基于素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)《溫度與水的變化》

科學(xué)課程倡導(dǎo)素養(yǎng)導(dǎo)向下的課堂教學(xué)。實(shí)際教學(xué)中要真正運(yùn)用好這種方式，并非易事，值得教師深入探索。教師要深讀教材編寫的基本邏輯與要義，找準(zhǔn)“引導(dǎo)學(xué)生到哪兒”和“用什么方法帶學(xué)生到那兒”的平衡點(diǎn)，通過評(píng)價(jià)判斷學(xué)生是否實(shí)現(xiàn)了能力的遷移，探索素養(yǎng)導(dǎo)向下課堂教學(xué)的新樣態(tài)。

一、依托教材，精準(zhǔn)聚焦

要上好一堂課，可以有不同的路徑，我的做法是——由終啟始。“終”是什么？在追求素養(yǎng)導(dǎo)向下課堂教學(xué)的重要一環(huán)是熟悉教學(xué)目標(biāo)，做到有的放矢，也就是說，準(zhǔn)確的教學(xué)目標(biāo)就是“終”。一線教師通常借助教師用書來把握教學(xué)目標(biāo)。但是，在日常教學(xué)中會(huì)遇到不同年級(jí)的教學(xué)內(nèi)容中有相類似的活動(dòng)編排，教師如果對(duì)教材的系統(tǒng)性不熟練，就會(huì)發(fā)生目標(biāo)定位不準(zhǔn)的情況。因此，教師要深讀教材編寫的基本邏輯與要義，精準(zhǔn)聚焦科學(xué)目標(biāo)。

1.分析教材，對(duì)比探索活動(dòng)的觀察要點(diǎn)

五年級(jí)《溫度與水的變化》一課與三年級(jí)《水沸騰了》一課的教學(xué)活動(dòng)比較相似，都是給水加熱至沸騰。如果對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的觀察要點(diǎn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有所不同（見表1）：三年級(jí)《水沸騰了》的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)落在“沸騰的現(xiàn)象觀察、沸騰的溫度”上；五年級(jí)《溫度與水的變化》的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)落在“熱量變化導(dǎo)致溫度變化、溫度變化導(dǎo)致水形態(tài)變化的觀察”上，也就是本節(jié)課“引導(dǎo)學(xué)生到哪兒”的落腳點(diǎn)。兩者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)是：前者是后者的學(xué)習(xí)起點(diǎn)和認(rèn)知基礎(chǔ)，而后者是前者的學(xué)習(xí)進(jìn)階。可見，這兩節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容是非常好的體現(xiàn)進(jìn)階思維的素材。

2.對(duì)比教學(xué)目標(biāo)，把握學(xué)情

教師在確定“學(xué)什么”的問題上，一定不能忘記“學(xué)情”因素。以“科學(xué)觀念”目標(biāo)為例，學(xué)生對(duì)于“水的三態(tài)變化的關(guān)鍵因素是溫度的變化”“水的沸點(diǎn)是100攝氏度，凝固點(diǎn)是0攝氏度”等觀念目標(biāo)已經(jīng)掌握了，因此，在五年級(jí)的課堂上教師無須再花太多的時(shí)間在這兩個(gè)目標(biāo)上。而熱量是很抽象的概念，即使對(duì)于五年級(jí)的大部分學(xué)生而言也存在理解的困難。于是，本節(jié)課的方向就更清晰了，即引導(dǎo)學(xué)生“理解熱是能量的一種表現(xiàn)形式，熱量變化導(dǎo)致了物體溫度變化”（見表2）。

表2" 兩節(jié)課的科學(xué)觀念目標(biāo)對(duì)比

[維度""""" 水沸騰了""nbsp;""" 溫度與水的變化""" 科學(xué)觀念"""""" 沸騰是水受熱超過一定溫度時(shí)發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象，沸騰過程中水的溫度不再發(fā)生變化。""" 知道水通常以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的形態(tài)存在，形態(tài)變化取決于溫度等； 理解熱是能量的一種表現(xiàn)形式，熱量變化導(dǎo)致了物體溫度變化；分析物態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)探究情況，知道水的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)。""" ]

3.對(duì)比單元架構(gòu)，明確定位

三年級(jí)“水”單元以水為對(duì)象開展探究學(xué)習(xí)。它的目標(biāo)定位在通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)水的一些基本屬性與特征，從而建構(gòu)“水是一種常見而重要的物質(zhì)”的概念。

