(chǎn)生新物質(zhì)的思考。

三、研討：交流小主人

如何科學(xué)地解釋探究過程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，交流研討就顯得格外重要。研討內(nèi)容是否有的放矢，研討程度是否鞭辟入里，將直接決定科學(xué)概念的建構(gòu)，是影響學(xué)生深度思維的關(guān)鍵因素。然而，現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，交流研討往往形式重于實(shí)質(zhì)，常因時(shí)間原因，多以師生一問一答方式進(jìn)行。有些教師甚至暗示性地提問：“白糖加熱后的新物質(zhì)還是白糖嗎？”在“還是”兩個(gè)字上加重并延長(zhǎng)聲音，導(dǎo)致學(xué)生投其所好，說出“白糖加熱產(chǎn)生了新物質(zhì)”這一流于表面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。本課讓學(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)具體問題進(jìn)行分析，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。如下圖：

通過生生交流的形式初步培養(yǎng)學(xué)生自主分析探究現(xiàn)象、得出探究結(jié)論的能力。教師在學(xué)生彼此質(zhì)疑時(shí)規(guī)范學(xué)生表述的科學(xué)性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的提高。通過學(xué)生彼此間的答疑解惑，促進(jìn)學(xué)生深度思維的發(fā)展，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)證意識(shí)。在交流研討過程中，學(xué)生是絕對(duì)的主體，而教師則退居一旁做引導(dǎo)者：“證據(jù)呢？”“你的依據(jù)是什么？”“誰有辦法？”在研討過程中，借助“希沃授課助手”同步投屏展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)的一些實(shí)證照片、補(bǔ)充百度百科資料和“倒扣燒杯”“溶解實(shí)驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，讓學(xué)生在相互交流研討中動(dòng)態(tài)生成，對(duì)探究的現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行思維加工。學(xué)生在解決問題的同時(shí)，建構(gòu)科學(xué)觀念并表達(dá)，從中落實(shí)學(xué)生科學(xué)思維和表達(dá)能力的培養(yǎng)。

科學(xué)探究就是尋找證據(jù)、解決問題的過程，指向大概念的“長(zhǎng)時(shí)探究”教學(xué)模式，給予學(xué)生充足的觀察時(shí)間，為學(xué)生搜集準(zhǔn)確有效、客觀全面的證據(jù)提供了可能。讓學(xué)生在搜證環(huán)節(jié)有條不紊，在研討環(huán)節(jié)由表及里，依靠“長(zhǎng)時(shí)探究及研討”，建構(gòu)科學(xué)概念，提升科學(xué)思維，真正成為科學(xué)學(xué)習(xí)的主人。

參考文獻(xiàn)

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