指向深度理解的小學科學概念“三步”教學模式

科學概念是對科學現象、事物本質屬性的抽象與概括，具有準確性、普遍性、可驗證性等特點。科學概念是基礎的科學知識，是小學科學教學的重要內容。在傳統的科學概念教學中，教師會采用口頭講解或直觀演示的方法，幫助學生理解和掌握科學知識。這樣的概念教學以教師為中心，教學方式單一，學生被動接受，缺乏探索實踐，難以激發學生學習興趣，不利于學生對概念的深度把握。

科學概念的掌握要基于學生的深度理解，需要學生自己通過觀察、實驗、分析等方法去探究與建構，親自經歷概念的形成過程，深入理解概念的外延與內涵，并基于事實證據進行分析推導，抽象概括概念本質屬性。教師應引導學生自主探究學習，了解概念的形成與發展過程，加深對概念內涵和外延的理解，實現科學概念的意義建構，并且通過概念的自主學習，促進學生的思維能力、實踐能力、創新能力等核心素養發展。筆者以蘇教版四年級上冊第九課“彈力”的教學為例，談談如何構建指向深度理解的小學科學概念“三步”教學模式。

一、創設情境，激發興趣，引出概念

引出概念是小學科學概念教學的第一步。在科學教學中，部分教師會直接告知學生科學概念，快速揭示教學主題。例如，在“彈力”一課的導入環節中，教師邊說邊板書課題，直接引出彈力的概念。這樣的教學導入顯得生硬、突兀，形式單調，難以激發學生的學習興趣。

激發學生對科學概念的學習興趣，喚醒學生的主動探索意識，是提高科學概念教學有效性的重要前提。創設情境能夠有效激發學生興趣，使學生產生共鳴，促進學生認知發展，以情境的方式引出概念，不僅能夠增強教學的直觀性、體驗性，還能夠增強學習的趣味性、思考性，有助于激活學生的學習思維，驅動學生探究學習。

感官是學生認識世界的窗口，感知是他們獲取知識的有效方法。小學生的認知具有形象性、直觀性特點，因此教師應基于情境，將概念融入真實具體的情境，借助形象生動的場景，讓抽象的科學概念具體呈現出來，使科學概念可感可知。教師可以把學生帶入自然環境，利用自然現象或事物，選取學生熟悉的生活場景，創設生活情境；也可以借助實物或模型，進行現場操作，通過表演體會，創設演示情境；還可以采用音畫再現情境，借助信息技術手段，以圖畫的形式展現知識內容，并結合語言的描述增加感情色彩。以“彈力”的教學為例，筆者給學生播放了一段小朋友跳蹦蹦床的視頻，在觀看了視頻后，筆者問學生：“大家玩過蹦蹦床嗎？”“為什么能夠蹦起來呢？”“怎樣才能蹦得更高？”“你們知道這里面蘊含著什么科學道理嗎？”許多學生在生活中有過跳蹦蹦床的經歷，形象生動的場景再現了彈力的生活原型，將彈力形象化地展示出來，讓無形的彈力變得可感可知。情境喚醒了學生的認知經驗，充分刺激了學生的視覺感官，觸發了學生對彈力現象的思考，這時教師巧妙而自然地引出“彈力”的概念，能夠激發學生對彈力知識的探究興趣[1]。

二、提供支架，探究實踐，建構概念

建構概念是小學科學概念教學的第二步，也是科學概念教學的關鍵環節。指向深度理解的小學科學概念教學中的概念建構過程，是學生自主探究的過程，也是他們理解與提煉概念的過程，需要學生通過實踐體驗感知理解，利用事實證據分析推理，經過感悟理解抽象概括。探究實踐強調師生之間的雙向互動，以及學生之間的合作交流。在科學概念教學過程中，教師應發揮主導作用，精心指導學生探索，給學生提供輔助材料，引導學生操作體驗，為學生搭建學習支架，引導學生深入思考。科學概念探究學習的方法有通過實踐操作、問題討論、觀察實驗、分析推理等，常用的學習支架有提供實物模型、學習任務單、實驗記錄單等。

