


《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:科學(xué)課堂要基于學(xué)生的認知水平,聯(lián)系學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗,引領(lǐng)兒童從探究活動中主動建構(gòu)科學(xué)概念。小學(xué)科學(xué)課程如何從不同年齡段兒童的視角開展適合兒童發(fā)展的教學(xué),是每一個教育人都必須慎重考慮的問題。筆者在研磨新版教科版《科學(xué)》三年級上冊《水結(jié)冰了》一課的歷程中,嘗試從多個角度探索從中段兒童的視角出發(fā),展開兒童的科學(xué)課堂。
本課的主要活動是觀察水在什么條件下結(jié)冰以及水結(jié)冰后有哪些變化。在實際教學(xué)中,筆者發(fā)現(xiàn)教材呈現(xiàn)的活動設(shè)計與實際教學(xué)出入較大,學(xué)生無論是操作能力還是思維水平,都得經(jīng)歷不小的挑戰(zhàn)。經(jīng)過反復(fù)考慮,我們決定改進教材中的部分設(shè)定,真正從三年級孩子的視角出發(fā),尊重學(xué)生的知識經(jīng)驗、認知發(fā)展水平,引導(dǎo)他們有效探究,建構(gòu)科學(xué)的概念。
一、目標(biāo)定位,要適合兒童的認知水平
兒童不同階段的認知水平及前概念,是探究活動的起點和基礎(chǔ)。如果沒有真正了解兒童的認知水平,教學(xué)活動將會無的放矢。
在本單元第1、2課的學(xué)習(xí)中,學(xué)生探究了水的蒸發(fā)、沸騰現(xiàn)象,對給水“加熱”(注:不是“吸熱”)狀態(tài)能發(fā)生變化,有了一個直觀的認識。本課教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定之一是“水在結(jié)冰過程中,要向周圍放出熱量”。
雖然在第1、2課,沒有專門提出“吸熱”這個科學(xué)概念,但學(xué)生能說出“水吸收火焰的熱,沸騰了”,甚至還能說出“火焰放出了熱,被水吸收了”。但是,通過深入調(diào)查發(fā)現(xiàn),三年級孩子,對“熱”的理解,僅僅是“熱熱的,燙燙的、溫度高”,他們頑固地認為“火焰、熱水,有熱;石頭、常溫水、冰塊,沒有熱”,在此基礎(chǔ)上,教材設(shè)定的“水在結(jié)冰過程中,要向周圍放出熱量”這一教學(xué)目標(biāo),對于一個剛進入三年級的孩子來說,實在是太為難他們了。
結(jié)合學(xué)生實際,我們將科學(xué)概念目標(biāo)修改為“水結(jié)冰要遇冷”。“放熱”改為“遇冷”,主體一樣,表述不一樣,但針對學(xué)生的思維起點來說,馬上容易理解了,因為,他們實實在在地看到了“水遇冷,結(jié)冰了”,而“水放熱,結(jié)冰了”,對他們這群以直觀形象思維為主的孩子們來說,是摸不著、看不到的,在認知發(fā)展上,當(dāng)然也無法建構(gòu)和理解新概念。
二、材料選擇,要適合兒童操作水平
活動材料是科學(xué)課堂的重要部分。好的活動材料,不僅要能促進探究活動的有效性,而且要充分考慮兒童的動手操作能力。筆者在本課的前幾次研磨,對于活動材料,遇到了相當(dāng)多的問題,主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
1.結(jié)冰時間長,一節(jié)課時間倉促或無法完成實驗。
2.學(xué)生長時間手持溫度計,導(dǎo)致溫度計與試管、冰塊等碰撞,破損概率很高。
3.水結(jié)冰體積變化不明顯。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,水結(jié)冰后,體積增加1/9。即9毫升的水,結(jié)冰后體積是10毫升,增大了1毫升,在普通試管中,這個體積變化,肉眼基本是無法直接觀察到的。
