讓兒童“真刀真槍”地搞科學

2012年11月，在江蘇省“教海探航”征文活動頒獎大會上，筆者有幸受邀參加了主題為“不拘一格教科學”的青年教師同題會課活動。以下是筆者對自己課堂教學的反思，以呈現我對科學教學的理解。

片段一：方法引路，自主探究

師：同學們想不想親手試試？研究時觀察到了什么現象？產生了什么問題？可能與什么有關？又怎樣來證明？我們能不能小組討論、合作，通過自己的努力完成研究？

師：如果研究時有困難怎么辦？

生：小組里商量或者請教同學。

生：向老師請教。

師：這里有位好“老師”——研究記錄單。按研究記錄單步驟提示我們開展研究（指導探究流程）。

生：老師，球上沒有編號，弄不清是什么球。

師：問得好。第一步先把觀察到的現象畫下來，然后給這些球編號。如果浮的球，標幾號？

生：1號。

師：如果三只球中有兩只球浮，一只球懸浮，怎么編號？

生：應該標兩個1號、一個2號。

師：真聰明！……

（學生活動，教師了解各組研究情況，15分鐘后小組匯報交流研究情況。）

生：我們觀察到三個球分別在水中浮、懸浮和沉，我們的問題是為什么同樣的乒乓球在水中，有的上浮，有的下沉，還有的懸浮呢？我們的假設是可能與球的質量大小有關。用手感覺重量是不一樣的，拿桌上的電子秤稱，發現1號球的質量是31克、2號球是34克、3號球是46克。因為1號球是浮，2號球是懸浮，3號球是沉的，所以我們的研究結論是，球中液體重，球就沉，球中液體輕，球就浮。

師：真了不起！有假設，有驗證，有數據，有結論。

生：老師，我們的問題與他們一樣，但假設有兩個，一個是可能與球里液體的體積大小有關，另一個是可能與球里液體的質量有關。我們對比后發現乒乓球都是一樣的，它們都裝滿了液體，所以液體體積是一樣的。再用電子秤稱，1號球的質量是32克、2號球是34克、3號球是46克。我們的結論是：重量大的球沉在水底，重量小的浮在水面，重量不重也不輕的懸在水中。還有一個結論是，這是三種不同的液體。

師：真厲害，想到了比較體積大小。不錯，老師在三只乒乓球里注滿了液體。所以每只球里液體的體積應該是一樣的。

生：我們組的球是兩個裝的1號液體，一個3號液體。兩個1號液體都是31克、3號液體是47克。我們的結論和他們差不多，質量越大沉得越下，質量越小越往上浮。

師：現在能不能來解釋一下三種液體的沉浮狀態與什么有關？有什么關系？

生：三種液體的沉浮狀態與它們的質量大小有關，質量大的會在水中沉，質量小會在水中浮，質量中等的，會懸浮。

生（補充）：還與它們的體積有關。這里三種液體體積都是相同的，都是滿滿的一乒乓球。

師：說得好不好？（學生自發鼓掌）既然三種液體體積相同，我們簡稱同體積的液體。同體積的三種液體中，有一種是水，你認為是幾號？為什么？

生：我認為是2號，水在水中應該是停在水中間。

生：我覺得是3號，我以前玩過在瓶里裝滿水后，放在水里會沉下去。

師：究竟裝的是什么液體，讓我們來繼續研究。

反思：著名的科學教育專家劉默耕曾說過，讓學生“真刀真槍”地“搞科學”。“真刀真槍”強調的是兒童的親力親為，但并不是事事親歷。正如著名特級教師章鼎兒提出的要讓學生參與“典型的經歷活動”，這也是我為什么一節課花了二十多分鐘時間，精心設計一個完全自主的探究性活動的主要原因。自主探究不等于放任自流，探究前的討論、探究中的細節處理很重要。教師對學生探究中出現的狀況，一定要“胸有成竹”。比如，每個裝同種液體的球的質量誤差、電子秤的正確使用、學會給不同狀態的液體正確標序號等問題，這些必須考慮周全，才能經得起學生的“考問”。所以教師備課時做一做“下水”實驗是很有必要的。

片段二：逐層解疑，激活思維

師（拿出裝油和裝蜂蜜的杯子）：這三種液體在水中的沉浮情況是這樣的，在油中和在蜂蜜中情況會怎樣呢？小組討論，能不能試著解釋這樣的現象。

（教師演示，學生觀察現象，討論原因，嘗試解釋。）

生：我觀察到1號球在油中懸浮，2號球在油中沉到底下，3號球在油中也沉到底下。

生：根據三種液體在水中的沉浮狀態，我們小組認為1號球里裝的液體與油差不多，所以在油中懸浮，2號、3號球中的液體都比油重，所以在油里是沉的，要不然就會浮在油上。

師：同學們覺得他們的思考和推理能成立嗎？

生：能！

生：我們組觀察到1號球在蜂蜜中是浮，2號在蜂蜜中是浮，3號在蜂蜜中是懸浮。在油中是沉的，因為2號比同體積的油質量大些，所以沉在油里。3號沉，因為同體積的3號液體質量比油大，所以沉。

