增強學(xué)生模型建構(gòu)能力

〔摘 要〕 基于模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)促進(jìn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)新，有意識探索學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)，能提高科學(xué)教學(xué)指導(dǎo)效果，使學(xué)生模型建構(gòu)素養(yǎng)得到逐步提升。本文從小學(xué)科學(xué)入手，對在科學(xué)探索中增強學(xué)生模型建構(gòu)能力的措施進(jìn)行深度探究，提出模型建構(gòu)教學(xué)的建議，旨在優(yōu)化學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，全面增強學(xué)生模型建構(gòu)實踐能力，助力學(xué)生在科學(xué)探索中實現(xiàn)多元化發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；模型建構(gòu)能力；策略

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 04 104-106

隨著教育改革的不斷深入，小學(xué)科學(xué)教學(xué)作為學(xué)生探索自然、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的起點，重要性日益凸顯。在新時代背景下，學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展成為焦點，其中模型建構(gòu)能力作為科學(xué)思維的重要組成部分，對于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。然而，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)在模型建構(gòu)能力培養(yǎng)方面仍存在諸多不足，如教學(xué)方法傳統(tǒng)、材料選擇單一等，這些問題嚴(yán)重制約了學(xué)生模型建構(gòu)能力的發(fā)展。因此，探討模型建構(gòu)能力目標(biāo)下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)創(chuàng)新，對于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提升具有深遠(yuǎn)影響。

一、增強學(xué)生模型建構(gòu)能力的重要性

其一，有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)是學(xué)生在科學(xué)課程教學(xué)的過程中有序培養(yǎng)的，涉及對科學(xué)知識的理解、科學(xué)方法的掌握以及科學(xué)態(tài)度的形成。而模型是科學(xué)知識的具體化和可視化表達(dá)。教師培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力，能在科學(xué)教學(xué)中幫助學(xué)生更好地理解和掌握科學(xué)知識。具體而言，教師在科學(xué)課堂上引導(dǎo)學(xué)生親手建構(gòu)模型，讓學(xué)生運用科學(xué)方法去觀察、實驗、推理和驗證，直觀地感受到科學(xué)現(xiàn)象和原理，從而加深對科學(xué)知識的理解，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

其二，有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。模型建構(gòu)是高度思維化的活動，教師在開展模型建構(gòu)教學(xué)的過程中，會關(guān)注學(xué)生抽象思維、邏輯思維和創(chuàng)造性思維等多種思維能力的培養(yǎng)。教師在開展模型建構(gòu)教學(xué)過程中，會引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象或原理簡化為可操作的模型，同時還會帶領(lǐng)學(xué)生運用邏輯思維去分析和推理模型中的各個要素和關(guān)系，以確保模型的準(zhǔn)確性和有效性。在此過程中，借助模型建構(gòu)教學(xué)活動的設(shè)計和實施，教師能指導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性思維，嘗試不同的建模方法和材料，以制作出更具創(chuàng)新性和實用性的模型，從而促進(jìn)學(xué)生思維能力高效化發(fā)展，使學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)得到顯著提升。

其三，有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。創(chuàng)新是推動社會進(jìn)步和發(fā)展的重要動力，而模型建構(gòu)正是富有創(chuàng)新性的活動。在模型建構(gòu)過程中，教師會鼓勵學(xué)生不斷地嘗試、探索和改進(jìn)，以制作出更具創(chuàng)新性和實用性的模型。學(xué)生在參與模型建構(gòu)的過程中，自身創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神得到培養(yǎng)。模型建構(gòu)實踐活動還能激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的創(chuàng)造潛能，使學(xué)生在綜合實踐中逐漸形成一種敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新的思維習(xí)慣，為其未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅實的基礎(chǔ)。

二、增強學(xué)生模型建構(gòu)能力

對于小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動而言，教師遵循模型建構(gòu)目標(biāo)的指引設(shè)計教學(xué)活動，能優(yōu)化教學(xué)指導(dǎo)效果，使學(xué)生模型建構(gòu)素養(yǎng)得到培養(yǎng)，切實提高學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生全面發(fā)展助力。

（一）把握教學(xué)主題思想，設(shè)定模型建構(gòu)能力培養(yǎng)目標(biāo)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐中，教師準(zhǔn)確定位培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力的現(xiàn)實需求，探索科學(xué)教學(xué)活動主題思想的提煉和教學(xué)活動的設(shè)計，能優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)知識深度探究，提升學(xué)生模型建構(gòu)能力。具體分析，教學(xué)主題是教學(xué)活動的靈魂，指引著教學(xué)內(nèi)容的選擇與組織。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)深入分析教材，提煉出核心概念與原理，進(jìn)而圍繞這些核心概念設(shè)計教學(xué)活動。同時，教師在結(jié)合主題思想設(shè)定教學(xué)目標(biāo)的過程中，應(yīng)注重目標(biāo)的層次性和遞進(jìn)性，從簡單到復(fù)雜，從具體到抽象，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)現(xiàn)象，掌握構(gòu)建科學(xué)模型的方法。同時，目標(biāo)設(shè)定還需考慮學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知水平，確保教學(xué)活動既具有挑戰(zhàn)性又能被學(xué)生所接受，以此促進(jìn)學(xué)生模型建構(gòu)能力的有序發(fā)展。

