有序開展科學探究培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

◎李偉明

有序開展科學探究培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

◎李偉明

小學科學課程包含物質科學、生物科學、地球與宇宙科學和技術與工程四大領域。由于受到時間、空間以及模擬實驗條件的限制，學生在學習地球與宇宙領域相關知識時，無法對研究對象進行直接的探究，對于科學知識的理解浮于表面。因此，在地球與宇宙領域的教學中，教師需要必須認識學生已有的生活經(jīng)驗和心理特點，清晰其核心科學概念，通過有效的教學方法，引導學生進行科學探究，從而完善和建構科學概念。

那么，如何有效開展教學，促進學生對地球與宇宙科學領域科學概念的掌握呢？本文以《小學科學（科教版）》（五年級下）《誰先迎來黎明》一課為例，談談具體做法。

一、創(chuàng)設有效情境，糾正錯誤概念

首先，在科學概念建構過程中，教師可以利用談話、問題等方式，充分發(fā)現(xiàn)學生的科學前概念。然后，教師從學生的前概念出發(fā)創(chuàng)設問題或情境，引發(fā)學生的認知沖突，找出學生的思維困境。最后，教師以探究活動為載體，引導學生在親身探究的過程中領悟已有的科學事實。

如筆者執(zhí)教《誰先迎來黎明》時，發(fā)現(xiàn)學生對于黎明的概念，表達得不準確。所以，在教授本節(jié)課的內(nèi)容之前，我需要糾正學生對于“黎明”的錯誤前概念。我以霧靈山日出的視頻作為情景導入，讓學生談論日出前后的景象；接下來，出示晝夜交替分界線圖，讓學生初步感受晝夜交替時的現(xiàn)象為黎明，為接下來的模擬實驗觀察點選擇提供基礎。學生基于有效的情境，在一次次的交流和討論中，不斷地修正科學前概念，從而為下一步的學習提供保障。

二、創(chuàng)設結構材料，進行模擬實驗

《小學科學課程標準（2017版）》指出：“地球與宇宙中的有關現(xiàn)象、事物和規(guī)律，具有時間和空間的復雜性，需要對它們運用實地觀察、長期觀測、建構模型、模擬實驗、邏輯推理等方法進行研究。”由此可見，因受時間、空間的限制，學生無法對地球與宇宙的相關知識進行直接探究，所以，教師需要通過模擬實驗，讓學生對其有著清晰的認識。有目的的模擬實驗具有一定的思維空間，能使學生獲得反映事物本質屬性和共同特征的感性認知。教師要為學生提供有結構的模擬實驗材料，減低模擬實驗的難度，減少不可控因素的影響，促進學生完善抽象的科學概念。

課堂上，有學生提出問題“北京和烏魯木齊誰先迎來黎明？”教師需要通過實驗，引導學生完成認知。在以往的教學實驗中，會有許多細節(jié)需要特別注意，如手電筒保持不動；地球儀要緩慢轉動；燈光和地球儀之間的距離需要調節(jié)；地球儀上的兩個城市先處于背光處；學生要站在晝夜分界線上觀察，等等。以往許多學生因操作難度較大，沒有規(guī)范觀察，得出的實驗結果多以猜測為主。因此，在模擬實驗材料的選擇上，我以科技創(chuàng)新產(chǎn)品作為模擬實驗的材料，很大程度上降低了操作的難度。這樣，每個小組的成員都充分參與實驗中，加深對模擬實驗的認識，有利于學生形成抽象的科學概念，進而達到教學目標的目的。

三、運用推理能力，拓寬思維空間

科學概念的學習需要學習者通過新舊經(jīng)驗間的相互作用進行建構。在這個過程中，學生需要發(fā)揮推理能力，從而對建構起來的新概念進行遷移運用。推理能力彌補學生抽象思維能力的不足。因此，培養(yǎng)學生的推理能力，有助于擴寬學生的思維空間。

教師利用學生已有的生活經(jīng)驗，通過四段視頻，即向前行駛的汽車、向后行駛的汽車、向上升的電梯和順時針旋轉的旋轉木馬，引導學生建立“相對運動”的概念。在學生理解相對運動的基礎上，教師通過已有的四段視頻，引發(fā)學生思考“如何借助太陽的運動方向來反推地球的自轉方向”，讓學生學會從太陽的東升西落推出地球的自轉方向，使“自西向東”概念浮出水面。抽象概念的建構需要給予學生充足的時間觀察、思考、討論，從而內(nèi)化為學生的信息，使其獲得相應的科學知識。

四、借助現(xiàn)代設備，加強思維訓練

在小學科學課堂教學中，教師如果只是向學生提供形成科學概念的感性材料，而沒有引導學生充分參與思維加工活動，那么就會使學生已有的生活經(jīng)驗和科學概念處于“分離狀態(tài)”，造成學生對科學概念認識的片面性。在地球與宇宙領域的科學概念中，許多天體運動無法通過常規(guī)操作來展示與描述，因此，需要教師提供直觀形象的材料，比如微課。微課教學讓學生身臨其境地感受科學現(xiàn)象，彌補課堂教學的不足。微課教學等現(xiàn)代設備的教學方式，不僅培養(yǎng)學生自學能力，還能夠幫助完善科學概念。

學生通過模擬實驗，驗證北京比烏魯木齊先迎來黎明。然而，這個結論是不完整的。教師需要增加英國倫敦和美國紐約兩座城市，讓學生通過旋轉地球儀感受倫敦和紐約的方位，引發(fā)學生進一步討論和分析。在這個過程中，教師培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維，完善學生的認知結構，構建并完善“地球在不停地自西向東自轉，所以越靠東邊越先迎來黎明”的科學概念。

學生的年齡和認知水平?jīng)Q定了本節(jié)課科學概念的學習不可能是一次性完成的，而是要經(jīng)過一系列反復的過程。因此，教師借助現(xiàn)代技術，可以直觀呈現(xiàn)學生的思維盲點，更好地突破和完善教學難點。

綜上所述，教師需要認識學生已有的生活經(jīng)驗和心理特點，清晰其核心科學概念，才能更好地通過有效的教學方法引導學生進行科學探究，從而完善和建構科學概念。

（作者單位：福建省晉江市第二實驗小學）

（責任編輯：楊寧）