在構(gòu)建解釋的過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維
——以《運動起來會怎樣（一）》一課為例

□江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)方洲小學(xué) 鮑峰

在構(gòu)建解釋的過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維
——以《運動起來會怎樣（一）》一課為例

□江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)方洲小學(xué) 鮑峰

2013年美國最新公布的新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)提出了一個值得關(guān)注的科學(xué)教育新觀點，那就是強調(diào)了科學(xué)課程建構(gòu)的三個維度：科學(xué)工程與實踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心概念。這個新標(biāo)準(zhǔn)成為指導(dǎo)全美科學(xué)教育的新綱領(lǐng)。筆者就科學(xué)工程與實踐中“構(gòu)建解釋”這一實踐進(jìn)行了深入研究，并以《運動起來會怎樣（一）》一課為例闡述如何在構(gòu)建解釋的過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

一、親身體驗，依據(jù)原有認(rèn)知形成猜想

對于小學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)科學(xué)之前積累了大量的生活經(jīng)驗，雖然對周圍的事物和現(xiàn)象只形成了一種較為淺顯的看法和觀念，但他們已經(jīng)能提出模型來客觀地解釋所觀察到的事物和現(xiàn)象。作為教師的我們完全可以把教學(xué)重點落到有助于兒童通過建立模型來解釋事物和現(xiàn)象，以此來發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

【教學(xué)片段】

師：這是老師給大家拍的大課間跑步的照片。我們知道在跑步的時候骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)都參與了運動，此外我們身體里還發(fā)生了什么變化？

生1：心跳加快、流汗。

生2：還有呼吸加快、口渴。

師：運動后我們的身體會出現(xiàn)這么多的變化，那你知道為什么會這樣嗎？比如呼吸為什么加快了呢？

生1：新陳代謝加快，所以呼吸加快。

生2：呼吸加快是為了吸入更多的氧氣。

二、親歷實驗，依據(jù)實證初步形成解釋

小學(xué)生的猜想與假設(shè)的對象是“人類已知，學(xué)生自己未知的”。他們進(jìn)行猜想與假設(shè)的依據(jù)就是已有的知識和經(jīng)驗。他們必須尋找更直接的證據(jù)來證明自己的觀點是正確的，像科學(xué)家那樣做實驗是一種獲取證據(jù)的好方法。如果實驗結(jié)果和自己的猜想是一致的，那么猜想便得到了證實，這樣對事物或現(xiàn)象的解釋也就初步形成。如果實驗結(jié)果和自己的猜想不一致時，那么就要修改自己的猜想，繼續(xù)開展實驗直到自己的觀點被證實，或者在交流中接受其他同學(xué)的解釋。

以《運動起來會怎樣（一）》這節(jié)課為例，學(xué)生對于“為什么運動后會呼吸加快”這個問題提出了幾種不同的猜測，他們必定會尋找各種證據(jù)，如“我在某本科普書看到就是這么說的”、“我在電視里看到是這么說的”，但這些證據(jù)都不是最直接的。只有親歷實驗才能證明一切。

【教學(xué)片段】

師：同學(xué)們說了很多原因，到底誰的觀點是符合事實的呢？我們先來感受一下呼吸前后空氣的變化？

1.體驗活動：反復(fù)呼吸塑料袋里的空氣，有什么感覺？

2.交流自己的感受，試著解釋吸進(jìn)的空氣和呼出的氣體有什么不同。

生：反復(fù)呼吸塑料袋里的空氣，我感到空氣越來越不新鮮，呼吸也越來越困難了。

師：空氣不新鮮和呼吸困難是什么原因造成的？

生1：可能是袋中的氧氣越來越少的緣故。

生2：可能是體內(nèi)排出來了一些“廢氣”。

師：到底是不是氧氣減少了？如果是“廢氣”增加了，那這種廢氣是什么氣體？怎么通過實驗證明呢？

生1：找個儀器來測一下呼吸前后的氣體成分。

生2：對，然后比較一下呼吸前后的氣體成分。

生3：哪種氣體減少了，就說明被我們?nèi)梭w吸收了；哪種成分增加了，就說明是我們體內(nèi)排出來的。

師：同學(xué)們提出的想法真不錯，那我們就來像科學(xué)家那樣來做實驗吧。

三、匯報交流，在多種解釋中達(dá)成共識

由于學(xué)生認(rèn)知水平、生活經(jīng)驗等因素，他們對于某一事物或現(xiàn)象可能會形成多種解釋。當(dāng)解釋受到懷疑或者產(chǎn)生爭議時，科學(xué)論證的過程就應(yīng)運而生了，由此便會激發(fā)學(xué)生捍衛(wèi)和辯護(hù)自己的觀點及質(zhì)疑和挑戰(zhàn)別人的說法。當(dāng)某一種解釋在爭論的過程中獲勝或者多種解釋合成一種解釋時，科學(xué)共識也就在此時達(dá)成。

【教學(xué)片段】師提供一般情況下人體吸進(jìn)去的和呼出來的氣體成分的比較表

師：從這張表中可以看出呼吸前后哪些氣體發(fā)生了變化？哪些氣體沒有發(fā)生變化？

生1：氮氣的含量沒有發(fā)生變化，氧氣減少了，二氧化碳和水蒸氣增加了。

生2：呼吸是把吸收了氧氣，排出了二氧化碳和水。

生3：那呼吸加快也就是吸入了更多的氧氣，排出了更多的二氧化碳和水蒸氣嗎？

生1：嗯，我同意你的觀點。我還有疑問，就是那么多的氧氣被吸入體內(nèi)有什么作用呢？

生2：還有運動和氧氣到底有什么關(guān)系呢？

四、回歸生活，在運用新知中完善解釋

“解釋”是一種有意義的科學(xué)實踐方式，它帶領(lǐng)著學(xué)生努力去理解科學(xué)現(xiàn)象，而不是去復(fù)制課本或者其他權(quán)威所傳播的科學(xué)知識。作為一線科學(xué)教育工作者，我們有權(quán)利和義務(wù)去創(chuàng)造一種寬松的氛圍，讓學(xué)生在形成更完善的解釋的過程中不怕犯錯和迷信權(quán)威，更加自主地參與到“構(gòu)建解釋”這種活動中去。