指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念“三步”教學(xué)模式

科學(xué)概念是對(duì)科學(xué)現(xiàn)象、事物本質(zhì)屬性的抽象與概括，具有準(zhǔn)確性、普遍性、可驗(yàn)證性等特點(diǎn)。科學(xué)概念是基礎(chǔ)的科學(xué)知識(shí)，是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。在傳統(tǒng)的科學(xué)概念教學(xué)中，教師會(huì)采用口頭講解或直觀演示的方法，幫助學(xué)生理解和掌握科學(xué)知識(shí)。這樣的概念教學(xué)以教師為中心，教學(xué)方式單一，學(xué)生被動(dòng)接受，缺乏探索實(shí)踐，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，不利于學(xué)生對(duì)概念的深度把握。

科學(xué)概念的掌握要基于學(xué)生的深度理解，需要學(xué)生自己通過觀察、實(shí)驗(yàn)、分析等方法去探究與建構(gòu)，親自經(jīng)歷概念的形成過程，深入理解概念的外延與內(nèi)涵，并基于事實(shí)證據(jù)進(jìn)行分析推導(dǎo)，抽象概括概念本質(zhì)屬性。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，了解概念的形成與發(fā)展過程，加深對(duì)概念內(nèi)涵和外延的理解，實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念的意義建構(gòu)，并且通過概念的自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等核心素養(yǎng)發(fā)展。筆者以蘇教版四年級(jí)上冊(cè)第九課“彈力”的教學(xué)為例，談?wù)勅绾螛?gòu)建指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念“三步”教學(xué)模式。

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣，引出概念

引出概念是小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)的第一步。在科學(xué)教學(xué)中，部分教師會(huì)直接告知學(xué)生科學(xué)概念，快速揭示教學(xué)主題。例如，在“彈力”一課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，教師邊說邊板書課題，直接引出彈力的概念。這樣的教學(xué)導(dǎo)入顯得生硬、突兀，形式單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的學(xué)習(xí)興趣，喚醒學(xué)生的主動(dòng)探索意識(shí)，是提高科學(xué)概念教學(xué)有效性的重要前提。創(chuàng)設(shè)情境能夠有效激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生產(chǎn)生共鳴，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展，以情境的方式引出概念，不僅能夠增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、體驗(yàn)性，還能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性、思考性，有助于激活學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，驅(qū)動(dòng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)。

感官是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的窗口，感知是他們獲取知識(shí)的有效方法。小學(xué)生的認(rèn)知具有形象性、直觀性特點(diǎn)，因此教師應(yīng)基于情境，將概念融入真實(shí)具體的情境，借助形象生動(dòng)的場(chǎng)景，讓抽象的科學(xué)概念具體呈現(xiàn)出來，使科學(xué)概念可感可知。教師可以把學(xué)生帶入自然環(huán)境，利用自然現(xiàn)象或事物，選取學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景，創(chuàng)設(shè)生活情境；也可以借助實(shí)物或模型，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，通過表演體會(huì)，創(chuàng)設(shè)演示情境；還可以采用音畫再現(xiàn)情境，借助信息技術(shù)手段，以圖畫的形式展現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容，并結(jié)合語(yǔ)言的描述增加感情色彩。以“彈力”的教學(xué)為例，筆者給學(xué)生播放了一段小朋友跳蹦蹦床的視頻，在觀看了視頻后，筆者問學(xué)生：“大家玩過蹦蹦床嗎？”“為什么能夠蹦起來呢？”“怎樣才能蹦得更高？”“你們知道這里面蘊(yùn)含著什么科學(xué)道理嗎？”許多學(xué)生在生活中有過跳蹦蹦床的經(jīng)歷，形象生動(dòng)的場(chǎng)景再現(xiàn)了彈力的生活原型，將彈力形象化地展示出來，讓無形的彈力變得可感可知。情境喚醒了學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，充分刺激了學(xué)生的視覺感官，觸發(fā)了學(xué)生對(duì)彈力現(xiàn)象的思考，這時(shí)教師巧妙而自然地引出“彈力”的概念，能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)彈力知識(shí)的探究興趣[1]。

