搭建以學生為主體的課堂

◇焦 穎（江蘇：睢寧縣雙溝鎮中心小學）

學生是教育的主體。教育的終極目標是學生的發展，科學教育的最終目標是提高學生的科學素養。什么樣的科學教學課堂才是學生喜歡的？其根本就是教師要了解學生，熟悉他們的身心發展規律，了解他們的興趣所在，掌握他們的學習基礎和現有能力，并據此來設計課堂環節，打造學生主體的科學課堂，為他們日后學習和終身發展打下牢固的基礎。

一、創設情境，主動建立新科學概念

著名的發展心理學家皮亞杰的研究顯示，學生參與學習的時候，頭腦中并不是一張白紙。學生在學習科學之前，在日常生活中，已經對客觀世界有了自己的認識，并有著自己獨特的思維模式。這種在接受正式授課之前已有的知識就是學生的前概念。有時這些前概念的存在會限制學生的思考，他們很難跳出固有的認知。那么，怎樣去突破思維定式呢？怎樣用新的理念去培養學生的發散思維與空間想象能力呢？

（一）打破固有前概念，更新前概念

學生頭腦中建立的前概念往往根深蒂固，在以往教學中我們發現，即使教學過后，學生也很容易遺忘新知識，腦海中存在的始終是前概念。或是學習過程中，哪怕得出與前概念不同的結果，學生也往往采取不相信、不認可、忽視等態度。授課教師可以通過創設情境，打破學生固有的前概念，更新前概念。

比如，新版科學教材六年級上冊第二單元“地球的運動”中《晝夜交替現象》一課，是單元的起始課，編者的意圖是想讓學生再次經歷人類對地球、宇宙及其運動的認識過程，進而學會從日常科學現象入手，借助模擬實驗，找出科學規律。然而在以地球晝夜交替現象為導入的多次試教中，學生并沒有提出關于地球晝夜交替現象的假說。相反，城區90%以上的學生已經有了對地球運動的認知，他們一致認為，晝夜交替現象是由地球的自轉形成的，地球在自轉的同時還繞著太陽公轉。

于是，筆者創設了新的情境，激發學生思考。“一艘宇宙飛船，誤入了M 星球，M 星球的晝夜交替現象與地球相類似，你覺得這個星球的晝夜交替現象是怎樣形成的？”這樣一來，學生不但跳出了固有的前概念，而且學以致用，不再肯定地認為答案只有一種，而是提出了M 星球自轉、圍繞另一發光星球公轉、自轉同時圍繞發光星球公轉等多種假說，甚至還提出了多星球相互運動導致晝夜交替現象形成的假說。怎樣驗證這些假說呢？學生設計了模擬實驗。其間，他們還思考怎樣尋找材料、模擬發光星球和M星球、怎樣制作最適合本節課的教學具。之后，分析驗證能否產生所見到的晝夜交替現象。最后教師再話鋒一轉，進入本節課主題。其實地球上的人類對地球、宇宙及其運動的認識過程，正是從對這些猜想的驗證開始的。

（二）設計問題驗證猜想，轉變前概念

學生的前概念是一種模糊認識，學生有時也會提出新猜想，但這種新猜想并不會自動變成新概念。只有當這個猜想的結果展現在大家面前時，教師才能從學生的前概念中，發現學生的思維水平停留在哪里，然后針對性地設計下一個問題驗證這個猜想，學生因此轉變前概念，建立新概念。

如果僅僅通過學生玩幾下就總結規律，貌似沒有科學思維的深度，所以授課教師利用了活動教具，用卡紙做出了針筒模型和可以推動、拉伸的活塞，讓學生描述自己發現的科學現象。這個過程，讓學生把探究活動具象化、顯現化，從而使學生在演示材料的過程中，冷靜地思考，把生活經驗和探究結論很自然地融合在一起，這個知識輸出的過程就是學生知識內化的過程。

