“環(huán)形山”教學中發(fā)展小學生科學思維的策略

■王文婷

隨著科技發(fā)展，學生可以從各種媒體接觸到“地球”“太陽系”“日食”等相關知識，對神秘宇宙有著強烈的探究欲望。但是，科學教師在面對教科版六年級下冊“地球與宇宙”部分時，總會有無處下手的感覺。這不僅是因為實驗材料的準備有著種種的困難，而且這一部分的教學內(nèi)容對學生來說抽象、難度大、遠離生活，導致科學課堂教師教得辛苦，學生學得無趣。因此，教師要學會對教材進行抽絲剝繭，化復雜為簡單，重新點燃學生的求知欲，讓學生經(jīng)歷完整的認知過程，提升科學思維能力，這遠比告訴學生一些冷冰冰的結(jié)論、僅僅建立概念認識更重要。

一、引入環(huán)節(jié)聚焦，為思維推進做鋪墊

很多教師為了使課堂顯得熱鬧，通常采用一些費時耗力、華而不實的引入方法，白白浪費了課堂寶貴的時間，這樣做常常還會分散學生的注意力。因此，我們提倡在明確本課重點目標的基礎上，教師要通過引入環(huán)節(jié)有效聚焦，并緊抓學生思維難點，在引入環(huán)節(jié)巧妙地為突破這一難點做好鋪墊，為學生后續(xù)的科學思維的激活奠定好的基礎。

師：自古以來，人們對月球有著無限遐想，因此有了“舉頭望明月，低頭思故鄉(xiāng)”的情感。但是，當科學家伽利略第一次用望遠鏡觀測月球時，當人類第一次登上月球時，月球的神秘面紗于是就這樣被揭開了。課前老師讓同學們收集了關于月球的一些知識，誰來說說？

生1：月球引力大約是地球的六分之一。

生2：月球無水無空氣。

生3：月球晝夜溫差大。

師：月球表面的土壤和地球上的一樣嗎？

生4：月球土壤是由巖石碎屑和塵埃組成的。

生5：月球的地形地貌是環(huán)形山和月海。

師：剛才有同學提到了環(huán)形山。什么是環(huán)形山??？它和地球上的山峰一樣嗎？（板書課題：環(huán)形山）

生：不一樣。

師：有什么特點？（兩分鐘時間）小組內(nèi)說說月球山環(huán)形山的特點。

……

師：誰來說說環(huán)形山有什么特點？

生1：圓的。

生2：很多。

師：你們知道月球到底有多少個環(huán)形山嗎？總共有5萬多個。

生3：散亂，分布沒有規(guī)律。

生4：有大的也有小的，大小相差很大。

師：（指著照片）果然大小不一樣，最大的是貝利環(huán)形山，直徑達200多千米，可以把海南島裝下。

生5：有的深、有的淺。

師：嗯，沒錯，最深的環(huán)形山是以一位偉大的物理科學家牛頓命名的，深達8000多米。同學們真棒，發(fā)現(xiàn)了這么多特點！

分析：引入環(huán)節(jié)中的“回顧舊知——關于月球的相關知識”和“觀察歸納環(huán)形山的特點”，不是簡簡單單地走個過場，而是為之后學生有依據(jù)地進行“環(huán)形山成因”的推測、科學合理地選擇模擬實驗材料奠定好了思維基礎。在認識環(huán)形山特點的過程中，我用多媒體出示一組月球遠近的照片，這樣鮮明的圖片，學生能夠直觀感受到月球上基本的地貌是環(huán)形山，同時還能分析得出很多環(huán)形山的特點，此時我再適當補充環(huán)形山的一些知識。在此環(huán)節(jié)中，學生對環(huán)形山的研究興趣已經(jīng)最大可能地激發(fā)出來了，并且也具備了后續(xù)學習的相關基礎，這樣的引入，是切實有效的。

二、預測環(huán)節(jié)互動，訓練學生的科學思維

預測和推斷是科學探究過程中很重要的一個環(huán)節(jié)?！暗厍蚺c宇宙”這一部分的教學，更是離不開大膽的猜測，當學生面對一些天文現(xiàn)象時，我們要鼓勵學生根據(jù)現(xiàn)象、特點推測形成的原因，大膽表達自己的觀點。但在這一部分問題的推測中，學生擁有的生活經(jīng)驗或已有認知少，很難做到有依據(jù)地進行推測，他們不會在推測中去思考各種觀點的可能性，不少的推測環(huán)節(jié)最后變?yōu)榱颂祚R行空、不著邊際的幻想。

在“環(huán)形山”試講過程中，有這樣一幕——

師：誰來分享下小組討論的成果，每個小組只說猜測的其中一個成因，其他小組做好補充的準備哦！

生1：隕石撞擊。

師：有其他的猜測嗎？

生2：火山噴射。

師：仔細看看環(huán)形山還真有點像火山口呢！有不同的猜測嗎？

生3：太陽風暴。

師：還有嗎?