二、提供支架，探究實(shí)踐，建構(gòu)概念

建構(gòu)概念是小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)的第二步，也是科學(xué)概念教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)中的概念建構(gòu)過程，是學(xué)生自主探究的過程，也是他們理解與提煉概念的過程，需要學(xué)生通過實(shí)踐體驗(yàn)感知理解，利用事實(shí)證據(jù)分析推理，經(jīng)過感悟理解抽象概括。探究實(shí)踐強(qiáng)調(diào)師生之間的雙向互動(dòng)，以及學(xué)生之間的合作交流。在科學(xué)概念教學(xué)過程中，教師應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，精心指導(dǎo)學(xué)生探索，給學(xué)生提供輔助材料，引導(dǎo)學(xué)生操作體驗(yàn)，為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。科學(xué)概念探究學(xué)習(xí)的方法有通過實(shí)踐操作、問題討論、觀察實(shí)驗(yàn)、分析推理等，常用的學(xué)習(xí)支架有提供實(shí)物模型、學(xué)習(xí)任務(wù)單、實(shí)驗(yàn)記錄單等。

在指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)中，教師應(yīng)為學(xué)生搭建支架助力探究，通過學(xué)習(xí)支架導(dǎo)學(xué)促思，引導(dǎo)學(xué)生逐步理解建構(gòu)概念。以“彈力”的教學(xué)為例，為了幫助學(xué)生理解和建構(gòu)彈力概念，筆者為學(xué)生提供實(shí)物，讓他們實(shí)踐操作，親身感知體驗(yàn)，組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生探究規(guī)律，為學(xué)生設(shè)計(jì)問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生深度思維，學(xué)生在具有層次的探究實(shí)踐活動(dòng)中豐富感知，加深對(duì)彈力、彈性等概念的理解，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)概念的意義建構(gòu)[2]。

（一）實(shí)物操作，感受體驗(yàn)

認(rèn)識(shí)彈性和彈力是“彈力”一課的第一部分教學(xué)內(nèi)容，這兩個(gè)概念的教學(xué)以感知體驗(yàn)活動(dòng)為主，學(xué)生通過豐富的實(shí)踐活動(dòng)經(jīng)歷，在具身實(shí)踐活動(dòng)中感受和體驗(yàn)，逐步形成對(duì)彈力概念的理解。在教學(xué)該部分內(nèi)容時(shí)，筆者為學(xué)生提供了一些生活物品，如橡皮筋、海綿、彈簧、直尺，讓學(xué)生拉一拉、壓一壓，并組織開展游戲活動(dòng)，讓學(xué)生玩一玩握力器，拉一拉拉力器。在學(xué)生充分操作與體驗(yàn)后，筆者引導(dǎo)學(xué)生分享活動(dòng)感受，進(jìn)行比較歸納，尋找這些彈性物體的共同點(diǎn)。學(xué)生通過動(dòng)手操作對(duì)彈性和彈力有了真切的感知，發(fā)現(xiàn)彈性物體具有共同的性質(zhì)：受到外力形狀或體積會(huì)發(fā)生改變，撤去外力后又回復(fù)原來的形狀或體積。接著，筆者讓學(xué)生在紙上畫一畫，用一個(gè)箭頭表示“物體受到的外力”，用另一個(gè)箭頭“物體產(chǎn)生的彈力”，通過直觀的圖示形象地表示出外力和彈力的關(guān)系，從而對(duì)彈力形成深刻的理解。如此一來，通過實(shí)物操作，學(xué)生能夠切身感受物體的彈力，并能夠概括出彈性和彈力概念內(nèi)涵。

（二）實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法，是科學(xué)概念建構(gòu)的重要依據(jù)，是概念探究的有力支架。在指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)中，教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法收集事實(shí)證據(jù)，并對(duì)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行處理分析，從而推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)規(guī)律、得出結(jié)論。