五年級(jí)“熱”單元學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的核心概念是“能的轉(zhuǎn)化與能量守恒”，內(nèi)容要求為：舉例說出生活中常見的熱傳遞現(xiàn)象，知道熱是從溫度高的物體傳向溫度低的物體，從物體溫度高的部分傳向溫度低的部分。對(duì)比單元架構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，本課需要明確“引導(dǎo)學(xué)生到哪兒”的精準(zhǔn)定位是：“熱量是能量的一種變化的量，熱量會(huì)傳遞”“知道熱是從溫度高的物體傳向溫度低的物體，從物體溫度高的部分傳向溫度低的部分”。

二、尋找平衡，落地理念

教師用對(duì)比的方法對(duì)教學(xué)活動(dòng)的觀察要點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)、單元架構(gòu)關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析后，要明確“引導(dǎo)學(xué)生到哪兒”，思考“用什么方法帶學(xué)生到那兒”，即教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，進(jìn)而在“學(xué)的邏輯”與“教的立意”中尋找一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。

1.喚醒舊知，建立學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)

教材中的“探索一”是“整理水形態(tài)的變化與溫度的關(guān)系”。這一活動(dòng)的意圖是喚醒學(xué)生的舊知，并且試圖讓他們將舊知與新知建立關(guān)聯(lián)。于是，我設(shè)計(jì)了“承上啟下”的啟發(fā)式問題：是什么方法讓熱水溫度持續(xù)上升，并且直達(dá)沸點(diǎn)進(jìn)而汽化？問題中出現(xiàn)了“溫度持續(xù)上升”“沸點(diǎn)”“汽化”等具有因果關(guān)聯(lián)的詞語，它們可以幫助學(xué)生回憶三年級(jí)學(xué)習(xí)的關(guān)于“水的沸騰過程與現(xiàn)象”的知識(shí)，快速重溫“持續(xù)給水加熱，水的溫度不斷升高，燒杯底部出現(xiàn)小水泡，水泡不斷變大，升至水面，破裂，汽化”的科學(xué)概念。這是喚醒舊知的過程，是一種“承上”。這一啟發(fā)式問題中的“啟下”主要表現(xiàn)“是什么方法”的回答上。學(xué)生要回答這個(gè)問題并不難，因?yàn)樗麄兛吹轿以谡故緦?shí)驗(yàn)中用的是酒精燈。不過，酒精燈只是一個(gè)靜態(tài)的工具，并不是最佳答案。我的預(yù)設(shè)回答是用點(diǎn)燃的酒精燈給水加熱的方法。這個(gè)回答為接下來啟發(fā)學(xué)生提出假設(shè)鋪設(shè)了“臺(tái)階”，使得他們在關(guān)聯(lián)上面的情境后較容易提出假設(shè)——用“火”將水加熱到100攝氏度，水會(huì)沸騰，它的形態(tài)會(huì)從液態(tài)變化為氣態(tài)；將“火”撤走，停止加熱，溫度會(huì)下降，水蒸氣會(huì)變成液態(tài)的小水滴。這一假設(shè)的意義在于將“火”與“熱量”建立關(guān)聯(lián)。

2.設(shè)計(jì)記錄單，明確觀察要素

將“火”與“熱量”建立聯(lián)系之后，五年級(jí)學(xué)生均能順利作出“用‘火’加熱水后，水的溫度上升，達(dá)到100攝氏度時(shí)水會(huì)沸騰，同時(shí)產(chǎn)生大量的水蒸氣；撤走‘火’，水散熱后溫度下降（降至0攝氏度時(shí)凝固成冰）”的假設(shè)。但是，學(xué)生要觀察什么？記錄什么？匯報(bào)什么？怎么匯報(bào)？也就是觀察要素的明確，是考量教師“怎么教”的關(guān)鍵所在。于是，我設(shè)計(jì)了“給火”和“不給火”兩個(gè)情境下的對(duì)比記錄表，這樣觀察要素就十分明確了——持續(xù)給“火”，觀察并記錄溫度和水的變化；沸騰后撤走“火”（圖1中第6分鐘后撤走酒精燈），觀察并記錄溫度和水的變化。

