實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念轉(zhuǎn)變的策略

張陳江

[摘 要]

小學(xué)生科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變一般不應(yīng)該以“概念化”的知識(shí)體系為線索組織教學(xué)，因?yàn)樗c學(xué)生的思維習(xí)慣、學(xué)習(xí)方式無法完全協(xié)同。學(xué)生的科學(xué)概念轉(zhuǎn)變需要在一個(gè)具體的情境中進(jìn)行，教師教學(xué)時(shí)需要通過引導(dǎo)學(xué)生在一個(gè)完整的教學(xué)環(huán)節(jié)中探究，才會(huì)使學(xué)生的思維更加整體和深入，從而真正掌握科學(xué)概念。

[關(guān)鍵詞]

科學(xué)概念；教學(xué)環(huán)節(jié)；情境；整體感知；課例研究

【研究背景】

小學(xué)科學(xué)課所涉及的教學(xué)內(nèi)容非常廣泛，物理、化學(xué)、生物、地理等學(xué)科知識(shí)都是科學(xué)課的研究對(duì)象，幾乎涵蓋了學(xué)生生活的每個(gè)角落。不同的研究內(nèi)容決定了不同的課堂形態(tài)。蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊第三單元第一課時(shí)《一切都在運(yùn)動(dòng)中》的科學(xué)概念屬于物理學(xué)范疇。這節(jié)課如果以教學(xué)內(nèi)容為基點(diǎn)可以劃歸到思維科學(xué)課的類型，如果以學(xué)生獲取知識(shí)的方法和途徑為基點(diǎn)可以算作科學(xué)討論課。這一類課的教學(xué)不需要通過實(shí)驗(yàn)器材的操作得到精確的數(shù)據(jù)，而是通過不同觀點(diǎn)的碰撞，用新的科學(xué)概念來替換掉原本可能錯(cuò)誤、可能不完整的前概念。對(duì)于以形象思維為主、處于小學(xué)階段的學(xué)生來說，這樣的思維活動(dòng)將是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

【研究的問題】

小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)中大環(huán)節(jié)和小環(huán)節(jié)運(yùn)用效果的比較研究。

【研究思路】

學(xué)生對(duì)概念的掌握需要按照學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的一般規(guī)律來進(jìn)行，也就是從概念的介入到概念的闡釋和理解，再到概念的應(yīng)用。這節(jié)課的教學(xué)也按照這樣的流程來嘗試進(jìn)行。如果遇到學(xué)生認(rèn)識(shí)上的障礙，再及時(shí)調(diào)整教學(xué)措施和流程，直到找到一個(gè)較適合學(xué)生理解運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的教學(xué)方案。

【教學(xué)實(shí)踐】

第一次教學(xué)實(shí)踐

一、教學(xué)思路

用“刻舟求劍”的故事導(dǎo)入，將學(xué)生的研究目光聚焦到物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上去。用拔河游戲讓學(xué)生感受參照物對(duì)于判讀物體位置移動(dòng)的重要性，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生觀察教材主題圖，通過兩幅圖片的比較找出相對(duì)于參照物位置發(fā)生變化的物體，判斷為運(yùn)動(dòng)。掌握了判斷物體運(yùn)動(dòng)的方法后，進(jìn)入稍復(fù)雜些的公交車與向日葵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷。最后，用地球、地球上物體和太陽的相互位置關(guān)系變化，引導(dǎo)學(xué)生得出一切物體都在運(yùn)動(dòng)中的感悟。

二、主要教學(xué)環(huán)節(jié)

（一）指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)參照物

師：讓我們走進(jìn)公園看一看，哪些物體運(yùn)動(dòng)了？真的在運(yùn)動(dòng)嗎？如果把兩幅圖結(jié)合起來看，哪些物體運(yùn)動(dòng)了？你判斷的依據(jù)是什么？

師：要判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)，要找另一個(gè)物體來幫忙。一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置變化了，這物體就是運(yùn)動(dòng)的。（板書）還有什么物體運(yùn)動(dòng)了？試著用這樣的句式來說一說。

師：剛才我們判斷這些物體運(yùn)動(dòng)時(shí)找的這些物體，科學(xué)上叫作“參照物”。參照物是事先假定為不動(dòng)的物體。

師：圖中的小朋友運(yùn)動(dòng)了嗎？

師：通過剛才的研究，對(duì)判斷物體是否運(yùn)動(dòng)你有了怎樣的經(jīng)驗(yàn)？（找一個(gè)參照物，如果相對(duì)于參照物的位置發(fā)生了變化，物體就運(yùn)動(dòng)了）

（二）引導(dǎo)學(xué)生探究參照物在判斷物體運(yùn)動(dòng)中的作用

師：看來，找到一個(gè)合適的參照物對(duì)于判斷物體是否運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要。這里有一輛校車，請(qǐng)大家判斷一下，校車在運(yùn)動(dòng)，還是向日葵在運(yùn)動(dòng)？