同樣，在空氣被拉伸和壓縮的過程中，是哪些方面發生了改變呢？對于三年級的小學生來說是不好描述的，但是用微粒表示空氣的多少，也是化抽象為具象，更有利于學生的判斷和思考。學生自己畫出壓縮后和拉伸后空氣微粒的數量，其實就是一個猜想的過程。據此，學生很好地理解了：壓縮空氣時，空氣微粒的數量和大小都沒有改變，改變的是微粒間的距離。

學生的前概念對科學概念的建立和完善有著舉足輕重的影響。在教學活動中，我們要以學生的前概念為基礎，并對其進行合理分析，以確定學生學習的基礎和學習難點，并嘗試通過改善教學材料、改進教學過程，改變教學理念等策略，引導學生通過自主探究，轉變或完善科學概念。

二、著眼興趣點，主動經歷科學探究

興趣是最強的學習內驅力。學生的興趣點在哪里？如何引導和合理運用？

我們最先要做的是了解學生科學探究的興趣點。學生對自己周圍的科學現象和科學事實已有一定的認識和興趣，教師在課堂教學前，運用觀察、談話、問卷調查等方式進行了解，熟悉他們的興趣點，然后再基于學生的興趣點進行教學設計。

在新教材三年級上冊《加快溶解》教學導入中，教師先出示維生素B 的小藥粒，一邊示范一邊對學生說：我最近身體不舒服，醫生讓吃藥，但是我最怕吃這類小藥片，只能把它溶解在水里喝掉，可是每次溶解都好慢啊，你們能幫我想一個讓溶解更快的方法嗎？學生在前概念的影響下自然地就想出了：“用筷子攪拌一下。”教師追問：“你是怎么想到的？”“要用熱水。”“你是怎么想到的？”“我媽媽說不能喝涼水，生病要喝熱水。”“那你覺得熱水能不能加快藥片的溶解呢？”學生做出了猜測。“那我們這節課來研究一下，好不好？”等到最后拓展環節，教師給每個學生發一塊水果糖，然后提問：“怎樣加快水果糖在口中的溶解速度？”此時，學生在探究經驗和前概念的雙重影響下，再思考加速溶解的方法有哪些，自然而然會想到嚼碎、攪拌、喝熱水等方法。然后教師順勢補充了影響溶解快慢的第三個因素：顆粒大小。并出示科學上的專業工具——研缽。

為什么選擇黃色的小藥粒呢？首先，它是安全的；其次，它的每一粒藥物都是等量的，更有利于學生控制不變量，而且方便拿取；最后，它是有顏色的，溶解在水中時，運動的黃色微粒，可以讓學生清晰地看到溶解的多少、溶解的進程。從水的變色程度就可以判斷溶解速度的快慢，清晰明顯的實驗現象更容易引起學生探究的興趣。最大的意外就是，下課的時候，有學生跑到我跟前來，跟我說：“您別忘記喝藥，只有堅持喝藥，才能把病快點治好。”

對于課堂上已完成的探究活動，教師可以設計讓學生進行拓展實驗活動來鞏固所學的知識，達到更深層次的了解，這也是項目式主題活動的另外一種安排方式。如，在學習了五上“計量時間”單元后，有學生提問：“蠟燭也可以用來計時嗎？”教師可以隨機引導：你怎么認為呢？怎樣設計實驗來證實一下你的猜測呢？你覺得燃香鐘和蠟燭鐘這種計時方法有哪些弊端呢？你能設計一個蠟燭（燃香）計時保護器保證它工作時不被外界因素干擾嗎？然后下發主題活動設計單，讓學生設計保護器，并把模型做出來，要求在下一節課交流展示。學生在已有課堂認知的基礎上，此時做一個改進的小發明的思路，一定是最接近興趣點的地方，也一定會把探究拓展到課外，并且有一個良好的結果。

三、基于能力水平，主動提升科學技能

學生的學習是為了發展，科學學習的最終目標是培養學生科學探究能力，讓他們能自主地從事無人指導的探究或研究活動。學生的能力水平決定了科學學習的效率，我們所要設計的活動，不但能讓學生主動參與，更需要學生在活動中提升科學技能，從而更好地參與活動。授人以魚不如授人以漁。

