“環形山”教學中發展小學生科學思維的策略

■王文婷

隨著科技發展，學生可以從各種媒體接觸到“地球”“太陽系”“日食”等相關知識，對神秘宇宙有著強烈的探究欲望。但是，科學教師在面對教科版六年級下冊“地球與宇宙”部分時，總會有無處下手的感覺。這不僅是因為實驗材料的準備有著種種的困難，而且這一部分的教學內容對學生來說抽象、難度大、遠離生活，導致科學課堂教師教得辛苦，學生學得無趣。因此，教師要學會對教材進行抽絲剝繭，化復雜為簡單，重新點燃學生的求知欲，讓學生經歷完整的認知過程，提升科學思維能力，這遠比告訴學生一些冷冰冰的結論、僅僅建立概念認識更重要。

一、引入環節聚焦，為思維推進做鋪墊

很多教師為了使課堂顯得熱鬧，通常采用一些費時耗力、華而不實的引入方法，白白浪費了課堂寶貴的時間，這樣做常常還會分散學生的注意力。因此，我們提倡在明確本課重點目標的基礎上，教師要通過引入環節有效聚焦，并緊抓學生思維難點，在引入環節巧妙地為突破這一難點做好鋪墊，為學生后續的科學思維的激活奠定好的基礎。

師：自古以來，人們對月球有著無限遐想，因此有了“舉頭望明月，低頭思故鄉”的情感。但是，當科學家伽利略第一次用望遠鏡觀測月球時，當人類第一次登上月球時，月球的神秘面紗于是就這樣被揭開了。課前老師讓同學們收集了關于月球的一些知識，誰來說說？

生1：月球引力大約是地球的六分之一。

生2：月球無水無空氣。

生3：月球晝夜溫差大。

師：月球表面的土壤和地球上的一樣嗎？

生4：月球土壤是由巖石碎屑和塵埃組成的。

生5：月球的地形地貌是環形山和月海。

師：剛才有同學提到了環形山。什么是環形山啊？它和地球上的山峰一樣嗎？（板書課題：環形山）

生：不一樣。

師：有什么特點？（兩分鐘時間）小組內說說月球山環形山的特點。

……

師：誰來說說環形山有什么特點？

生1：圓的。

生2：很多。

師：你們知道月球到底有多少個環形山嗎？總共有5萬多個。

生3：散亂，分布沒有規律。

生4：有大的也有小的，大小相差很大。

師：（指著照片）果然大小不一樣，最大的是貝利環形山，直徑達200多千米，可以把海南島裝下。

生5：有的深、有的淺。

師：嗯，沒錯，最深的環形山是以一位偉大的物理科學家牛頓命名的，深達8000多米。同學們真棒，發現了這么多特點！

分析：引入環節中的“回顧舊知——關于月球的相關知識”和“觀察歸納環形山的特點”，不是簡簡單單地走個過場，而是為之后學生有依據地進行“環形山成因”的推測、科學合理地選擇模擬實驗材料奠定好了思維基礎。在認識環形山特點的過程中，我用多媒體出示一組月球遠近的照片，這樣鮮明的圖片，學生能夠直觀感受到月球上基本的地貌是環形山，同時還能分析得出很多環形山的特點，此時我再適當補充環形山的一些知識。在此環節中，學生對環形山的研究興趣已經最大可能地激發出來了，并且也具備了后續學習的相關基礎，這樣的引入，是切實有效的。

二、預測環節互動，訓練學生的科學思維

預測和推斷是科學探究過程中很重要的一個環節。“地球與宇宙”這一部分的教學，更是離不開大膽的猜測，當學生面對一些天文現象時，我們要鼓勵學生根據現象、特點推測形成的原因，大膽表達自己的觀點。但在這一部分問題的推測中，學生擁有的生活經驗或已有認知少，很難做到有依據地進行推測，他們不會在推測中去思考各種觀點的可能性，不少的推測環節最后變為了天馬行空、不著邊際的幻想。

在“環形山”試講過程中，有這樣一幕——

師：誰來分享下小組討論的成果，每個小組只說猜測的其中一個成因，其他小組做好補充的準備哦！

生1：隕石撞擊。

師：有其他的猜測嗎？

生2：火山噴射。

師：仔細看看環形山還真有點像火山口呢！有不同的猜測嗎？

生3：太陽風暴。

師：還有嗎?