如果我們想做一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)來研究究竟誰在運(yùn)動(dòng)，你認(rèn)為都需要哪些材料？分別模擬什么？（小車——校車；筆——向日葵）

（生領(lǐng)材料、實(shí)驗(yàn)、填報(bào)告、匯報(bào)）

師：如果假定向日葵不動(dòng)，作為參照物，那么校車在運(yùn)動(dòng)；如果假定校車不動(dòng)，作為參照物，那么向日葵在運(yùn)動(dòng)。兩種判斷都是合理的。這里的真相究竟是什么呢？（PPT）在這個(gè)畫面上，我們怎么判斷向日葵在運(yùn)動(dòng)？如果把小轎車作為參照物，向日葵在運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？

師：同學(xué)們，研究先到這里。對(duì)于判斷物體的運(yùn)動(dòng)和靜止，你有什么收獲？（選擇不同的參照物，會(huì)影響到判斷物體是否運(yùn)動(dòng)的結(jié)論）

師：說得很好。課前我們聽到的那首歌中有兩句歌詞我不太理解。（PPT）為什么先說竹排在游，又說青山在走？能不能用今天學(xué)到的知識(shí)來解釋一下？把你的想法在小組里分享。

師：（PPT）這場景可以用哪句歌詞來描述？

（三）鞏固應(yīng)用

師：（PPT）藍(lán)天上有一架大飛機(jī)和一架小飛機(jī)，如果以藍(lán)天為參照物，大飛機(jī)和小飛機(jī)在運(yùn)動(dòng)嗎？如果以大飛機(jī)或者小飛機(jī)為參照物呢？

師：如果看到這樣的畫面呢？（以大飛機(jī)為參照物，小飛機(jī)是靜止的）

師：看來，選擇不同的參照物還會(huì)影響到判斷物體運(yùn)動(dòng)的方向和速度。

三、教學(xué)反思

從教學(xué)設(shè)計(jì)看，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都有特定的功能，都能解決某一個(gè)學(xué)生認(rèn)知上的問題。但是，當(dāng)這些教學(xué)情境串連起來后，卻發(fā)現(xiàn)整節(jié)課變得散亂不堪。學(xué)生看似經(jīng)歷了許多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，可是在每一個(gè)環(huán)節(jié)中都沒有卷入思考和探究。原本試圖讓學(xué)生通過主題圖的討論掌握判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法，進(jìn)而用這個(gè)方法進(jìn)入后面的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷。然而，教學(xué)中呈現(xiàn)的狀況證明學(xué)生并沒有很好地把這個(gè)方法在遇到真實(shí)問題的時(shí)候用起來?；蛟S，是老師以成人的眼光一廂情愿地幫學(xué)生設(shè)計(jì)好活動(dòng)的路線，卻沒想到孩子們并不打算按照那樣走，邊走邊低頭踢小石子的調(diào)皮樣子才是孩子們愿意接納的。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、方式和習(xí)慣不足以讓他們在每一個(gè)細(xì)碎的環(huán)節(jié)中都能有所收獲，更不能期望他們能把每一次獲得的經(jīng)驗(yàn)用在下一次的實(shí)際應(yīng)用中。

第二次教學(xué)實(shí)踐

一、教學(xué)思路

根據(jù)第一次的教學(xué)反饋，主要問題在于教學(xué)環(huán)節(jié)和場景過多，導(dǎo)致學(xué)生不能深入經(jīng)歷每一次的研究。因此，在第二次的教學(xué)中精簡環(huán)節(jié)，用大環(huán)節(jié)探究替換小環(huán)節(jié)研究。雖然環(huán)節(jié)空間變大了，導(dǎo)致教師對(duì)教學(xué)過程的把控難度加大，更需要教師及時(shí)捕捉學(xué)生在探究過程中的即時(shí)反映加以引導(dǎo)，但有利于學(xué)生對(duì)某一個(gè)主題進(jìn)行深入探討。用一天中的公園場景作為教學(xué)場景和情境，集中學(xué)生的注意力，著力研究公園場景中一些物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而重點(diǎn)部分還是放在公交車和向日葵的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的辨析上。

二、主要教學(xué)環(huán)節(jié)

（一）認(rèn)識(shí)參照物

師：讓我們一起走進(jìn)公園看一看，哪些物體運(yùn)動(dòng)了？你怎么判斷的？

師：要判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)，要找另一個(gè)物體來幫忙。一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置變化了，這物體就是運(yùn)動(dòng)的。（板書）還有什么物體運(yùn)動(dòng)了？試著用這樣的句式來說一說。