4.實驗要求向燒杯里的冰塊中加鹽。學(xué)生對這一操作的目的是迷茫的。
基于以上幾點,筆者對實驗進行了反思,并對材料進行改進,讓學(xué)生更容易操作,更直觀地觀察(如圖1)。
具體改進措施和實驗方法如下:
1.將容量為10毫升冷凍管里裝適量水,待用。冷凍管材料為PP塑料,一般可以抗-80℃的低溫,抗凍、經(jīng)碰、裝水量適中,易于快速結(jié)冰,減少實驗時間。
2.在冷凍管的蓋子圓心打直徑約為5mm的孔,將溫度計豎直插入圓孔,再插入到冷凍管內(nèi)水中的合適位置,合上冷凍管的蓋子,待用。通過蓋子,溫度計穩(wěn)穩(wěn)豎立,既解放了學(xué)生的雙手,也保證了溫度計不會觸碰冷凍管壁和底部。
3.將一個透明塑料滴管,裝適量水,倒置,在水面處做好記號,待用。倒置后,滴管的膨大端向下,較細的管狀端向上,能將水結(jié)冰后微小的體積變化“放大”得非常明顯(此裝置是受溫度計結(jié)構(gòu)的啟示;塑料冷縮的系數(shù)非常小,此實驗基本可以忽略不計)。
4.將在冰箱里冷凍過的飽和食鹽水倒入燒杯,待用。一般情況下,飽和食鹽水結(jié)冰的溫度為-20℃,而普通家用冰箱的冷凍室最低溫度一般為-18℃,冰箱能讓飽和食鹽水處于“更低溫的液體”狀態(tài),這首先有利于冷凍管里的水迅速降溫結(jié)冰;其次,能避開“為冰塊加鹽以獲取更低溫”的知識盲點;再則,便于冷凍管浸入其中,無間隙接觸進行熱傳遞。
5.將插有溫度計的冷凍管、做了水平面標(biāo)識的倒置的滴管,分別浸入冷凍后的飽和食鹽水,用試管夾固定。試管夾的運用,又一次解放了學(xué)生的雙手,減輕了操作負擔(dān)。且可同時向冷凍食鹽水里插入溫度計,觀察食鹽水的“超低溫度”(如圖2)。
6.實時觀察、記錄冷凍管內(nèi)水溫和狀態(tài)的變化。
7.取出倒置的膠頭滴管,觀察滴管里的水結(jié)冰前后體積的變化(如圖3)。
實驗材料改進后,降低了學(xué)生操作上的難度,教師也可以把更多的時間放在引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、記錄、分析數(shù)據(jù)上。
三、數(shù)據(jù)分析,要適合兒童思維特點
數(shù)據(jù)分析和處理,是兒童建構(gòu)和理解科學(xué)概念、深化對概念理解的重要策略。數(shù)據(jù)的分析必須以兒童已有的的知識經(jīng)驗和思維特點為起點。列表記錄數(shù)據(jù)是形成解釋或建構(gòu)概念一種常用的方法,但對于三年級孩子來說,太過抽象和符號化。用具象化的柱狀圖和折線圖,能形象地反映水溫度變化和狀態(tài)之間的關(guān)系。筆者在后幾次研磨中,引導(dǎo)學(xué)生用更形象的方式展現(xiàn)具體數(shù)據(jù)及其關(guān)系(如圖4)。
這是學(xué)生從具體現(xiàn)象中抽象出來的數(shù)量上的科學(xué)概念,這個科學(xué)概念將為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)支撐起更上位的學(xué)科核心概念——物質(zhì)發(fā)生變化或被改變時,其內(nèi)能必然發(fā)生變化。
從兒童的視角出發(fā),必須尊重和遵從兒童認識發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律,展開切實有效的、適合兒童發(fā)展的教學(xué),這并不是一件簡單的事情,需要科學(xué)教師在課堂中真正低下身來,關(guān)注兒童,根據(jù)兒童的需要和實際進行調(diào)整,選擇合適的教學(xué)目標(biāo)和探究材料,從而使科學(xué)課堂更具有實效性,真正穩(wěn)步推進兒童的發(fā)展。
武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)神龍小學(xué) 程桂芬