生4：登月艙留下來的痕跡。

師：有這個可能嗎？

生4：我覺得有啊。

師：還有其他的猜測嗎？

生5：外星人的基地。

分析：沒有任何鋪墊，讓學生天馬行空地猜想環形山形成原因，學生會提一些異想天開的想法，不難看出學生在提出這些想法時，是完全沒有去思考他的依據，一味力求與眾不同，違背了科學預測的初衷。教師也會因此處于兩難的境地，打斷否定可能會嚇退學生，置之不理可能會偏離科學的軌道，怎么辦？

在第二次試講中，我加大這一環節中教師的引導。引導學生利用之前分析環形山的特點和月球山的環境特點進行預測，并巧妙地利用師生追問、生生互動的方式，很好地避免了“胡亂式預測”的情況發生，找回了真正的科學預測，課堂情境如下——

師：那這么特別的環形山是從何而來的？是不是我們人類的登月艙遺留下來的痕跡啊？

生：不是，怎么可能有這么多嘛。

師：誰來分享下討論的成果，注意只說猜測的其中一個成因，其他同學做好補充的準備哦！

生1：隕石撞擊。

師：你是怎么想的？

生1：用石頭撞擊泥土會有一個坑。

師：好像是！老師也有類似的經歷。有沒有同學也覺得是隕石撞擊，但是有別的想法的？

生：因為宇宙中有很多隕石，其他星球也有隕石撞擊形成的坑。

師：你的科學知識真多！聽同學們這么說，老師也覺得似乎隕石撞擊好像有可能形成環形山，但是只有這一種可能嗎？還有不同于隕石撞擊的，其他的猜測嗎？

生2：火山噴射。

師：你的想法又是怎么來的？跟大家分享一下。

生2：環形山的形狀像火山口。

師：仔細看看還真有點像，有沒有同學也覺得是火山噴射，有自己的理由的？

生：火山爆發也會形成這種坑洞。

師：還有沒有其他的可能？

生3：月球本身就有的。

師：為什么這么說呢？

生3：地球上也有這種本身形成的山脈。

師：還有嗎?

分析：我在這一過程中充分鼓勵學生大膽地猜測，并啟發學生任何猜想都要有一定的依據。但在學生的猜測中，有部分是根據環形山的特點，有部分是根據月球本身的環境，也有的是胡亂憑空猜想的、沒有依據的。針對這些猜測我借助生生互動，進行補充或者是質疑，將最有可能性的保留下來，一般是隕石撞擊、火山噴射、月球本身形成的這三個猜測，還能營造出科學的氛圍，為后面的教學做好鋪墊。

三、動手前先動腦，強化學生思維的周密

由于受知識經驗和能力的限制，學生考慮問題往往缺乏周密性。在“地球與宇宙”這一部分通常采用模擬實驗的探究方式，在圍繞模擬實驗選用什么材料時，學生提出的往往是片面的、不完善的，缺乏科學性。

為了使學生的思維從模糊走向清晰，需要引導學生完善實驗材料來發展他們的思維。

師：今天我們先用一些材料模擬隕石撞擊是否能形成環形山。問題來了，用什么材料才能模擬出這么特別的環形山呢？

生：用橡皮泥做成球形當作月球，用石頭當作隕石撞擊。

師：還有其他的想法嗎？

生：用沙當作月球的表面的土壤

師：這里有兩個想法來模擬月壤，一個是用橡皮泥，一個是用沙，哪個更好呢？原因是什么呢？

生：沙，因為月球表面土壤是由塵埃和巖石碎屑組成的。

分析：教科書中的設計是先讓學生看環形山的照片，然后通過自己動手造一座相類似的環形山來猜想環形山的成因。在這個過程中學生可能會使用各種方法來造出類似的環形山，這無形中會增加教師課前實驗材料準備的難度。而且此設計的重點是在“造”環形山，對于選擇實驗材料和如何做實驗學生沒有經過周密、科學的思考，而是簡單地認為只要造出來就行了，學生的科學思維能力并沒有得到預期的提高。因此我設計的是在做模擬實驗前不是直接地呈現實驗材料，而是讓學生在動手前經過一番自己的思考，訓練學生的科學思維能力。