師：剛才我們判斷這些物體運(yùn)動(dòng)時(shí)找的這些物體，科學(xué)上叫作“參照物”。參照物是事先假定為不動(dòng)的物體。

師：公園里又有哪些物體在運(yùn)動(dòng)？你找的參照物是什么？

師：圖中的小朋友運(yùn)動(dòng)了嗎？

師：通過剛才的研究，對(duì)判斷物體是否運(yùn)動(dòng)，你學(xué)會(huì)了怎樣的方法？

（二）探究參照物在判斷物體運(yùn)動(dòng)中的作用

師：看來，找到一個(gè)合適的參照物對(duì)于判斷物體是否運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要。我們來試一試能不能用剛才所學(xué)的方法來解釋生活中的一些現(xiàn)象。在這個(gè)畫面上，是公交車在運(yùn)動(dòng)，還是向日葵在運(yùn)動(dòng)？

師：你能設(shè)計(jì)一個(gè)活動(dòng)來證實(shí)你的觀點(diǎn)嗎？可以用在紙上畫圖的方式，可以用手邊的物品模擬的方式，也可以和小伙伴一起情境表演的方式。

師：看來只要找到合適的參照物，兩種解釋都是合理的?，F(xiàn)在讓我們換個(gè)視角觀察這個(gè)場景，你能以其中的一個(gè)物體為參照物來判斷其他物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)嗎？

師：老師把大家的研究成果進(jìn)行了整理，大家有什么發(fā)現(xiàn)？

三、教學(xué)反思

教學(xué)環(huán)節(jié)經(jīng)過調(diào)整之后，果然不再出現(xiàn)學(xué)生探究過程中“東一榔頭西一錘”的蜻蜓點(diǎn)水般的情況。故事導(dǎo)入本課研究主題后，學(xué)生進(jìn)入早晨的公園，觀察老鷹、足球、鴨子等GIF動(dòng)畫，很容易發(fā)現(xiàn)這些物體在運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過對(duì)老鷹的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)討論，得出判斷物體運(yùn)動(dòng)的方法：找一個(gè)參照物，把該物體和參照物比照，如果位置發(fā)生變化，該物體是運(yùn)動(dòng)的。教師根據(jù)學(xué)生的總結(jié)板書“______相對(duì)于______的位置變化了，所以______是運(yùn)動(dòng)的?！边@個(gè)句式的出現(xiàn)為學(xué)生的描述理清了思路，更重要的是引出了“參照物”這個(gè)關(guān)鍵概念。接著，通過對(duì)鴨子和足球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，加深了對(duì)該句式的理解，也體會(huì)到找參照物的重要性。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)完全接納這種描述方式后，教師帶著學(xué)生進(jìn)入中午的公園場景，讓學(xué)生在小組中自己找參照物來描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這個(gè)場景中的三個(gè)環(huán)節(jié)是步步遞進(jìn)的，基本上解決了判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)方法的問題。

在教學(xué)重點(diǎn)環(huán)節(jié)中，設(shè)置了一個(gè)大的討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生根據(jù)自己原本的理解和判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法進(jìn)行辨析，找出判斷公交車和向日葵運(yùn)動(dòng)的依據(jù)。在教師的引導(dǎo)下，小組設(shè)計(jì)活動(dòng)來展現(xiàn)各自的觀點(diǎn)。由于找到了各自合適的參照物，使不同的觀點(diǎn)都得到了認(rèn)可。初步形成認(rèn)識(shí)：選擇了合適的參照物，兩種觀點(diǎn)都是合理的。這樣的認(rèn)識(shí)為后面理解運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性掃除了一些障礙。

但是，在教學(xué)中還是發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性接受程度不高，在面對(duì)許多日常常見的物體時(shí)，依然“頑固”地堅(jiān)持自己原有的認(rèn)識(shí)。造成這一現(xiàn)象的原因可能是教師在活動(dòng)設(shè)計(jì)的缺失，也可能是教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生的認(rèn)知水平提出了過高的要求。

【研究結(jié)論分析】

（一）科學(xué)概念的教學(xué)需要教學(xué)情境

教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)并不僅限于一節(jié)課的導(dǎo)入階段，教學(xué)情境應(yīng)該貫穿整節(jié)課的始終，讓學(xué)生的探究活動(dòng)置于一個(gè)完整、連貫、生活化的場景中。一個(gè)完整的情境可以減少探究過程中一些無關(guān)因素對(duì)學(xué)生探究注意力的影響。