生4：登月艙留下來的痕跡。

師：有這個可能嗎？

生4：我覺得有啊。

師：還有其他的猜測嗎？

生5：外星人的基地。

分析：沒有任何鋪墊，讓學生天馬行空地猜想環(huán)形山形成原因，學生會提一些異想天開的想法，不難看出學生在提出這些想法時，是完全沒有去思考他的依據(jù)，一味力求與眾不同，違背了科學預測的初衷。教師也會因此處于兩難的境地，打斷否定可能會嚇退學生，置之不理可能會偏離科學的軌道，怎么辦？

在第二次試講中，我加大這一環(huán)節(jié)中教師的引導。引導學生利用之前分析環(huán)形山的特點和月球山的環(huán)境特點進行預測，并巧妙地利用師生追問、生生互動的方式，很好地避免了“胡亂式預測”的情況發(fā)生，找回了真正的科學預測，課堂情境如下——

師：那這么特別的環(huán)形山是從何而來的？是不是我們?nèi)祟惖牡窃屡撨z留下來的痕跡??？

生：不是，怎么可能有這么多嘛。

師：誰來分享下討論的成果，注意只說猜測的其中一個成因，其他同學做好補充的準備哦！

生1：隕石撞擊。

師：你是怎么想的？

生1：用石頭撞擊泥土會有一個坑。

師：好像是！老師也有類似的經(jīng)歷。有沒有同學也覺得是隕石撞擊，但是有別的想法的？

生：因為宇宙中有很多隕石，其他星球也有隕石撞擊形成的坑。

師：你的科學知識真多！聽同學們這么說，老師也覺得似乎隕石撞擊好像有可能形成環(huán)形山，但是只有這一種可能嗎？還有不同于隕石撞擊的，其他的猜測嗎？

生2：火山噴射。

師：你的想法又是怎么來的？跟大家分享一下。

生2：環(huán)形山的形狀像火山口。

師：仔細看看還真有點像，有沒有同學也覺得是火山噴射，有自己的理由的？

生：火山爆發(fā)也會形成這種坑洞。

師：還有沒有其他的可能？

生3：月球本身就有的。

師：為什么這么說呢？

生3：地球上也有這種本身形成的山脈。

師：還有嗎?

分析：我在這一過程中充分鼓勵學生大膽地猜測，并啟發(fā)學生任何猜想都要有一定的依據(jù)。但在學生的猜測中，有部分是根據(jù)環(huán)形山的特點，有部分是根據(jù)月球本身的環(huán)境，也有的是胡亂憑空猜想的、沒有依據(jù)的。針對這些猜測我借助生生互動，進行補充或者是質(zhì)疑，將最有可能性的保留下來，一般是隕石撞擊、火山噴射、月球本身形成的這三個猜測，還能營造出科學的氛圍，為后面的教學做好鋪墊。

三、動手前先動腦，強化學生思維的周密

由于受知識經(jīng)驗和能力的限制，學生考慮問題往往缺乏周密性。在“地球與宇宙”這一部分通常采用模擬實驗的探究方式，在圍繞模擬實驗選用什么材料時，學生提出的往往是片面的、不完善的，缺乏科學性。

為了使學生的思維從模糊走向清晰，需要引導學生完善實驗材料來發(fā)展他們的思維。

師：今天我們先用一些材料模擬隕石撞擊是否能形成環(huán)形山。問題來了，用什么材料才能模擬出這么特別的環(huán)形山呢？

生：用橡皮泥做成球形當作月球，用石頭當作隕石撞擊。

師：還有其他的想法嗎？

生：用沙當作月球的表面的土壤

師：這里有兩個想法來模擬月壤，一個是用橡皮泥，一個是用沙，哪個更好呢？原因是什么呢？

生：沙，因為月球表面土壤是由塵埃和巖石碎屑組成的。

分析：教科書中的設計是先讓學生看環(huán)形山的照片，然后通過自己動手造一座相類似的環(huán)形山來猜想環(huán)形山的成因。在這個過程中學生可能會使用各種方法來造出類似的環(huán)形山，這無形中會增加教師課前實驗材料準備的難度。而且此設計的重點是在“造”環(huán)形山，對于選擇實驗材料和如何做實驗學生沒有經(jīng)過周密、科學的思考，而是簡單地認為只要造出來就行了，學生的科學思維能力并沒有得到預期的提高。因此我設計的是在做模擬實驗前不是直接地呈現(xiàn)實驗材料，而是讓學生在動手前經(jīng)過一番自己的思考，訓練學生的科學思維能力。

四、關注實驗事實，質(zhì)疑中更深入反思

《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確指出，要讓學生在獲得知識的同時能“形成尊重事實，善于質(zhì)疑的科學態(tài)度”，“不迷信權(quán)威”，“在科學學習中能注重事實”，那么教師在教學過程中就要以此為目標進行指導，尤其在“地球和宇宙”這一部分的內(nèi)容中，不少的模擬實驗無法模擬出最為真實的情境，實驗中會存在一些無法解釋的現(xiàn)象，引導學生去質(zhì)疑，也是培養(yǎng)學生科學思維應該關注的方面。

