理性處理“意外” 引領(lǐng)學(xué)生建構(gòu)概念

◇王小琦（山東：濱州市濱城區(qū)教學(xué)研究室）

《空氣能占據(jù)空間嗎》是教育科學(xué)出版社3年級上冊的教學(xué)內(nèi)容，雖然說空氣占據(jù)空間的實驗是經(jīng)典的實驗，但探究實踐中的過程通常會出現(xiàn)“意外”現(xiàn)象，下面就以這三種場景為例，談一談自己的看法。

“意外”一：有觀察，沒判斷

情景描述：引領(lǐng)學(xué)生做完“壓杯入水”實驗（在水槽的水面上撒一些泡沫塑料，然后把杯底粘有紙團(tuán)的杯子慢慢豎直倒扣在水里，觀察現(xiàn)象）后，教師提問觀察到了什么、還有什么發(fā)現(xiàn)時，學(xué)生能夠描述所觀察到的現(xiàn)象——杯子底部的紙團(tuán)沒有濕，但當(dāng)老師追問為什么紙團(tuán)沒有濕時，所有的學(xué)生都沉默了。

原因分析：學(xué)生不能從所觀察到的現(xiàn)象中進(jìn)行思考問題，不能做出相應(yīng)的判斷與解釋。教材中的實驗“在水槽水面上撒上泡沫塑料塊”，目的是利用泡沫塑料塊位置幫助學(xué)生觀察容器中水位的變化，一則是將學(xué)生的思維點引向“空間”，二則是引領(lǐng)學(xué)生判斷水是否進(jìn)入倒扣的杯中。教師忽視了這個基礎(chǔ)，缺少引領(lǐng)學(xué)生對現(xiàn)象進(jìn)行分析、推理步步深入的過程，不僅對于空氣占據(jù)杯子空間的認(rèn)識不順利，還會把學(xué)生引進(jìn)思維的死胡同。

處理策略：指明方向，激發(fā)思維

首先依據(jù)學(xué)生觀察到的事實，將思考聚焦到“空間”上，教師需要根據(jù)學(xué)生的觀察順勢提問。當(dāng)學(xué)生將粘有紙團(tuán)的玻璃杯豎直倒扣進(jìn)入水槽后，會觀察到那些小的泡沫塑料塊有些浮在水槽的水面上，有些會進(jìn)入倒扣的杯子里。根據(jù)學(xué)生觀察到的現(xiàn)象，教師應(yīng)進(jìn)一步提問：還觀察到了什么？學(xué)生會描述：浮在水槽中的泡沫塑料塊的位置在扣入水杯里的泡沫塑料塊的位置不在同一水平高度；杯子扣到水里的時候泡沫塑料塊的位置比原來高出一點。這時教師繼續(xù)提問：是這樣嗎？哪些小組也觀察到這樣的現(xiàn)象？以了解全班同學(xué)所觀察現(xiàn)象并將問題指向“空間”概念的建構(gòu)上。

其次順著學(xué)生思維發(fā)展的路徑繼續(xù)提問，認(rèn)識到空氣占據(jù)了空間。教師進(jìn)一步提問：有的小組發(fā)現(xiàn)在玻璃杯里的泡沫塑料塊的位置比較低，這怎么解釋？學(xué)生在這樣的問題下會觀察會思考，意識到泡沫塑料塊會隨著水的位置而變化，泡沫塑料塊在低處說明水沒有占據(jù)杯子內(nèi)更多的空間。教師繼續(xù)順勢提問：為什么水進(jìn)不到杯子里？杯子里面有什么？學(xué)生就會想到是空氣占了杯子的空間，水才進(jìn)不去的。這樣根據(jù)學(xué)生觀察到的現(xiàn)象，順著學(xué)生思維發(fā)展的路徑不斷提問，既科學(xué)機智地處理了課堂上的冷場“意外”，又輕松地構(gòu)建了本課的科學(xué)概念。

改進(jìn)后情景：當(dāng)學(xué)生們進(jìn)行實驗后，教師提問：觀察到了什么現(xiàn)象？同學(xué)們分別描述所觀察到的現(xiàn)象，最終將這些現(xiàn)象聚焦到了杯子內(nèi)的紙團(tuán)沒有濕；杯中的泡沫碎料塊和杯外的泡沫塑料塊不在同一水平線上，且在杯子里的泡沫塑料塊處在低處。這時教師追問，為什么這里泡沫塑料塊的位置低？這說明杯中的水在哪里？為什么？學(xué)生短時間思考后回答：水在較低的位置，是空氣占了杯子的空間；水進(jìn)不到杯子里，紙就沒有濕。

“意外”二：有思考，不深入

情景描述：引領(lǐng)學(xué)生在杯底扎一個小孔，再把杯子壓入水中，仔細(xì)觀察有什么變化。活動后，教師提問：在實驗中都觀察到了什么？學(xué)生們回答道：水進(jìn)入了杯子；水慢慢進(jìn)入杯子，能到杯子的底部，到杯子底部的時候，杯底的紙團(tuán)就濕了。當(dāng)老師追問為什么水能占據(jù)杯子的空間時，學(xué)生又沉默了。