在指向深度理解的小學科學概念教學中，教師應為學生搭建支架助力探究，通過學習支架導學促思，引導學生逐步理解建構概念。以“彈力”的教學為例，為了幫助學生理解和建構彈力概念，筆者為學生提供實物，讓他們實踐操作，親身感知體驗，組織學生分組實驗，引導學生探究規律，為學生設計問題鏈，引導學生深度思維，學生在具有層次的探究實踐活動中豐富感知，加深對彈力、彈性等概念的理解，實現對科學概念的意義建構[2]。

（一）實物操作，感受體驗

認識彈性和彈力是“彈力”一課的第一部分教學內容，這兩個概念的教學以感知體驗活動為主，學生通過豐富的實踐活動經歷，在具身實踐活動中感受和體驗，逐步形成對彈力概念的理解。在教學該部分內容時，筆者為學生提供了一些生活物品，如橡皮筋、海綿、彈簧、直尺，讓學生拉一拉、壓一壓，并組織開展游戲活動，讓學生玩一玩握力器，拉一拉拉力器。在學生充分操作與體驗后，筆者引導學生分享活動感受，進行比較歸納，尋找這些彈性物體的共同點。學生通過動手操作對彈性和彈力有了真切的感知，發現彈性物體具有共同的性質：受到外力形狀或體積會發生改變，撤去外力后又回復原來的形狀或體積。接著，筆者讓學生在紙上畫一畫，用一個箭頭表示“物體受到的外力”，用另一個箭頭“物體產生的彈力”，通過直觀的圖示形象地表示出外力和彈力的關系，從而對彈力形成深刻的理解。如此一來，通過實物操作，學生能夠切身感受物體的彈力，并能夠概括出彈性和彈力概念內涵。

（二）實驗探究，發現規律

實驗是科學研究的重要方法，是科學概念建構的重要依據，是概念探究的有力支架。在指向深度理解的小學科學概念教學中，教師應重視實驗教學，要為學生提供實驗平臺，組織學生實驗探究，引導學生用實驗方法收集事實證據，并對現象、數據等信息進行處理分析，從而推導發現規律、得出結論。

“研究拉力與彈簧拉伸長度之間的關系”是“彈力”一課的第二部分內容，該部分內容旨在引導學生探究影響彈力大小的因素，通過測量具體的數值，以量化的方式幫助學生深入理解彈力與物體形變之間的關系，懂得“彈簧拉伸長度隨著拉力的增加而有規律的變化”。該內容教學既是對彈性與彈力概念的進一步認識理解，也能為接下來彈簧測力計原理的教學奠定基礎。筆者在教學該部分內容時，設計了3個層次的活動：閱讀學習、操作實驗、分析實驗，引導學生實驗探究、討論分析、得出結論。為了提高實驗探究效率，筆者給學生提供了活動單，讓學生閱讀學習，了解活動要求，掌握實驗步驟。接著給學生提供鐵架臺、彈簧、鉤碼、尺子等實驗器材，讓學生根據實驗步驟，分組實驗操作。學生在彈簧下依次掛上1個、2個、3個、4個鉤碼，觀察并測量彈簧每次拉伸的長度。此處，筆者給學生提供了“鉤碼個數與彈簧拉伸長度記錄表”，讓學生記錄實驗數據，給學生提供了“鉤碼個數與彈簧拉伸長度標記圖”，幫助學生探尋規律。實驗操作結束后，筆者引導學生結合實驗數據和標記圖進行分析討論：“每增加一個鉤碼，彈簧拉伸長度有什么變化？”學生經過數據分析發現：“彈簧長度隨著拉力的增加而變長?！薄懊吭黾右粋€鉤碼，彈簧就會拉伸相同長度”。筆者引導學生根據上面的規律進行推測：“掛5個、6個鉤碼時，彈簧拉伸長度分別會是多少？”學生在做出推測之后，動手操作實驗，在彈簧下面懸掛鉤碼，測量出彈簧的拉伸長度，以驗證自己的推測。筆者還提出新問題：“如果在彈簧下面無限制地掛鉤碼，彈簧會怎樣？”在學生討論交流后，筆者和學生一起做破壞性實驗：在彈簧下面不停地掛鉤碼，無限制地給它施加力。演示實驗讓學生看到，彈簧無法恢復到原來的樣子，失去了彈性。通過實驗操作，學生懂得彈簧是有彈性限度的，給它施加的力一定要在彈性范圍內。在教師的指導下，學生經過一系列的實驗探究活動，通過猜想、驗證、分析、推理，總結出科學規律：在一定限度內，拉力越大，彈簧拉伸長度越大。每增加相同的力，彈簧會拉伸相同的長度。

