理性處理“意外” 引領學生建構概念

◇王小琦（山東：濱州市濱城區教學研究室）

《空氣能占據空間嗎》是教育科學出版社3年級上冊的教學內容，雖然說空氣占據空間的實驗是經典的實驗，但探究實踐中的過程通常會出現“意外”現象，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：引領學生做完“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的杯子慢慢豎直倒扣在水里，觀察現象）后，教師提問觀察到了什么、還有什么發現時，學生能夠描述所觀察到的現象——杯子底部的紙團沒有濕，但當老師追問為什么紙團沒有濕時，所有的學生都沉默了。

原因分析：學生不能從所觀察到的現象中進行思考問題，不能做出相應的判斷與解釋。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生觀察容器中水位的變化，一則是將學生的思維點引向“空間”，二則是引領學生判斷水是否進入倒扣的杯中。教師忽視了這個基礎，缺少引領學生對現象進行分析、推理步步深入的過程，不僅對于空氣占據杯子空間的認識不順利，還會把學生引進思維的死胡同。

處理策略：指明方向，激發思維

首先依據學生觀察到的事實，將思考聚焦到“空間”上，教師需要根據學生的觀察順勢提問。當學生將粘有紙團的玻璃杯豎直倒扣進入水槽后，會觀察到那些小的泡沫塑料塊有些浮在水槽的水面上，有些會進入倒扣的杯子里。根據學生觀察到的現象，教師應進一步提問：還觀察到了什么？學生會描述：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。這時教師繼續提問：是這樣嗎？哪些小組也觀察到這樣的現象？以了解全班同學所觀察現象并將問題指向“空間”概念的建構上。

其次順著學生思維發展的路徑繼續提問，認識到空氣占據了空間。教師進一步提問：有的小組發現在玻璃杯里的泡沫塑料塊的位置比較低，這怎么解釋？學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杯子內更多的空間。教師繼續順勢提問：為什么水進不到杯子里？杯子里面有什么？學生就會想到是空氣占了杯子的空間，水才進不去的。這樣根據學生觀察到的現象，順著學生思維發展的路徑不斷提問，既科學機智地處理了課堂上的冷場“意外”，又輕松地構建了本課的科學概念。

改進后情景：當學生們進行實驗后，教師提問：觀察到了什么現象？同學們分別描述所觀察到的現象，最終將這些現象聚焦到了杯子內的紙團沒有濕；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：引領學生在杯底扎一個小孔，再把杯子壓入水中，仔細觀察有什么變化。活動后，教師提問：在實驗中都觀察到了什么？學生們回答道：水進入了杯子；水慢慢進入杯子，能到杯子的底部，到杯子底部的時候，杯底的紙團就濕了。當老師追問為什么水能占據杯子的空間時，學生又沉默了。

原因分析：學生對“水能占據空間”的概念在實驗前早就形成了，如果這個活動僅僅要學生有這樣的認識就層次太低了。這個活動依然是借助水來認識空氣的，并且是要在認識它們占據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。從學生的描述看，學生的關注點僅僅在于水是否進入杯子，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、空氣的占據杯子空間與騰出杯子空間建立聯系的節點。

處理策略：全面觀察，邏輯推理

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

改進后情景：當實驗完成后，教師詢問大家：“在剛才的實驗中，看到了什么？”學生描述了所觀察到的現象后，老師沒有馬上追問原因，而是提出：“當你的手指放在小孔上有什么感覺？”學生們很興奮地說：“我感覺有小風”；“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，同學們馬上想到并表達出：空氣從小孔里往外跑，水就向里進，它們是同時的。水和空氣都能占據空間，它們都會流動，空氣流出去，水流進來。

“意外”三：操作失誤放棄分析

情景描述：用打氣筒連著球針，讓學生從杯底小孔向杯中打入一些空氣。活動一開放，學生們就活躍起來了，更多同學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。當教師提問實驗中有什么發現時，小組同學說因為操作失敗了，沒有進行觀察和思考，這樣教學活動就處在中斷狀態。

原因分析：學生對實驗操作的興趣遠遠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象出現，這些現象也指向了水和空氣交換空間的事實，可以順應學生此時的發現來組織交流活動。

處理策略：依據現象順勢分析

首先依據實驗中發生的現象來組織交流。學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，同時水也進到杯子里。學生們會看到有氣泡冒出，或聽到氣泡聲、水進入杯子的聲音，也會看到有水灌入杯子的過程。其次在學生交流后要引發學生思考：在實驗中，杯子中的水和空氣發生了什么變化？它們能占據空間嗎？說說你的看法和理由。

調整后情景：當學生說明實驗失敗后，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，水也跟著進去了。有了這些共識后，老師提問：這些現象說明了什么？有的同學們回答道：空氣和水都能占據空間，要么水占據空間，要么空氣占據空間，必須有一種物質占據這個空間；還有的說：空氣和水都能占據空間，都能流動；空氣和水都能占據空間，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，學生在觀察過程中潛意識里對空氣的跑出現象和水進入杯子的現象進行比較、分析，認識到空氣的確能占據空間；還認識到空氣的可向上流動的特點。

小學科學的課堂教學是以學生實踐活動為基礎的，在這個過程中往往出現“意外”，教師應該關注這些“意外”，根據學生的真實情景，從中找到突破口，靈活采用合理策略，方能幫助學生突破認識障礙，有效建構科學概念，培養學生的核心素養。