“研究拉力與彈簧拉伸長(zhǎng)度之間的關(guān)系”是“彈力”一課的第二部分內(nèi)容，該部分內(nèi)容旨在引導(dǎo)學(xué)生探究影響彈力大小的因素，通過測(cè)量具體的數(shù)值，以量化的方式幫助學(xué)生深入理解彈力與物體形變之間的關(guān)系，懂得“彈簧拉伸長(zhǎng)度隨著拉力的增加而有規(guī)律的變化”。該內(nèi)容教學(xué)既是對(duì)彈性與彈力概念的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)理解，也能為接下來彈簧測(cè)力計(jì)原理的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)該部分內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)了3個(gè)層次的活動(dòng)：閱讀學(xué)習(xí)、操作實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究、討論分析、得出結(jié)論。為了提高實(shí)驗(yàn)探究效率，筆者給學(xué)生提供了活動(dòng)單，讓學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)，了解活動(dòng)要求，掌握實(shí)驗(yàn)步驟。接著給學(xué)生提供鐵架臺(tái)、彈簧、鉤碼、尺子等實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，分組實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生在彈簧下依次掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)鉤碼，觀察并測(cè)量彈簧每次拉伸的長(zhǎng)度。此處，筆者給學(xué)生提供了“鉤碼個(gè)數(shù)與彈簧拉伸長(zhǎng)度記錄表”，讓學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，給學(xué)生提供了“鉤碼個(gè)數(shù)與彈簧拉伸長(zhǎng)度標(biāo)記圖”，幫助學(xué)生探尋規(guī)律。實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，筆者引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和標(biāo)記圖進(jìn)行分析討論：“每增加一個(gè)鉤碼，彈簧拉伸長(zhǎng)度有什么變化？”學(xué)生經(jīng)過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：“彈簧長(zhǎng)度隨著拉力的增加而變長(zhǎng)?！薄懊吭黾右粋€(gè)鉤碼，彈簧就會(huì)拉伸相同長(zhǎng)度”。筆者引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上面的規(guī)律進(jìn)行推測(cè)：“掛5個(gè)、6個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧拉伸長(zhǎng)度分別會(huì)是多少？”學(xué)生在做出推測(cè)之后，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，在彈簧下面懸掛鉤碼，測(cè)量出彈簧的拉伸長(zhǎng)度，以驗(yàn)證自己的推測(cè)。筆者還提出新問題：“如果在彈簧下面無限制地掛鉤碼，彈簧會(huì)怎樣？”在學(xué)生討論交流后，筆者和學(xué)生一起做破壞性實(shí)驗(yàn)：在彈簧下面不停地掛鉤碼，無限制地給它施加力。演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生看到，彈簧無法恢復(fù)到原來的樣子，失去了彈性。通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生懂得彈簧是有彈性限度的，給它施加的力一定要在彈性范圍內(nèi)。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，通過猜想、驗(yàn)證、分析、推理，總結(jié)出科學(xué)規(guī)律：在一定限度內(nèi)，拉力越大，彈簧拉伸長(zhǎng)度越大。每增加相同的力，彈簧會(huì)拉伸相同的長(zhǎng)度。

三、鞏固拓展，內(nèi)化知識(shí)，應(yīng)用概念

為了靈活、高效地解決問題，學(xué)生需要將知識(shí)內(nèi)化并轉(zhuǎn)化為自己的智慧。內(nèi)化知識(shí)的有效方法為實(shí)踐應(yīng)用，教師需引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移到新的問題情境，在應(yīng)用過程中鞏固知識(shí)、拓展知識(shí)、內(nèi)化知識(shí)。

指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)的第三步是應(yīng)用概念。教師通過設(shè)計(jì)練習(xí)題、提出問題、布置任務(wù)，給學(xué)生創(chuàng)造應(yīng)用科學(xué)概念的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用概念，并在應(yīng)用中理解、加工與整合，參透科學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系，感受科學(xué)知識(shí)與生活的關(guān)系，從而鞏固概念、拓展概念，促進(jìn)概念內(nèi)化，提高問題解決能力。以“彈力”的教學(xué)為例，筆者以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，幫助學(xué)生應(yīng)用彈力概念，解決實(shí)際問題，促進(jìn)概念內(nèi)化。在應(yīng)用概念教學(xué)環(huán)節(jié)，筆者設(shè)計(jì)如下三組學(xué)習(xí)任務(wù)。

