在“認識空氣”單元教學中踐行“知行合一”理念

黃衛華

〔摘? ? 要〕? 小學科學重點在于培養學生的科學素養，是一門實踐性很強的學科。在教學實踐中，應開展觀察、實驗、探究等活動，引導學生在手腦結合中建構新知，在科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任四個方面獲得發展。本文以“認識空氣”單元教學為例，探尋了“知行合一”理念下小學生科學素養的培養策略，以期提升小學科學的教育質量。

〔關鍵詞〕? 小學科學；知行合一；核心素養；培養策略

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 12? ? 004-006

2022年版《義務教育科學課程標準》明確提出“科學課程需培養學生的核心素養”的要求。科學核心素養主要包含科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任四個方面，是學生學好科學必備的基本品質。在新課程改革的背景下，培養學生的核心素養已經成為科學教學中的核心議題。在教學中，教師應該根據《義務教育科學課程標準》的要求，引導學生使用觀察探究、實驗論證、分析推理等方式，對科學知識展開研究，在動手操作中理論聯系實際，深入理解科學知識，提升學習科學知識的能力。下面，筆者就以蘇科版小學三年級第一單元“認識空氣”為例，談談“知行合一”導向下培養學生科學核心素養的策略。

一、創設情境，培養學生科學觀念

科學是一門包羅萬象的學科，科學現象涉及各個領域，科學知識與我們的生活息息相關。如果在講授科學知識的時候照本宣科，采用“填鴨”式的方法，將知識灌輸給學生，學生就難以產生學習興趣，會導致“學得快也忘得快”的低效學習狀態。因而在導入環節，教師可以創設生活化情境，讓學生從普通的生活現象中發現有趣的科學知識，萌發出一探究竟的學習動機，順利地進入新課的學習。

在進行《空氣占據空間嗎》一課的教學時，教師可以借助生活現象導入新課。首先出示一個黑色的鼓鼓囊囊的塑料袋，讓學生把手伸進袋子里摸一摸里面有什么。學生根據摸到東西的形狀，分別猜出袋子里有罐頭瓶、乒乓球、鉛筆。教師在學生猜中物品的時候提出疑問：“你是用什么方法正確猜出袋子里的物品的？”學生現場演示摸一摸、搖一搖、聞一聞、摔一摔等觀察方法，說出自己猜出物品的過程。教師根據學生的發言總結出觀察物體的主要方法：一看、二摸、三聞。當袋子里的物品被摸光以后，教師把袋口敞開，讓學生看一看袋子里有什么。學生都說什么也沒有。教師再請學生把手伸進袋子里摸一摸，能不能摸到什么。學生都說摸不到。最后，教師再讓學生聞一聞袋子里有什么氣味，學生也都說沒有。看來這個黑色的袋子里真的是什么東西都沒有了。學生都說“是”以后，教師提出一個“驚天”問題：“袋子里什么都沒有了，果真如此嗎？”在學生滿是疑惑的目光中，教師將袋子張開后再慢慢地將袋口打結，然后舉出這個鼓鼓囊囊的大袋子：“袋子里有什么？”學生頓時明白了，異口同聲地說：“有空氣。”教師拿出一顆大頭釘，在袋子上扎了一個小洞，將袋子里的空氣從洞口里擠出來，噴到學生的手背上，讓學生感受到袋子里的確有空氣。

通過創設生活化的情境，引導學生聯系自己的實際生活，從生活經驗出發描述空氣的特點。這樣學生對空氣無色、無味、非常輕、占有一定的空間等特征就有了感性認識。利用真實的生活情境能促使學生把科學知識與生活關聯起來，自覺地運用生活要素去發現科學現象，有效激發學生探究科學知識的興趣，培養學生將科學知識與實際生活聯系起來的意識。