可見，一堂課的實(shí)驗(yàn)記錄單很重要。這節(jié)課上，我提出的“給火”與“不給火”的正向和反向假設(shè)，讓學(xué)生獲得更多的尋找佐證假設(shè)信息的源頭，進(jìn)而建構(gòu)概念。

3.呈現(xiàn)多組信息，建構(gòu)科學(xué)概念

利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組織學(xué)生研討的環(huán)節(jié)是發(fā)展他們科學(xué)思維的良好時(shí)機(jī)。本課的探究實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生需要記錄一串連續(xù)的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的分析直接關(guān)系到他們對(duì)核心概念的理解與掌握。五年級(jí)學(xué)生對(duì)于折線圖并不陌生，他們具備了繪制和閱讀折線圖的能力。因此，本課中我讓學(xué)生用繪制折線圖的方式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

各組利用畫廊式展板展示本組的折線圖，學(xué)生可以在組內(nèi)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，同時(shí)對(duì)比其他組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與規(guī)律。一般來說，教學(xué)至此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)概念。但是，我將每個(gè)組的折線圖合并繪制在一張班級(jí)實(shí)驗(yàn)信息匯總表上，組織學(xué)生分析每個(gè)組的折線圖走向，縱向發(fā)現(xiàn)規(guī)律；讓學(xué)生分析幾個(gè)小組數(shù)據(jù)折線的重合度情況，橫向思考這說明了什么，從而引導(dǎo)學(xué)生自然而然地建構(gòu)“熱量變化導(dǎo)致了物體溫度變化、物體的形態(tài)變化取決于溫度”這一科學(xué)概念。

三、用好評(píng)價(jià)，應(yīng)用遷移

通過評(píng)價(jià)，教師可以檢測、診斷教學(xué)行為，推進(jìn)課堂教學(xué)，判斷學(xué)生是否到達(dá)了“預(yù)定的目的地”，是否實(shí)現(xiàn)了對(duì)知識(shí)的應(yīng)用遷移。

本課探索初始，出現(xiàn)了“火”這個(gè)學(xué)生熟知的物質(zhì)。這是學(xué)生由我的問題“熱量由誰提供”而提出的，這是一種基于學(xué)生“學(xué)”的邏輯層面的“教”。在作出猜測和設(shè)計(jì)方案的過程中，學(xué)生始終用“火”來代替熱量，順利地提出假設(shè)，并在組間的交流中，完善可行的實(shí)驗(yàn)方案，這是他們在自評(píng)與互評(píng)中的“學(xué)”。學(xué)生在匯報(bào)研討的階段，對(duì)于“加熱水，水溫上升至沸騰，撤走酒精燈，水溫下降”這個(gè)結(jié)論達(dá)成共識(shí)。

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念之一是面向全體學(xué)生，在綜合評(píng)價(jià)中，教師要注重過程性評(píng)價(jià)與表現(xiàn)性評(píng)價(jià)。為了更好地達(dá)成以評(píng)促教的目標(biāo)，在《溫度與水的變化》一課的評(píng)價(jià)方面，我特意設(shè)計(jì)難以量化卻對(duì)學(xué)生的核心素養(yǎng)至關(guān)重要的關(guān)于“態(tài)度與習(xí)慣”的評(píng)價(jià)項(xiàng)目與要求，包括課前準(zhǔn)備、認(rèn)真傾聽、器材整理、探究興趣、實(shí)事求是、追求創(chuàng)新、合作分享等維度，采用自評(píng)和組內(nèi)互評(píng)的形式，促進(jìn)每一位學(xué)生的發(fā)展。每個(gè)項(xiàng)目的最高評(píng)價(jià)為3顆星，學(xué)生可以用勾選的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

一堂有深度的、素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂學(xué)習(xí)是經(jīng)得起有難度的“問題解決”來檢測和評(píng)價(jià)的。我在本課的最后環(huán)節(jié)，將課堂內(nèi)“水”這種學(xué)習(xí)載體（媒介）推及至生活中的其他物質(zhì)——鐵水和干冰，讓學(xué)生解釋它們的由來。設(shè)計(jì)這個(gè)問題評(píng)價(jià)的是學(xué)生的應(yīng)用遷移能力與創(chuàng)新思維。

（作者單位：浙江省寧波市行知實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

參考文獻(xiàn)

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[3]郁波.科學(xué)教師教學(xué)用書（五年級(jí)下冊）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2020.