建構解釋：發展學生科學思維的渠道

鮑峰

【摘要】在小學科學學習中，我們提倡要給學生提供充分的科學探究機會，使他們在探究的過程中，進行核心概念的學習，實現科學概念和探究技能的協調發展，以促進學生科學思維的發展。筆者認為科學課堂應為學生的假說、推理、解釋等理論的思考留出足夠的空間，這樣才能更好地發展學生的科學思維。

【關鍵詞】建構解釋發展科學思維

2013年美國最新公布的新一代科學教育標準提出了一個值得關注的科學教育新觀點，那就是強調了科學課程建構的三個維度：科學工程與實踐、跨學科概念和學科核心概念。這個新標準成為了指導全美科學教育的新綱領。筆者就科學工程與實踐中“建構解釋”這一實踐進行了深入研究，并以《運動起來會怎樣（一）》一課為例闡述如何在建構解釋的過程中發展學生的科學思維。

一、 親身體驗，依據原有認知形成猜想

以教科版四年級上冊《運動起來會怎樣（一）》一課為例，四年級學生已經知道運動起來會出現心跳加速、呼吸加快、出汗、口渴等現象，至于運動后為何會出現這些狀況他們幾乎一無所知。在科學課堂中教師可以通過情景再現、親身體驗的方法誘發學生的原有認知，激發他們求知欲，使其對為什么運動起來會心跳加速、呼吸加快等現象展開推測并形成初始的猜想與假設。

[教學片斷]

師：這是老師給大家拍的大課間跑步的照片，我們知道在跑步的時候骨骼、肌肉和關節都參與了運動，此外我們身體里還發生了什么變化？

生1：心跳加快、流汗。

生2：還有呼吸加快、口渴。

師：運動后我們的身體會出現這么多的變化，那你知道為什么會這樣呢？比如呼吸為什么加快了呢？

生1：新陳代謝加快，所以呼吸加快。

生2：呼吸加快是為了吸入更多的氧氣。

……

二、 親歷實驗，依據實證初步形成解釋

以《運動起來會怎樣（一）》這節課為例，學生對于“為什么運動后會呼吸加快”這個問題提出了幾種不同的猜測，為了使自己的觀點被更多人接受，學生必定會尋找各種證據，如“我在某本科普書看到就是這么說的”“我在電視里看到是這么說的”，但這些證據都不是最直接的。俗話常說：“耳聽為虛，眼見為實”，所以只有親歷實驗才能證明一切。

[教學片斷]

師：同學們說了很多原因，到底誰的觀點是符合事實的呢？我們先來感受一下呼吸前后空氣的變化？

① 體驗活動：反復呼吸塑料袋里的空氣，有什么感覺？

② 交流自己的感受，試著解釋吸進的空氣和呼出的氣體有什么不同。

生：反復呼吸塑料袋里的空氣，我感到空氣越來越不新鮮，呼吸也越來越困難了。

師：空氣不新鮮和呼吸困難是什么原因造成的？

生1：可能是袋中的氧氣越來越少的緣故。

生2：可能是體內排出來了一些“廢氣”。

……

師：到底是不是氧氣減少了，如果是“廢氣”增加了，那這種廢氣是什么氣體？怎么通過實驗證明呢？

生1：找個儀器來測一下呼吸前后的氣體成分。

生2：對，然后比較一下呼吸前后的氣體成分。

生3：哪種氣體減少了，就說明被我們人體吸收了，哪種成分增加了，就說明是我們體內排出來的。

師：同學們提出的想法真不錯，那我們就來像科學家那樣來做實驗吧。

……

三、 匯報交流，在多種解釋中達成共識

由于學生認知水平、生活經驗等因素，他們對于某一事物或現象可能會形成多種解釋。當解釋受到懷疑或者產生爭議時，科學論證的過程就“應運而生”了，由此便會激發學生捍衛和辯護自己的觀點以及質疑和挑戰別人的說法。當某一種解釋在爭論的過程中獲勝或者多種解釋合成一種解釋時，科學共識也就在此時達成。

[教學片斷]

師：事實證明呼吸過后氣體中氧氣的含量減少了，所以我們反復呼吸保鮮袋中的空氣后會感覺到不舒服，事實上其他氣體的含量也發生了變化。

一般情況下人體吸進去的和呼出來的氣體成分的比較表

氣體氮氣氧氣二氧化碳水蒸氣吸進人體的空氣

（100克）78%21%0.03%0.97%呼出體外的氣體

（100克）78%16%4%2%師：從這張表中可以看出呼吸前后哪些氣體發生了變化？哪些氣體沒有發生變化？

生1：氮氣的含量沒有發生變化，氧氣減少了，二氧化碳和水蒸氣增加了。

生2：呼吸是把吸收了氧氣，排出了二氧化碳和水。

生3：那呼吸加快也就是吸入了更多的氧氣，排出了更多的二氧化碳和水蒸氣嗎？

生1：嗯，我同意你的觀點。我還有疑問，就是那么多的氧氣被吸入體內有什么作用呢？

生2：還有運動和氧氣到底有什么關系呢？

……

四、 回歸生活，在運用新知中完善解釋

科學的目標是建立能夠解釋物質世界的理論，一種理論當它具有更強大的解釋能力、能說明更廣泛的現象，以及解釋一致而簡潔時，才能被人們接受。因此在科學課中學生所形成的解釋如果能夠解釋多種現象，那么這種解釋才是完善的。反之，那就需要對解釋進行更深入的論證，使之更加詳盡和精確。

總之，“解釋”這是一種有意義的科學實踐方式，它帶領著學生努力去理解科學現象，而不是去復制課本或者其他權威所傳播的科學知識。作為一線的科學教育工作者，我們有權利和有義務去創造一種寬松的氛圍，讓學生在形成更完善的解釋的過程中不怕犯錯和迷信權威，更加自主地參與到“建構解釋”這種活動中去。

【參考文獻】

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