二、提煉核心問題，培養學生科學思維

科學課是培養學生科學思維的最佳時機。三年級學生的思維還是以形象思維為主。導學單是一種用來引導學生自主探索的工具，通過列出重點難點、思考題等，給學生搭建自主學習的有效支架。在課堂上，教師可以利用導學單，指導學生像科學家一樣提煉出核心問題，開展科學探究，形成嚴謹認真的科學態度和敏捷活躍的科學思維。

例如在學習“空氣是否占據空間”這個內容時，“空間”的概念比較抽象，三年級學生對這個概念的認識還是比較模糊的。什么是空間呢？教師可以從身邊的普遍現象中舉例說明“空間”的有關概念。比如一盒粉筆整整齊齊地擺放在紙盒子里，不能再往紙盒里放粉筆了，這就是說明粉筆已經占滿了紙盒的空間；再比如一個裝滿了水的水杯，就不能再往里面倒進水了，因為杯子里的水已經把杯子的空間占滿了。粉筆是固體、水是液體，固體和液體占據空間的現象肉眼可見，非常直觀，而空氣屬于氣體，看不見、摸不著、聞不出，怎么來判斷空氣也占有空間的特征呢？為了使學生了解空氣也會占據空間的特點，教師提煉出“空氣占據空間嗎？”這一核心問題，出示導學單，引導學生根據“小實驗、提出問題、我的猜想、看到的現象、得出結論”這個支架開展三個小實驗。

因為導學單對實驗的步驟進行了明確提示，學生就順著這個支架提出自己感興趣的問題，并進行大膽猜想。這些猜想可能正確，也可能不正確，這就讓學生產生了想驗證的迫切愿望，于是興致勃勃地開展實驗。而在動手操作的過程中，學生發現有些實驗現象與自己的猜想不一致。比如學生都有過吹氣球的經驗，覺得吹氣球是一件很容易的事，可是在用氣球嘴套住瓶口用力吹氣球的時候，卻發現自己用了很大的勁兒也無法把氣球吹得很大。通過小組討論，學生將瓶子里的空氣分為兩部分：瓶子里的空氣和氣球里的空氣。氣球里必須有足夠多的空氣才能讓氣球鼓起來，但是因為氣球外就是瓶子里的空氣，被氣球套住瓶口以后，瓶子里的空氣就封住了。雖然看不出它們，但是在瓶子里占據了位置，也就是占據了瓶子的空間，所以氣球里的空氣就進不去，也就吹不大了。

課堂上，學生圍繞核心問題在做做想想說說中進行了三個小實驗，順利完成導學單（如下表）。

[小實驗 提出問題 我的猜想 看到的現象 得出結論 將漏斗插入小口瓶，用橡皮泥封住瓶口，快速向漏斗里倒水 水會漏下去嗎？ 水會漏下去 水還在漏斗里，沒有進到瓶子里 空氣占據了瓶內的空間，所以水不會漏下去 把一團紙緊塞在杯底，再把杯子豎直向下倒扣在水中 紙團會不會濕？ 紙團會浸濕 紙團還是原來的模樣，沒有被浸濕 空氣占據了水杯內的空間，水無法進入倒扣的杯子，所以紙團不會濕 將氣球放入瓶中，并用氣球嘴套住瓶口，用力吹氣球 氣球吹得大嗎？ 吹得大 吹得很費勁也沒有把氣球吹大 空氣占據了瓶內的空間，所以氣球吹不大 ]

導學單中的“支架”使學生圍繞“空氣占據空間嗎”這個問題有條不紊地開展了三個小實驗，先是進行猜想，再通過實驗進行驗證，最后得出實驗結論，發現空氣占據空間的特點。這樣，學生通過看得見的現象對“空氣占據空間”這個看不見的特征進行了多方論證，有效地培養了科學思維。

三、設計主題實驗，開展探究實踐

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”倡導的“知行合一”思想與科學中的實踐探究是完全一致的。“知”是指對事物的認識，“行”是指人的實際行為，只有把知道的內容和自己行為結合到一起才能真正地學到知識。在學習科學的時候，學生對有些現象已經有所認知，教師應積極組織學生開展主題實驗活動，進行深入的實驗探究，用真實的數據推斷出實驗的結論，實現“知其所以然”的目的，據此構建完整的科學知識體系。