任務(wù)1：測(cè)一測(cè)，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體。通過此項(xiàng)任務(wù)的完成，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)彈簧測(cè)力計(jì)，學(xué)習(xí)彈簧測(cè)力計(jì)的使用方法，理解彈簧測(cè)力計(jì)的制作原理。該部分內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)，既是對(duì)新知的探究學(xué)習(xí)，也是對(duì)概念的應(yīng)用鞏固。在“認(rèn)識(shí)彈簧測(cè)力計(jì)”教學(xué)中，筆者先給學(xué)生出示了彈簧測(cè)力計(jì)，讓學(xué)生猜一猜：“這是什么東西？有什么作用？”在向?qū)W生介紹了“彈簧測(cè)力計(jì)”名稱之后，給學(xué)生播放教學(xué)視頻，組織學(xué)生觀看視頻、匯報(bào)交流，了解彈簧測(cè)力計(jì)的構(gòu)成、使用方法、制作原理。接著，布置學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量剪刀、水杯、鞋子等物品，看看提起這些物品需要用多大的力。在測(cè)量之后，組織學(xué)生觀察數(shù)據(jù)，思考討論：“為什么測(cè)得的數(shù)據(jù)不一樣？”使學(xué)生懂得“物體越重，產(chǎn)生的拉力越大，彈簧拉伸的長(zhǎng)度越長(zhǎng)”，加深對(duì)“拉力對(duì)彈簧拉伸長(zhǎng)度關(guān)系”的認(rèn)識(shí)和理解。

任務(wù)2：說一說，解釋生活物品制作原理。彈力在生活與生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛，許多日常用品和機(jī)械裝置中都應(yīng)用了彈力原理。為了幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固拓展彈力知識(shí)，筆者借助生活中應(yīng)用彈力的例子，讓學(xué)生觀察生活場(chǎng)景，應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解釋其制作原理。筆者給學(xué)生出示了網(wǎng)球拍、彈力球、彈簧秋千3幅圖片，讓學(xué)生看圖說說這些物品的名稱，結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)解釋利用了什么原理。通過討論交流，學(xué)生明白了這些物品利用了彈力原理優(yōu)化了功能，充分感受到科學(xué)與生活息息相關(guān)，認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)的生活應(yīng)用價(jià)值。

任務(wù)3：做一做，動(dòng)手制作一個(gè)彈力玩具?！白鲋袑W(xué)”理念主張讓學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)，通過自己“動(dòng)手做”，在做的過程中綜合運(yùn)用知識(shí)、技能解決問題，從而更好理解和掌握知識(shí)?！皠?dòng)手做”有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，喚醒學(xué)生自主意識(shí)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)主體，有助于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力、跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力等綜合素養(yǎng)?！皠?dòng)手做”是應(yīng)用概念、內(nèi)化知識(shí)的最佳路徑。在應(yīng)用概念教學(xué)環(huán)節(jié)，筆者設(shè)計(jì)做一做活動(dòng)，給學(xué)生提供了氣球、橡皮筋、彈簧、木塊等材料，讓學(xué)生動(dòng)手制作一個(gè)彈力玩具。學(xué)生分工合作，積極開動(dòng)腦筋，應(yīng)用彈力原理，制作彈力玩具。有的制作了彈弓，有的制作了投射器，有的制作了彈簧人。在作品完成的過程中，學(xué)生遷移應(yīng)用、創(chuàng)新實(shí)踐，有效提升知識(shí)素養(yǎng)和能力水平。

結(jié)語(yǔ)

基于深度理解的科學(xué)概念教學(xué)，能夠讓學(xué)生學(xué)得會(huì)，記得牢，用得活。在指向深度理解的小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境，巧妙引出概念，激發(fā)學(xué)生對(duì)概念的學(xué)習(xí)興趣，提供支架，引導(dǎo)探究實(shí)踐，幫助學(xué)生理解建構(gòu)概念，通過鞏固拓展，引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)化知識(shí)，助推學(xué)生應(yīng)用科學(xué)概念。

【參考文獻(xiàn)】

［1］陳景生.關(guān)注科學(xué)前概念促進(jìn)科學(xué)概念的建構(gòu)［J].小學(xué)教學(xué)研究（教學(xué)版），2010（4）：59.

[2]應(yīng)從祥，楊露.小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)中思維型課堂的構(gòu)建與實(shí)施[J].基礎(chǔ)教育課程，2024（11）：20-27.