孫靜妮

《使沉在水里的物體浮起來》是蘇教版《科學》三年級下冊“固體和液體”單元的最后一課。本課圍繞“怎樣才能使沉在水里的物體浮起來”這個問題，安排了橡皮泥和鋁箔的沉浮、潛水艇的沉浮、雞蛋的沉浮等探究活動，引導學生發現沉浮的奧秘。那如果換個角度“問”沉浮，研究“怎樣使浮的物體沉到水里”，這樣的教學設計有何不同？是不是也有價值呢？下面我們就從另一個角度來看“沉浮”問題。

一、不同的組織內容

研究怎樣使物體“由浮到沉”，那切入點就與蘇教版教材相反，主題應該是“使浮著的物體沉到水里”，并且是聚焦“改變物體重量達成改變物體沉浮”這一個方法，展開對沉浮現象的研究。要知道沉浮條件受兩個力的影響：重力和浮力。這兩個力的大小決定了物體在水中的運動狀態。在浮力和重力兩個因素之間，浮力相對復雜（涉及液體密度、排水體積等因素），這些對三年級的學生來說是非常抽象且難以“具體化”的概念。而重力因素則可以具體化為“物體的重量”，且“重量”一旦決定，在整個沉浮過程中基本不發生改變，而浮力則在不同的“狀態”、不同的“過程”中始終發生變化。基于沉浮條件的復雜性和學生已有的知識經驗基礎，要使浮著的物體沉到水里的話，選擇從“重力”因素入手更合適。

二、不同的結構性材料

研究怎樣使物體“由浮到沉”，那實驗材料就由下沉物變為漂浮物，整節課應該從漂流瓶開始。為什么先想到研究漂流瓶呢？不僅因為這是學生日常生活中常見的物理現象，更重要的是帶蓋漂流瓶的狀態正好是“浮力”和“重力”兩力平衡的狀態。只要打破平衡，就會看見沉浮的變化。同時，也能在操作中通過物體重量改變的程度，達到對物體沉浮改變程度的控制，并且能清晰地向學生呈現這個變化過程。因此，改“使沉在水里的物體浮起來”為“使浮的物體沉到水里”，從學生熟悉的經驗出發，把下沉物的研究改為漂浮物的研究。這樣對教學內容進行調整重組，不僅符合學生的認知水平，更降低了學生的內在認知負荷。要知道認知負荷與學習材料的難度和學生的經驗有關，一般來說是難以改變的。但通過對學習材料進行重新整合而優化，同時盡量關注學生已有的經驗水平，將所涉及材料的認知范圍設置在“最近發展區”之內，可以有效實現內在認知負荷的合理化。

三、不同的教學活動

根據“怎樣使浮的物體沉到水里”這一問題調整后的教學流程如下：

基于現象提出問題——如何讓浮的瓶子沉到水里？學生假設后，通過實驗搜集證據證實自己的假設，通過集體討論形成共識——給瓶子加重，可以讓瓶子沉到水里。

應用“加重使浮的物體下沉”這個規律來解釋周圍的世界，在解釋過程中提出“如何讓瓶子（潛水艇）懸浮在水中”這個任務，通過動手操作和研討，發現除加重可以使瓶子下沉外，減重能使瓶子上浮這個規律。

通過解釋“潛水艇的沉浮”來鞏固“重量改變沉浮”的理解，在模型潛水艇上浮下沉的操作中再提出新任務——實現一個不用依靠“外部設備”進行加重減重完成沉浮。

對老師提供的“滴管潛水艇”進行原理的再發現——滴管中水的多少決定了滴管的重量，從而造成了“滴管潛水艇”的沉浮。

利用筆蓋、橡皮泥、礦泉水瓶等材料，參考“滴管潛水艇”樣例，做一個利用所學“原理”的沉浮玩具。

四、不同的認知邏輯

物體在水中的狀態有三：浮、沉、懸。“浮”是物體在這節課的初始狀態;“沉”是簡單任務;“懸”是高階任務。然而這些沉浮現象的研究并不是割裂開來的教學活動，而是環環相扣，螺旋上升，有其內在的邏輯順序。這種層層推進的教學活動有利于學生思維的深化發展。課從“浮”入手，引入“如何讓漂流瓶沉到水里去”這個話題，引導學生在假設并實驗驗證后，初步發現“沉”的原理——加重使浮的物體下沉。然后，在應用原理解釋的過程中，進一步提出“如何讓瓶子（潛水艇）懸在水中”這個現實任務，揭開“懸”的奧秘——加重，下沉;減重，上浮。當然課不能停留在這里，而是進一步要求學生設計“不需要補給設備的潛水艇”，而后的“滴管潛水艇”和“筆蓋潛水艇”都是對沉浮條件的運用。從浮到沉，從沉到懸，這是一條符合學生認知規律的邏輯主線，為學生提供了由易到難、由淺入深的“棋譜”，推進概念由小到大，由詳細到概括，由具體到抽象，為學生搭建思維的階梯，讓他們的思維逐步走向深入，走向深刻，走向深度。

通過比較可知，“使沉在水里的物體浮起來”與“使浮著的物體沉到水里”，是兩種不同的教學設計，分別基于不同的研究問題，設計不同的學習活動，蘊含著不同的組織線索和思維邏輯。但它們都源于一個助推思維發生的“好問題”——如何改變物體的沉浮。小學階段的“沉浮”研究，并不是為了解決“誰主沉浮”的問題，更多的是通過外在、直觀的聯系去理解和認識“沉浮”現象。研究“如何改變物體的沉浮”的問題，就是從變化中去體驗聯系、發現規律的過程。

由此可見，“好問題”是深度學習發生的基本前提，它打破學生頭腦中的平靜，誘發學生深層次的思考和持續的探究，使學生真正理解所學。因此，我們需要設置一些有思維力度的“好問題”，這個問題既能激發和推進學生的自主學習，又能整合學習重點和關鍵內容，與學生的生活實際和思維水平密切相關，還能貫穿整節課的問題。圍繞“科學大概念”來組織教學，應該從問題開始，這個問題具有根本性、綜合性、生活性和統攝性的特點，更多關注教學目標與發展大概念之間的聯系，讓學生沿著概念抽象程度不斷提升的步驟前進，把學習組織為趨向大概念的、連續的、聯系的學習過程。