四、關注實驗事實，質疑中更深入反思

《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確指出，要讓學生在獲得知識的同時能“形成尊重事實，善于質疑的科學態度”，“不迷信權威”，“在科學學習中能注重事實”，那么教師在教學過程中就要以此為目標進行指導，尤其在“地球和宇宙”這一部分的內容中，不少的模擬實驗無法模擬出最為真實的情境，實驗中會存在一些無法解釋的現象，引導學生去質疑，也是培養學生科學思維應該關注的方面。

師：（展示老師現場拍攝的學生造的環形山情境）看著同學們造的環形山，老師還真以為拍攝到月球的表面了呢？現在發表一下你們對“隕石撞擊”這一推測的看法。

生1：看起來隕石撞擊好像有可能形成環形山，形狀很像，有大小，深淺也不同。

師：那是不是就能證明環形山是隕石撞擊形成的？

生1：不能。

師：造環形山的過程中有沒有什么疑問？

生1：為什么在環形山看不見隕石？

師：對啊，從照片里看我們可沒發現隕石哦！

生1：隕石撞擊后，碎在環形山里了。

師：要是你有機會登上月球，你會去尋找什么證據去證明你的猜想？

生1：要是環形山內的表層土壤的成分和下層的不一樣，就有可能是隕石碎在里面了。

師：哇，你為科學發展提供了很有價值的參考哦！隕石為什么不見了，還有沒有其他原因呢？

生2：隕石直接撞進去了。

師：要是你有一臺登月探測器，會去找什么證據啊？

生2：看看環形山內部有沒有隕石。

師：你也為科學發展貢獻了一分力量！還有嗎？

生3：隕石撞擊后彈走了。

師：很有創意，很有想法哦！不過你要是能到宇宙去尋找證據，你的工作可不容易哦！為什么呀？

生3：要在茫茫宇宙中到處尋找合適的隕石，難度很大。

師：除了對隕石不見這個存在疑問，還有別的疑問嗎？

生：為什么月球上沒有裂痕？

師：確實沒看到裂痕，這又是因為什么呢？

生：月球表面是由巖石碎屑和塵埃組成的，因此看不見裂痕。

分析：學生在討論、交流、回答問題時往往是他們科學思維活動最活躍之時，也是培養他們科學思維能力最好之時。因此，我對教材中造山活動結束的處理作了一些調整和改動，力求更好地體現本部分教學可以挖掘的一個價值——質疑，即培養學生“進一步質疑的態度和能力，更好地滲透證據意識”：在造環形山活動結束后，我引導學生將自己造的環形山與科學家們拍攝到的環形山的照片相比較，發現差異繼而思考、質疑猜測，又培養學生知道應如何進一步尋找證據來驗證自己的猜想，進而激發學生更深入探究的欲望。

五、結束環節激趣，于疑惑處主動學習

“地球與宇宙”這一部分比較特別，不像“日食和月食”那樣會有一個很明確的結論。在學習宇宙這個單元時，有些知識已經被科學家證實了，學生只要經歷驗證的過程，就可以歸納出結論。但是，科學家探索浩瀚宇宙部分的知識和環形山知識還存在著證據不足，無法充分地證明這類知識的準確性，處于假說階段。那么，學生學完這節課后很有可能會疑惑為什么沒有結論。科學教師的任務就是要激發學生進一步探究的欲望，在學生的心靈中埋下科學思維的種子，讓它生根發芽。

師：看來大家對隕石撞擊還存在著一些疑問，那火山噴射和月球本身形成這些猜測有沒有可能性呢？同學們課后可以運用我們今天所學的方法繼續去探究。事實上人類一直都沒停止過對月球的探索，例如，現在的探月工程。老師希望同學們有一天真的可以登上月球，繼續尋找月球更多的奧秘,比如今天說到的月海，它的成因又是怎樣的，都有待大家去揭開。課后有興趣的同學還可登錄相關網站了解月球更多的知識。

分析：好奇是學生的天性，興趣是學生最好的老師。“地球與宇宙”這一部分就是要培養學生繼續學習的興趣。我利用這些無法驗證的猜想、無法解釋的事實，作為學生科學探索道路上最好的向導，激勵學生進一步探究。

培養學生的科學思維能力是一個長期而系統的工作，以上只是我在教學中的幾點體會。教無定法，貴在得法，我們只要以培養科學素養為目標，真正地發展學生的科學思維，使學生掌握探究學習的方法，學會自行獲取知識，成為學習的主人，就能為學生的終身幸福奠定堅實的基礎。