例如，在《做一個測量紙帶》教學(xué)活動中，教師根據(jù)本節(jié)課的主題思想，可以對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，設(shè)定模型建構(gòu)能力培養(yǎng)目標(biāo)，有效促進(jìn)各項模型建構(gòu)教學(xué)系統(tǒng)實施，促進(jìn)學(xué)生對課程知識的深度探究實踐。具體對《做一個測量紙帶》科學(xué)課程進(jìn)行分析，本節(jié)課的主題思想是通過制作和應(yīng)用測量紙帶，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)思維，提升實踐操作能力。圍繞此主題思想，科學(xué)教師在教學(xué)中可以關(guān)注學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)，并設(shè)定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，如引導(dǎo)學(xué)生思考如何將抽象的測量概念轉(zhuǎn)化為具體的紙帶模型，從而培養(yǎng)他們的模型意識；提供一些簡單的制作指南和示例，讓學(xué)生在模仿和創(chuàng)新的過程中逐漸提升自己的模型建構(gòu)能力；組織學(xué)生使用自制的測量紙帶測量教室的長度、寬度和高度，或者測量植物的高度等，讓他們在實際應(yīng)用中體驗?zāi)Ｐ偷膶嵱眯院蛢r值；組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和交流，分享各自的使用體驗和改進(jìn)建議，讓他們在交流和合作中不斷提升自己的模型評價和改進(jìn)能力。在精心設(shè)計教學(xué)目標(biāo)后，教師就可以圍繞模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)，對教學(xué)活動進(jìn)行細(xì)化，以促進(jìn)學(xué)生模型素養(yǎng)的提升，使學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)能力進(jìn)一步提升。

（二）創(chuàng)設(shè)趣味教學(xué)情境，深化學(xué)生模型建構(gòu)能力認(rèn)識

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是在特定的情境中發(fā)生的，富有吸引力的教學(xué)情境能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。小學(xué)科學(xué)教師遵循科學(xué)模型建構(gòu)目標(biāo)的指引創(chuàng)設(shè)與模型建構(gòu)相關(guān)的趣味教學(xué)情境，有助于深化學(xué)生對模型建構(gòu)能力的認(rèn)識，從而鞏固模型建構(gòu)能力培養(yǎng)基礎(chǔ)。在實際開展情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)活動的過程中，教師可以采用故事講述、角色扮演、多媒體展示等方式，將學(xué)生帶入充滿探索氛圍的學(xué)習(xí)環(huán)境，帶領(lǐng)學(xué)生直觀感受科學(xué)模型的構(gòu)建過程，理解模型如何助力解釋自然現(xiàn)象，從而在輕松愉快的氛圍中加深對模型建構(gòu)價值的認(rèn)識，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

例如，在“做個太陽能熱水器”教學(xué)活動中，基于模型建構(gòu)能力培養(yǎng)需求，科學(xué)教師可以聯(lián)系學(xué)生生活實際創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，在情境教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生對模型建構(gòu)進(jìn)行深度分析和系統(tǒng)探索。在具體教學(xué)活動中，根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容和情境教學(xué)需求，教師可以創(chuàng)設(shè)具體生活化教學(xué)情境，如在一個晴朗的周末，小明和他的家人計劃去郊游，他們想帶上一些簡單的食物和飲料，并打算在戶外享受一頓美味的野餐。然而，他們意識到，在炎熱的天氣里，飲料很容易變熱，影響口感。小明想到了一個主意：利用太陽能來制作一個簡單的太陽能熱水器，以保持飲料的涼爽。他決定在家里先制作一個模型，看看效果如何。圍繞生活化教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，教師可以面向?qū)W生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)提出情景引導(dǎo)性問題，如：小明想制作一個太陽能熱水器來保持飲料的涼爽，你能幫他想想這個熱水器應(yīng)該具備哪些基本功能嗎？在制作太陽能熱水器模型之前，我們需要考慮哪些因素來確保它能有效地利用太陽能并保持飲料的涼爽？你能設(shè)計一個簡單的太陽能熱水器模型嗎？請描述你的設(shè)計思路，并說明你是如何考慮太陽能的利用和飲料的冷卻效果的。在制作過程中，你可能會遇到哪些挑戰(zhàn)？你打算如何解決這些問題，以確保你的模型能夠成功運行？根據(jù)教師提出的問題，學(xué)生能主動思考太陽能熱水器的制作原理，并探索太陽能熱水器模型的制作，有效培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力和科學(xué)探究精神，為學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