（一）考慮學生現有的探究能力

學生的探究能力是學生科學學習的基礎，更是科學學習的目標。學生探究能力的強弱，直接影響學生的探究效率。我們在設計教學的時候，要充分了解學生探究能力，了解他們能否完成探究活動，還是經過學習才能完成本課的探究活動，從而讓學生在活動中主動提升科學技能。

比如，在《認識溫度計》一課的教學中，現實中的溫度計很小，對于集體學習和匯報來說有局限性，不能兼顧全體學生。特別是溫度計的讀數環節，對于專注力和學習力較弱的學生，達不到很好的效果。出示課件上的圖片好像總少了點真實的立體感，所以教師設計超大溫度計，彌補了這個探究空缺，而且課前帶領學生一起做，一組做一個這樣的模型。在這個項目式活動過程中，學生可以清晰地看到溫度計的構造和示數與刻度的排列特點，所以在課堂使用過程中，特別是探究液柱在不同位置的溫度讀數時，非常有利于學生探究。后來的分組實驗，每組利用自己的小溫度計模型，更是事半功倍，而且讓每一位學生得到了練習和鞏固。

在實際的應用環節，教師讓每組學生都讀取教室中的實際溫度，出現了很多有誤差的結果。可正是這些誤差，帶著他們進入了研討的環節，討論在使用溫度計的過程中出現了哪些問題、要注意哪些問題。思考和實際操作結合起來，學生探究能力又得到了新的發展。

（二）考慮學生的動手能力

學生的動手能力決定探究活動能否順利進行，我們要先了解他們已經會什么、不會什么，再來設計我們的教學。

例如，現在的學生基本不會點火柴，讓他們點燃酒精燈是有較大難度的，需要專門抽時間訓練。在五上第三單元《時間在流逝》一課“燃香計時的規律”的探究活動中，需要使用火柴點燃線香，但是很多學生劃火柴時手放在火柴上方，火苗很快就燒到了手的附近。整個小組學生發出驚呼，甚至受到了驚嚇，操作員也只能扔掉火柴，保住雙手，然后，誰也不敢再點了。所以這個環節的難點反而變成火柴的正確使用方法。又如，在擺的研究中，關于擺的實驗操作，有把擺繩系在支點上的步驟，但是現在很多學生連鞋帶都不會系，更沒有機會去系繩子了，整個實驗操作中的難點又變成系繩子。如果不想實驗被這些與數據無關的因素干擾，就要想辦法解決這些操作中的難點，所以上課前，教師不光要做下水實驗，先隨機找一個或幾個學生試一下相關操作，也是必要的。

四、面向思維發展，主動參與思考

科學思維是什么？就是看到現象能想到問題，想到問題還能猜測出與之相關的因素，并能想辦法驗證自己的想法，然后解決問題。如果在這個探究中還能發現新的問題，并對現有的物件進行改進或創造，那就成功地實現了自主創新的境界。這種境界怎樣實現？要進行有利于學生科學思維發展、科學素養提高的探究方法的訓練。“你看到了什么現象？”“你認為這個現象是怎樣造成的呢？”“怎樣驗證你的猜測？”“看到什么現象可以證明你的猜測是對的呢？”“要完成這個實驗你需要哪些材料？”“我們還要注意什么？”

新教科版五年級科學上冊“計量時間”單元的第一課《時間在流逝》，是一個單元的起始課。在這一課中，燃香計時的實驗在整個單元的探究中起著至關重要的作用。因為它要在單元伊始給學生確立科學思考、規范實驗的思想。它滲透著“物體運動的等時性”這一核心概念，又為后續整個單元的研究提供了基本的研究方法，即觀測事物在一段時間內的運動變化所需的時間是否一致。所以，當出示“一炷香的時間”后，教師提問：“你有什么問題嗎？”“你認為它為什么能成為計時工具呢？”“如果只給你一炷香，請問你想怎樣證明它燃燒的速度是一樣的呢？”

綜上所述，通過打造學生主體的科學課堂，既為學生的未來自主學習和工作打下良好的基礎，也有利于他們形成看待世界所需要的科學觀念和思維方式。