在觀察與思維的交互中建構科學概念

鄭蕊 _ 北京師范大學奧林匹克花園實驗小學

所謂觀察與思維的交互，是指觀察為思維的連續提供依據，連續的思維再為觀察指明方向。在這一次次的交互過程中，逐漸構建科學概念。

在《發現生長》一課中，教師通過大量實物、圖片幫助學生逐漸完善對身體生長的認識。根據學生的思維模式，指導學生選擇不同年齡的物品，再次通過觀察，幫助學生更豐富、全面地認識生長的概念。學生在觀察與思維不斷交互的過程中，逐漸建構科學概念。

1.前測訪談，在觀察與思維的第一次交互中感知科學概念

課前，學生對于要建構的概念有一定的認識，可能是不全面的，甚至是與真理完全相悖的。因此，在上課前，要充分了解學生的前認知，在學生已有認知的基礎上進行教學。為了更好地了解學生的前認知，筆者對學生進行了前測訪談，訪談的問題是：從小到大，哪些能夠證明你生長了？訪談對象是10名二年級學生，其中，有8名學生能夠說出5-6種證明生長的證據，2名學生只能說出3-4種證據。學生所說出的這些生長特點都停留在身體外在特點的變化上，如長高了、變重了等。學生對于生長的內在能力的變化缺乏認識，因此，對生長缺乏豐富、全面的認識。

在訪談過程中，學生會觀察自己的現狀并回憶小時候的樣子，這就是在進行初步的觀察與思考，將觀察到的變化與生長變化概念相互聯系，也就是進行了第一次觀察與思維的交互，學生在此過程中感知生長的科學概念。

2.展示交流，強化式觀察與思維的交互促進科學概念的建立

根據前測結果，筆者布置了搜集生長證據的任務。任務的驅動讓學生更有目的地進行觀察與思考，并尋找證據，這也是第二次觀察與思維的交互。學生帶著搜集的證據，在課上進行交流展示。展示過程中的表達交流就是學生觀察、思考后的輸出，體現學生的思維能力和對生長概念的再次認識。在課堂展示與交流過程中，學生們帶著從家中找到的自己生長的證據，如手套、鞋、帽子、衣服等物品，將之與現在的身體進行對比，發現這些衣物都變小了，證明自己的頭、手、腳等在生長。

在觀察與思維的不斷交互下，學生初步建立生長的概念，即生長體現在外在身體的變化上。

3.建構模型，觀察助力抽象思維，豐富科學概念

在展示過程中，除了這些直觀的實物是支撐證據外，還有一些數據也是能夠證明身體生長的重要證據，如身高、體重。數字對于學生來說是抽象的，那么觀察無法為思維提供依據，交互關系斷裂。因此，教師要幫助學生搭建腳手架，將抽象數據轉化成直觀模型，為思維連續提供鏈條，思維再指導觀察，完成交互。

課堂中，教師提供學生們入學前、一年級時的身高表，讓他們進行觀察比較。但抽象的數據對于二年級的學生來說較難理解，需要學生將數據比較后再進行身高比較的二次轉化，這無疑增加了難度。因此，教師以一位學生的身高數據為依據，制作該名學生剛入學時、一年級時的人體板圖，繪制縱坐標，建構身高變化模型，這樣，學生能夠直觀地看到身高變化趨勢，而根據變化趨勢，能夠很容易預測出二年級時的身高變化。為了驗證學生們的猜想，教師在課堂上測量這名學生的身高，繼續建構模型。在直觀可視化的觀察中，完成第三次觀察與思維的交互，認識到身體是不斷生長的。此時，學生還沒有完全建構身體外在生長的概念，教師繼續引導。間隔5分鐘后，再次測量這名學生的身高，問是不是比剛才測量的身高又變高了。學生馬上意識到生長不會這么快發生，是一個較為緩慢的過程。此時，教師及時補充，我們的頭發、指甲的生長相對于身高來說是比較快的。

在此環節中，教師利用建構模型的教學策略幫助學生進行思維過渡，讓學生認識到生長是一個長期的過程，不同部位的生長速度也是不同的。

4.分類游戲，在觀察與思維的交互中建構科學概念

通過以上活動，學生已經能夠清晰地認識生長體現在外在身體的變化，但對于生長的概念還停留在外在直觀的認識上，還沒形成對于生長的內在能力的認識。教師需要進一步幫助學生建構一個豐富全面的生長概念。

筆者設計了一個分類游戲，即分別為1歲、3歲和7歲的小朋友選禮物。教師提供的禮物有水果圖形卡片、兒童繪本、文字圖書；小書包、大書包；嬰兒車、三輪車、小自行車；搖鈴玩具、積木、跳棋；不同大小的衣服等。在選禮物的過程中，學生調動自己的成長經驗，判斷、選擇合適的禮物。通過選禮物的活動，學生們發現隨著年齡的增長，孩子在智力、運動能力、身體力量和學習能力等方面都是不斷提升的，這也正是生長內在能力的體現。在這個過程中，學生利用已有的思維判斷指導行動，這正是觀察與思維不斷反復交互的結果。

觀察和思維的交互讓學習更具有針對性，促進思維發展，提升科學素養。觀察和思維是內在聯系的，觀察本身就是一種選擇和預期，觀察的作用是收集特定的證據材料。當我們帶著疑問或者求證的目的去觀察，學習便具有了明確的目標，學習效率也會大大提高。在建構生長概念的過程中，學生不斷進行觀察，將觀察的事實輸入大腦，大腦做出判斷聯想，形成新的思維，這種新的思維再指導觀察，在觀察與思維反復交互的過程中，學習有效進行。