三、鞏固拓展，內化知識，應用概念

為了靈活、高效地解決問題，學生需要將知識內化并轉化為自己的智慧。內化知識的有效方法為實踐應用，教師需引導學生將所學知識遷移到新的問題情境，在應用過程中鞏固知識、拓展知識、內化知識。

指向深度理解的小學科學概念教學的第三步是應用概念。教師通過設計練習題、提出問題、布置任務，給學生創造應用科學概念的機會，讓學生在實踐中應用概念，并在應用中理解、加工與整合，參透科學知識之間的聯系，感受科學知識與生活的關系，從而鞏固概念、拓展概念，促進概念內化，提高問題解決能力。以“彈力”的教學為例，筆者以任務驅動的方式，激發和引導學生學以致用，幫助學生應用彈力概念，解決實際問題，促進概念內化。在應用概念教學環節，筆者設計如下三組學習任務。

任務1：測一測，用彈簧測力計測量物體。通過此項任務的完成，引導學生認識彈簧測力計，學習彈簧測力計的使用方法，理解彈簧測力計的制作原理。該部分內容的教學活動，既是對新知的探究學習，也是對概念的應用鞏固。在“認識彈簧測力計”教學中，筆者先給學生出示了彈簧測力計，讓學生猜一猜：“這是什么東西？有什么作用？”在向學生介紹了“彈簧測力計”名稱之后，給學生播放教學視頻，組織學生觀看視頻、匯報交流，了解彈簧測力計的構成、使用方法、制作原理。接著，布置學生用彈簧測力計測量剪刀、水杯、鞋子等物品，看看提起這些物品需要用多大的力。在測量之后，組織學生觀察數據，思考討論：“為什么測得的數據不一樣？”使學生懂得“物體越重，產生的拉力越大，彈簧拉伸的長度越長”，加深對“拉力對彈簧拉伸長度關系”的認識和理解。

任務2：說一說，解釋生活物品制作原理。彈力在生活與生產中的應用十分廣泛，許多日常用品和機械裝置中都應用了彈力原理。為了幫助學生進一步鞏固拓展彈力知識，筆者借助生活中應用彈力的例子，讓學生觀察生活場景，應用所學的知識解釋其制作原理。筆者給學生出示了網球拍、彈力球、彈簧秋千3幅圖片，讓學生看圖說說這些物品的名稱，結合自己的生活經驗解釋利用了什么原理。通過討論交流，學生明白了這些物品利用了彈力原理優化了功能，充分感受到科學與生活息息相關，認識到科學知識的生活應用價值。

任務3：做一做，動手制作一個彈力玩具。“做中學”理念主張讓學生參與實踐活動，通過自己“動手做”，在做的過程中綜合運用知識、技能解決問題，從而更好理解和掌握知識?！皠邮肿觥庇兄诩ぐl學生學習興趣，喚醒學生自主意識，使學生真正成為學習主體，有助于培養學生的知識應用能力、動手實踐能力、創新思維能力、跨學科學習能力等綜合素養?！皠邮肿觥笔菓酶拍?、內化知識的最佳路徑。在應用概念教學環節，筆者設計做一做活動，給學生提供了氣球、橡皮筋、彈簧、木塊等材料，讓學生動手制作一個彈力玩具。學生分工合作，積極開動腦筋，應用彈力原理，制作彈力玩具。有的制作了彈弓，有的制作了投射器，有的制作了彈簧人。在作品完成的過程中，學生遷移應用、創新實踐，有效提升知識素養和能力水平。

結語

基于深度理解的科學概念教學，能夠讓學生學得會，記得牢，用得活。在指向深度理解的小學科學概念教學中，教師應創設情境，巧妙引出概念，激發學生對概念的學習興趣，提供支架，引導探究實踐，幫助學生理解建構概念，通過鞏固拓展，引導學生內化知識，助推學生應用科學概念。

【參考文獻】

［1］陳景生.關注科學前概念促進科學概念的建構［J].小學教學研究（教學版），2010（4）：59.

[2]應從祥，楊露.小學科學概念教學中思維型課堂的構建與實施[J].基礎教育課程，2024（11）：20-27.