比如，在第二次教學(xué)的第一階段，學(xué)生觀察早晨的公園，這個(gè)場景中設(shè)定了一個(gè)基本的畫面——草地、湖面和樹林構(gòu)成的立體背景。在這個(gè)畫面中增添了蘊(yùn)含了教師教學(xué)意圖的太陽、鴨子、老鷹和足球。當(dāng)學(xué)生在情感上將自己自覺地以這個(gè)畫面為環(huán)境之后，逐步開始和教師一起對(duì)太陽、鴨子、老鷹等物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的探究。在進(jìn)入第二階段后，公園中的草地、湖面和樹林沒有變化，使學(xué)生已感受到的畫面背景得到延續(xù)，通過太陽位置的變化和氣球、紙飛機(jī)等物體的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在穩(wěn)定基礎(chǔ)上突出探究對(duì)象的情境設(shè)置的目的。因此，通過兩次教學(xué)的比較發(fā)現(xiàn)，一個(gè)完整、連貫的教學(xué)情境對(duì)于營造學(xué)生探究活動(dòng)的舒適度是有積極作用的。

（二）科學(xué)概念教學(xué)的環(huán)節(jié)不宜過多

首先，教學(xué)環(huán)節(jié)的減少避免了學(xué)生在探究時(shí)頻頻切換“頻率”而造成的不適應(yīng)。在第一次教學(xué)中，教學(xué)環(huán)節(jié)比較多，學(xué)生在探究時(shí)需要多次從一個(gè)場景切換到另一個(gè)場景，每一次切換都需要學(xué)生花一定的時(shí)間去認(rèn)識(shí)、熟悉、適應(yīng)這個(gè)新場景。這對(duì)一部分思維積極反應(yīng)靈敏的學(xué)生來說尚且能接受，但是更多的學(xué)生會(huì)形成較明顯的不適應(yīng)。不同學(xué)生之間的反應(yīng)速度造成了進(jìn)入新環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的時(shí)間差，進(jìn)而出現(xiàn)“你不知道我在說什么”的現(xiàn)象，影響了探究的同步和質(zhì)量。而在調(diào)整之后的第二次探究中，學(xué)生不需要經(jīng)常轉(zhuǎn)換場景，同伴之間、師生之間的交流具有連續(xù)性，有效保證了思維的流暢，從而使交流的質(zhì)量得到保證。

其次，教學(xué)環(huán)節(jié)的減少可以讓學(xué)生更深入地進(jìn)行某一個(gè)問題的探究。這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)可以分成以下幾部分：感受到物體的運(yùn)動(dòng)判斷需要借助其他物體來描述；知道參照物；能利用參照物來描述、判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；能用判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方法辯證地分析一些物體的運(yùn)動(dòng)和靜止，知道以同一個(gè)物體作為參照物，不同物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是不一樣的，以不同物體作為參照物，同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可能是不一樣的；感受物體運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性。在第一次教學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)了比較詳細(xì)的環(huán)節(jié)，試圖通過各個(gè)擊破的方式，讓一個(gè)目標(biāo)在一個(gè)環(huán)節(jié)中得到解決，從而實(shí)現(xiàn)整體教學(xué)目標(biāo)。但是教學(xué)實(shí)踐表明，由于教學(xué)時(shí)間的限制，學(xué)生在每個(gè)小環(huán)節(jié)的活動(dòng)中沒有可能深入思考，所以形成的認(rèn)識(shí)較膚淺，導(dǎo)致在后面的應(yīng)用環(huán)節(jié)無法即時(shí)調(diào)用前面環(huán)節(jié)中獲取的方法經(jīng)驗(yàn)。

經(jīng)過調(diào)整后，把幾個(gè)小環(huán)節(jié)合并成一個(gè)大環(huán)節(jié)，使教學(xué)流程變得簡潔，學(xué)生有較充足的時(shí)間對(duì)某一個(gè)問題進(jìn)行深入思考、交流、辨析、總結(jié)。只有經(jīng)過充分的思考，才可能把課堂上觸及到的新觀點(diǎn)和自己原有的認(rèn)知進(jìn)行碰撞，真正實(shí)現(xiàn)由前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

因此，通過這節(jié)課兩次不同的教學(xué)后發(fā)現(xiàn)，科學(xué)概念教學(xué)需要構(gòu)建一個(gè)完整、連續(xù)、有趣、生活味濃的教學(xué)情境。在教學(xué)的環(huán)節(jié)設(shè)置上應(yīng)該宜少不宜多、宜大不宜小，盡可能保證學(xué)生思維的深度、廣度和效度。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]喻伯軍.浙江省中小學(xué)學(xué)科教學(xué)建議案例解讀（小學(xué)科學(xué)）[M].杭州：浙江教育出版社，2015.

[2]韋鈺，P·Rowell.探究式科學(xué)教育教學(xué)指導(dǎo)[M].北京：教育科學(xué)出版社，2005.

[3]劉沛生，姜允珍，張之仁，等.蘭本達(dá)“探究-研討”教學(xué)法及其在中國[M].武漢：崇文書局有限公司，2015.

（責(zé)任編輯：符 潔）