原因分析：學(xué)生對“水能占據(jù)空間”的概念在實驗前早就形成了，如果這個活動僅僅要學(xué)生有這樣的認(rèn)識就層次太低了。這個活動依然是借助水來認(rèn)識空氣的，并且是要在認(rèn)識它們占據(jù)空間時感受水和空氣的相同與不同，也就是液體和氣體的一些不同。從學(xué)生的描述看，學(xué)生的關(guān)注點僅僅在于水是否進(jìn)入杯子，而對空氣跑出杯子的時間、空間都沒有察覺到，從而缺少了對水、空氣的占據(jù)杯子空間與騰出杯子空間建立聯(lián)系的節(jié)點。

處理策略：全面觀察，邏輯推理

首先在學(xué)生動手操作之前，教師要求學(xué)生們仔細(xì)觀察實驗中的現(xiàn)象，特別是要注意做到將打孔后的杯子扣入水中時既要仔細(xì)看杯子里是否有水進(jìn)入，還要借助于手或皮膚感知杯內(nèi)空氣跑出時的感觸。其次，在全班交流時，充分展開對空氣跑出、水進(jìn)入現(xiàn)象發(fā)生時間、感受的鏈接與邏輯推理。

改進(jìn)后情景：當(dāng)實驗完成后，教師詢問大家：“在剛才的實驗中，看到了什么？”學(xué)生描述了所觀察到的現(xiàn)象后，老師沒有馬上追問原因，而是提出：“當(dāng)你的手指放在小孔上有什么感覺？”學(xué)生們很興奮地說：“我感覺有小風(fēng)”；“我感覺空氣跑到我手指頭上了，還癢癢的”；“我感到有一絲絲空氣跑出來了”。這時老師才問：這說明了什么？有了這些形象的事實鋪墊，同學(xué)們馬上想到并表達(dá)出：空氣從小孔里往外跑，水就向里進(jìn)，它們是同時的。水和空氣都能占據(jù)空間，它們都會流動，空氣流出去，水流進(jìn)來。

“意外”三：操作失誤放棄分析

情景描述：用打氣筒連著球針，讓學(xué)生從杯底小孔向杯中打入一些空氣?；顒右婚_放，學(xué)生們就活躍起來了，更多同學(xué)對操作打氣筒充滿了愿望，有兩個小組在實驗操作時，杯子翻在水槽中。當(dāng)教師提問實驗中有什么發(fā)現(xiàn)時，小組同學(xué)說因為操作失敗了，沒有進(jìn)行觀察和思考，這樣教學(xué)活動就處在中斷狀態(tài)。

原因分析：學(xué)生對實驗操作的興趣遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對實驗觀察的興趣，在積極主動獲取操作機會時小組成員的合作操作沒銜接好時，實驗操作容易發(fā)生意外，但意外不等于實驗失敗，在意外的實驗操作中也會有現(xiàn)象出現(xiàn)，這些現(xiàn)象也指向了水和空氣交換空間的事實，可以順應(yīng)學(xué)生此時的發(fā)現(xiàn)來組織交流活動。

處理策略：依據(jù)現(xiàn)象順勢分析

首先依據(jù)實驗中發(fā)生的現(xiàn)象來組織交流。學(xué)生們的實驗無論是成功還是失敗，都會有杯子中的空氣跑到水槽中的過程，同時水也進(jìn)到杯子里。學(xué)生們會看到有氣泡冒出，或聽到氣泡聲、水進(jìn)入杯子的聲音，也會看到有水灌入杯子的過程。其次在學(xué)生交流后要引發(fā)學(xué)生思考：在實驗中，杯子中的水和空氣發(fā)生了什么變化？它們能占據(jù)空間嗎？說說你的看法和理由。

調(diào)整后情景：當(dāng)學(xué)生說明實驗失敗后，教師說這也不一定就失敗了，先說說看到了什么吧。同學(xué)們有的說：我們小組向杯子打氣時杯子在水里翻了，歪到了一邊兒，水也跟著進(jìn)去了。有了這些共識后，老師提問：這些現(xiàn)象說明了什么？有的同學(xué)們回答道：空氣和水都能占據(jù)空間，要么水占據(jù)空間，要么空氣占據(jù)空間，必須有一種物質(zhì)占據(jù)這個空間；還有的說：空氣和水都能占據(jù)空間，都能流動；空氣和水都能占據(jù)空間，都能流動，但它們的流動不一樣，空氣能向上從上面的孔里流出去。正是有了豐富的信息，學(xué)生在觀察過程中潛意識里對空氣的跑出現(xiàn)象和水進(jìn)入杯子的現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析，認(rèn)識到空氣的確能占據(jù)空間；還認(rèn)識到空氣的可向上流動的特點。

小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)是以學(xué)生實踐活動為基礎(chǔ)的，在這個過程中往往出現(xiàn)“意外”，教師應(yīng)該關(guān)注這些“意外”，根據(jù)學(xué)生的真實情景，從中找到突破口，靈活采用合理策略，方能幫助學(xué)生突破認(rèn)識障礙，有效建構(gòu)科學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。