師：（展示老師現(xiàn)場拍攝的學生造的環(huán)形山情境）看著同學們造的環(huán)形山，老師還真以為拍攝到月球的表面了呢？現(xiàn)在發(fā)表一下你們對“隕石撞擊”這一推測的看法。

生1：看起來隕石撞擊好像有可能形成環(huán)形山，形狀很像，有大小，深淺也不同。

師：那是不是就能證明環(huán)形山是隕石撞擊形成的？

生1：不能。

師：造環(huán)形山的過程中有沒有什么疑問？

生1：為什么在環(huán)形山看不見隕石？

師：對啊，從照片里看我們可沒發(fā)現(xiàn)隕石哦！

生1：隕石撞擊后，碎在環(huán)形山里了。

師：要是你有機會登上月球，你會去尋找什么證據(jù)去證明你的猜想？

生1：要是環(huán)形山內(nèi)的表層土壤的成分和下層的不一樣，就有可能是隕石碎在里面了。

師：哇，你為科學發(fā)展提供了很有價值的參考哦！隕石為什么不見了，還有沒有其他原因呢？

生2：隕石直接撞進去了。

師：要是你有一臺登月探測器，會去找什么證據(jù)??？

生2：看看環(huán)形山內(nèi)部有沒有隕石。

師：你也為科學發(fā)展貢獻了一分力量！還有嗎？

生3：隕石撞擊后彈走了。

師：很有創(chuàng)意，很有想法哦！不過你要是能到宇宙去尋找證據(jù)，你的工作可不容易哦！為什么呀？

生3：要在茫茫宇宙中到處尋找合適的隕石，難度很大。

師：除了對隕石不見這個存在疑問，還有別的疑問嗎？

生：為什么月球上沒有裂痕？

師：確實沒看到裂痕，這又是因為什么呢？

生：月球表面是由巖石碎屑和塵埃組成的，因此看不見裂痕。

分析：學生在討論、交流、回答問題時往往是他們科學思維活動最活躍之時，也是培養(yǎng)他們科學思維能力最好之時。因此，我對教材中造山活動結(jié)束的處理作了一些調(diào)整和改動，力求更好地體現(xiàn)本部分教學可以挖掘的一個價值——質(zhì)疑，即培養(yǎng)學生“進一步質(zhì)疑的態(tài)度和能力，更好地滲透證據(jù)意識”：在造環(huán)形山活動結(jié)束后，我引導學生將自己造的環(huán)形山與科學家們拍攝到的環(huán)形山的照片相比較，發(fā)現(xiàn)差異繼而思考、質(zhì)疑猜測，又培養(yǎng)學生知道應如何進一步尋找證據(jù)來驗證自己的猜想，進而激發(fā)學生更深入探究的欲望。

五、結(jié)束環(huán)節(jié)激趣，于疑惑處主動學習

“地球與宇宙”這一部分比較特別，不像“日食和月食”那樣會有一個很明確的結(jié)論。在學習宇宙這個單元時，有些知識已經(jīng)被科學家證實了，學生只要經(jīng)歷驗證的過程，就可以歸納出結(jié)論。但是，科學家探索浩瀚宇宙部分的知識和環(huán)形山知識還存在著證據(jù)不足，無法充分地證明這類知識的準確性，處于假說階段。那么，學生學完這節(jié)課后很有可能會疑惑為什么沒有結(jié)論?？茖W教師的任務就是要激發(fā)學生進一步探究的欲望，在學生的心靈中埋下科學思維的種子，讓它生根發(fā)芽。

師：看來大家對隕石撞擊還存在著一些疑問，那火山噴射和月球本身形成這些猜測有沒有可能性呢？同學們課后可以運用我們今天所學的方法繼續(xù)去探究。事實上人類一直都沒停止過對月球的探索，例如，現(xiàn)在的探月工程。老師希望同學們有一天真的可以登上月球，繼續(xù)尋找月球更多的奧秘,比如今天說到的月海，它的成因又是怎樣的，都有待大家去揭開。課后有興趣的同學還可登錄相關網(wǎng)站了解月球更多的知識。

分析：好奇是學生的天性，興趣是學生最好的老師?！暗厍蚺c宇宙”這一部分就是要培養(yǎng)學生繼續(xù)學習的興趣。我利用這些無法驗證的猜想、無法解釋的事實，作為學生科學探索道路上最好的向?qū)В顚W生進一步探究。

培養(yǎng)學生的科學思維能力是一個長期而系統(tǒng)的工作，以上只是我在教學中的幾點體會。教無定法，貴在得法，我們只要以培養(yǎng)科學素養(yǎng)為目標，真正地發(fā)展學生的科學思維，使學生掌握探究學習的方法，學會自行獲取知識，成為學習的主人，就能為學生的終身幸福奠定堅實的基礎。