（三）設(shè)計科學(xué)綜合實驗，強化學(xué)生模型建構(gòu)實踐體驗

實驗是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力的重要教學(xué)活動。小學(xué)科學(xué)教師從培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力的視角設(shè)計科學(xué)綜合實驗，能在綜合實踐中鼓勵學(xué)生動手操作，經(jīng)歷從問題提出、假設(shè)設(shè)定、實驗設(shè)計到數(shù)據(jù)分析、模型構(gòu)建的全過程，進(jìn)而讓學(xué)生親身體驗科學(xué)探究的樂趣，學(xué)會如何運用模型來模擬和解釋觀察到的現(xiàn)象，在實踐中不斷鍛煉和提升自己的模型建構(gòu)能力。值得一提的是，科學(xué)教師對于綜合實驗的設(shè)計應(yīng)考慮跨學(xué)科整合，引導(dǎo)學(xué)生運用多學(xué)科知識解決實際問題，進(jìn)一步拓寬他們的科學(xué)視野和思維方式。

例如，在“分離食鹽與水的方法”實驗教學(xué)中，教師從模型建構(gòu)視角，可以對實驗活動進(jìn)行細(xì)化設(shè)計，讓學(xué)生在實驗探究中感受模型建構(gòu)的作用，形成深刻認(rèn)識，從而提高學(xué)生科學(xué)探究能力。在實驗探究教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生討論分離食鹽與水的方法，歸納出自然蒸發(fā)和加熱蒸發(fā)兩種方法。然后鼓勵學(xué)生對實驗方案進(jìn)行設(shè)計，通過設(shè)計實驗?zāi)Ｐ秃蛯嶒灧桨?，對課程知識進(jìn)行深度探索。在教師的實驗指引下，讓學(xué)生正確量取一定容量的飽和食鹽水倒入蒸發(fā)皿，然后把蒸發(fā)皿穩(wěn)妥地放在三腳架上，在其下方擱置好石棉網(wǎng)，再點燃酒精燈，讓學(xué)生利用酒精燈的外焰予以加熱。在加熱過程中使用玻璃棒進(jìn)行攪拌，避免液體局部過熱濺出蒸發(fā)皿。蒸發(fā)皿中的水分快要蒸發(fā)干時，熄滅酒精燈，借助蒸發(fā)皿的余溫繼續(xù)蒸發(fā)，觀察蒸發(fā)皿中留下的白色顆粒。在完成實驗后，讓學(xué)生將白色顆粒與實驗前的食鹽進(jìn)行比較，驗證其是否為食鹽。在此過程中，教師從培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力的視角優(yōu)化實驗活動設(shè)計，引發(fā)學(xué)生對實驗探究的思考，能讓學(xué)生在模型建構(gòu)探究中形成良好的實踐體驗，切實提升學(xué)生綜合素質(zhì)，為學(xué)生全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（四）開展特色拓展活動，感受模型建構(gòu)知識遷移運用

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)需要特色拓展探究活動的支持。教師在教學(xué)中可以從鼓勵學(xué)生知識遷移、培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力的視角，科學(xué)設(shè)計特色拓展探究教學(xué)活動，為學(xué)生提供將課堂所學(xué)模型建構(gòu)知識應(yīng)用于新情境的平臺，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在具體教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以組織開展科學(xué)小制作、科普講座、科學(xué)競賽等活動，并在多元化拓展探究活動中滲透模型建構(gòu)方面的教學(xué)實踐活動，讓學(xué)生在實際操作中體驗科學(xué)知識的應(yīng)用價值，學(xué)會將抽象的科學(xué)原理轉(zhuǎn)化為具體的解決方案，進(jìn)而加深對科學(xué)模型的理解，逐步學(xué)會如何在不同情境下靈活運用模型，解決實際問題，從而真正實現(xiàn)知識的內(nèi)化與遷移，提升綜合素養(yǎng)。

例如，在“做一個鐘擺”的教學(xué)中，教師從模型建構(gòu)視角，可以設(shè)計特色拓展探究活動，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和感受模型建構(gòu)知識的遷移運用。在具體拓展探究教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究不同材料對鐘擺擺動周期的影響，然后制作不同材料的鐘擺模型，直觀感受材料特性與模型性能之間的關(guān)系；可以指導(dǎo)學(xué)生調(diào)整鐘擺的長度，并觀察記錄擺動周期的變化，讓學(xué)生理解鐘擺長度與擺動周期之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，體驗通過調(diào)整模型參數(shù)來優(yōu)化性能的過程；也可以鼓勵學(xué)生利用所學(xué)的鐘擺原理，自制一個簡單的計時器模型，促使學(xué)生進(jìn)一步鞏固鐘擺模型建構(gòu)的知識，并感受其在實際應(yīng)用中的魅力。

三、結(jié)語

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐中，積極探索模型建構(gòu)教學(xué)的設(shè)計和實施，能促進(jìn)學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)和優(yōu)化，使學(xué)生綜合素質(zhì)得到不斷提升。因此應(yīng)該將學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)作為重點，創(chuàng)新設(shè)計各項教學(xué)指導(dǎo)活動，鞏固模型建構(gòu)教學(xué)基礎(chǔ)，促進(jìn)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的優(yōu)化，使學(xué)生對科學(xué)知識的探索和實踐更加全面、深入、高效。

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