例如在探究“空氣有質量”時，可以設計以下四個環節開展主題實驗活動。

（一）完善“質量”概念

學生在生活中接觸過買菜、稱體重等事例，對物體都有質量的事實有所了解。師生共同交流生活中測量物體質量的工具，引出“質量”的概念，使學生明確什么是質量，然后出示電子天平，播放相關視頻，讓學生學習使用方法。

（二）制訂實驗計劃

在課堂上，教師拿出提前準備好的電子天平、癟氣的籃球、打氣筒等實驗用具后，出示實驗目標：用電子天平測量空氣的質量。讓學生以小組為單位，自主設計實驗步驟，鍛煉學生的探究能力。

（三）細致觀察實驗

學生根據自己制定的實驗步驟開展實驗，仔細觀察和記錄實驗現象，填寫“空氣是否有質量的科學實驗記錄單”（如下表）。

（四）規范實驗操作

教師在學生實驗的過程中進行巡視指導，適時指出實驗中存在的不足之處，指導學生調整和修改實驗步驟，準確記錄。引導學生在實驗操作中盡量做到規范化，養成一絲不茍的科學實驗習慣，以獲得最佳的科學探究效果。

通過開展主題實驗活動，學生經歷了設計、操作、觀察、記錄、推論的實驗流程，在原有認知的基礎上，產生了新的感性認知，不僅深刻理解了實驗現象，而且動手能力和思考能力都得到了很好發展。

四、開展評價活動，培養學生態度責任

通過參與科學實驗活動，學生對所要探究的科學知識有了直觀了解，此時開展生生評價、教師評價，能夠使學生對課堂上開展的探究活動中的問題和現象及時地反思總結，有助于學生進一步培養科學探究精神。

在實驗完畢以后，一般以小組為單位，由小組發言人匯報本次實驗開展的情況以及實驗成果。在匯報活動結束后，讓學生進行交流討論，說出自己的想法。比如在探究“熱空氣和冷空氣”的過程中，需要制作空氣流動的簡易裝置，這對于三年級的學生來說有一定的難度。為了讓學生獲得正確的經驗，減少盲目的失誤操作，在實驗開始前，教師先播放一個完整的示范實驗視頻，鼓勵學生仔細觀察教師做實驗的方法和步驟，對整個實驗過程有了初步的印象以后，再模仿視頻開展實驗。在學生通過小組合作自主完成實驗以后，開展操作心得交流。有的學生說：“我覺得實驗視頻給了我很多啟發，我根據示范順利完成了這次實驗。”有的學生說：“我覺得在實驗中一定要膽大心細，因為這里需要抽掉熱瓶與冷瓶之間的玻璃片，必須認真仔細地做，不然實驗很容易失敗。”有的學生對實驗成果進行了評價：“我認為在圖片上用彩色的箭頭標出煙流動的路徑，可以非常清晰地展示實驗的流程。”還有的學生聯系生活事例進行評價：“每當過年的時候，媽媽總會讓我放一個孔明燈來許愿，以前我覺得孔明燈很神奇，能自動飛到天上去，現在通過實驗，我找到了孔明燈往天上飛的原因，是因為孔明燈里點燃了蠟燭，形成熱氣流，才使孔明燈冉冉上升。”

在交流的過程中，學生對完成實驗的過程、方法以及在實驗中發生的一些“小插曲”進行了適當的評價，對這個實驗形成清晰的思路，還能結合實驗現象解釋生活中的事例，做到了學以致用。教師也要對整個實驗情況進行總體評價，加深學生對科學知識的認知，同時也可有效地培養學生的科學態度。

在小學科學課堂上，在“知行合一”的導向下，教師要采用多種方法引導學生動手動腦，在觀察中了解科學現象，在實驗中掌握科學知識，在推斷中完善科學理論，從科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任四個方面來切實培養學生的科學核心素養，提高科學教學的質量。

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