生：因為相同體積的1號液體質量比蜂蜜小，所以浮在蜂蜜上，而2號液體質量也比蜂蜜小，但比1號質量大，所以在蜂蜜中浮的程度與1號有所不同。

師：觀察得很仔細。能將前面的研究獲得的數據結合起來思考，真了不起！

師：根據我們的研究，你能再來猜一下1號、2號、3號分別是什么液體嗎？為什么？

生：我認為1號是油，2號是水，3號是蜂蜜。因為三種相同體積的液體中，3號質量最大，在水和油中都是沉的。在蜂蜜中是懸浮，說明與蜂蜜差不多，可能是蜂蜜。1號最輕，在水、蜂蜜中都是浮的，在油中懸浮，說明可能是油。

（眾生點頭，表示肯定。）

師：大家這么肯定？想不想親眼瞧瞧，乒乓球里究竟是什么液體？

（演示從乒乓球里倒液體的方法，學生活動，自主揭秘。）

師：現在我們知道1號、2號、3號分別是什么液體？

生：1號是油，2號是水，3號是蜂蜜。

師：現在讓我們來觀察倒入試管里的混合液，發現了什么？為什么會這樣？

生：試管里出現了分層。最上面的是油，因為它最輕，中間的是水，質量中等，最底下的是蜂蜜，因為蜂蜜最重。

生：液體的沉浮情況與質量大小有關。

反思：“真刀真槍”就是要關注真實情境中兒童的科學學習狀態，在探究過程中不斷發展兒童的科學思維。科學思維包括兒童的科學思維意識、思維方法和思維品質等方面。從三種液體在水中的沉浮狀態研究，到在油中和蜂蜜中的沉浮狀態研究，步步深入，學生思維的聯結點一個個被激活，通過對現象的觀察、思考與辨析，發現液體沉浮規律。以猜測球里裝的是什么液體為主線，根據對裝有不同液體的球在水中的沉浮狀態的觀察、比較、思辨，逐步揭秘球里液體，最后親眼驗證，而試管內的混合液分層現象，則再次印證了液體的沉浮規律。

綜上，“真刀真槍”必須蘊含教學目標的達成。實現目標的載體是為兒童精心創設的典型探究活動。不斷優化兒童親歷的典型探究活動，是構建兒童化科學課堂的重要努力方向。

一、科學概念體系的理解

研究物體的浮力，涉及力、密度、質量等有關概念，要對這些概念及它們之間的聯系進行梳理。本節課通過研究讓學生明白，在體積相同的情況下，不同的液體在同種液體中的沉浮狀態與其質量大小有關。

二、探究活動設計的定位

這節課的前二十分鐘設計成全開放的學生自主探究活動，探究同體積三種液體在水中的沉浮現象。先組織學生對記錄單上的探究流程解讀，明確探究的目標和方法，商討遇到困難的處理辦法等，滲透科學方法的培養和探究前的必要引導，可以讓探究更具效率。接著把大塊的時間留給學生“真刀真槍”地搞科學，學生忙得不亦樂乎。測量質量后，肯定了這是三種不同的液體，接著則進一步探究同體積的三種液體在油中、在蜂蜜中的沉浮情況，發現沉浮規律，最后由液體的沉浮現象拓展至氣體的沉浮現象，從課內延伸到課外。

三、材料制作和呈現的優化

1.探究材料要生活化、趣味化。研究液體的沉浮，用什么來裝液體比較恰當呢？首先想到的是塑料袋，嘗試后發現不易操作，難以注滿，而且透明，會降低趣味性。而乒乓球除具備塑料袋所不具備的優點外，相同體積也變得容易控制。

2.探究材料的不斷優化。先在乒乓球上打一大一小兩個孔（考慮揭秘時里面的液體能快速倒出來），先封一個孔，再開始注液體。用什么封口呢？用透明膠帶，但膠帶碰到油就脫膠，容易滲透。后來我們想到用熱融膠封口，就像一個塞子，密封效果好，也容易拔出。

3.探究材料在呈現時，可以提供不同結構的材料。如6個小組中，有兩個組是不一樣的：有的組2個球懸浮1個球浮，有的組2個球浮1個球沉，有的組2個球沉1個球懸浮。這樣呈現，增強了探究活動的豐富性，有利于拓展外延，培養學生的觀察力和科學思維方法。■

（作者單位：江蘇省金壇市金城鎮中心小學）