沈丹

在教學(xué)科學(xué)這門學(xué)科時，讓學(xué)生有效掌握相關(guān)概念和知識是我們的教學(xué)工作正常開展的前提和基礎(chǔ)。針對這個問題，教育家張俊提出了兩種做法：第一種是直接進行概念教學(xué)，但是眾所周知，小學(xué)生的思維水平受到認(rèn)知能力的限制，所以這種方法的教學(xué)效果并不明顯;第二種方式是讓學(xué)生在自己認(rèn)知能力的基礎(chǔ)上去認(rèn)識相關(guān)概念。

一、問題來源：一個難以建構(gòu)的科學(xué)概念

一天，一位科學(xué)老師執(zhí)教公開課《地球的形狀》，教學(xué)中有一環(huán)節(jié)是根據(jù)資料，認(rèn)識古人對地球形狀的探索過程，其中一個是亞里士多德對地球形狀的推測，以下是教學(xué)片段。

亞里士多德：根據(jù)月相的變化，推斷地球的形狀。

師：（操作電腦，顯示圖片）你看到了什么？

學(xué)生1：我看到了各種不同形狀的月亮。

學(xué)生2：這是一張月相圖片。

師：這是一個月中月相的變化。古希臘學(xué)者亞里士多德根據(jù)月食的景象分析認(rèn)為，月球被地影遮住部分的邊緣是圓弧形的，所以地球是球體或近似球體。

小結(jié)：這也是古代人根據(jù)生活經(jīng)驗進行的有根據(jù)的猜想。

現(xiàn)階段，對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，主要表現(xiàn)在通過系統(tǒng)化和科學(xué)化的教育教學(xué)方法，使學(xué)生具備能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力?；谶@個前提，老師開展的小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動更多應(yīng)當(dāng)是傾向于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，而不能夠只是片面地追求教學(xué)效益。

二、問題調(diào)查：探視科學(xué)概念教學(xué)存在問題

經(jīng)過一段時間的調(diào)查研究，我發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)階段小學(xué)科學(xué)學(xué)科的概念教學(xué)中主要存在以下三個問題。

（一）以傳統(tǒng)教學(xué)為主，機械記憶

有些老師是為了“教學(xué)”而“教學(xué)”，在教學(xué)中對于一些抽象的概念性問題大多采取比較傳統(tǒng)的教學(xué)方法，強調(diào)對概念的機械記憶。但是這種教學(xué)效果并不理想，長此以往，學(xué)生對于相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣也會大大減退，是一種得不償失的做法。

例如，水的表面張力的概念，老師試圖通過一些實驗讓學(xué)生認(rèn)識水的表面張力，有硬幣滴水，讓回形針“漂”在水面上，觀察水黽在水面上行走的圖片，等等。學(xué)生體驗了，也看到了，但是什么是水的表面張力？或許還是沒有概念。再如，晝夜交替、四季的成因，宇宙這些抽象概念的教學(xué)，老師更多的還是采用傳統(tǒng)的知識講授方式，學(xué)生機械記憶居多。

（二）追求深層次的原理分析

老師為了讓學(xué)生深入理解相關(guān)概念，會講解一些基于概念原理的更深層次的知識，但是這種方法的效果往往也不太理想。因為小學(xué)生的知識水平和認(rèn)知水平都處于較低的層次，很難將這種深層次的原理理解透徹。

就比如我們對于“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”這個問題的教學(xué)，老師其實完全沒有必要講解萬有引力公式等;在《遺傳和變異》一課的教學(xué)中，也沒有必要去計算遺傳概率問題。這些都是超出學(xué)生認(rèn)識水平的內(nèi)容。

（三）無視細(xì)節(jié)，概念建構(gòu)不完善

科學(xué)課的一般思路是提出問題—做出假設(shè)—實驗驗證—得出結(jié)論。老師往往都是嚴(yán)格按照這一思路讓學(xué)生進行探究的。但問題是，課堂時間有限，學(xué)生能力不足，如果某一環(huán)節(jié)時間過長，為了完成教學(xué)任務(wù)，其他環(huán)節(jié)就會被忽視。而根據(jù)實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)分析結(jié)論一塊往往是最容易被老師“扔”掉的，但這一忽視卻恰恰會讓學(xué)生的概念建構(gòu)不完善，甚至是錯誤。

針對上述問題，本文結(jié)合自身教育教學(xué)經(jīng)驗，在下文中詳細(xì)闡述如何借助科學(xué)建模來建構(gòu)可視化的科學(xué)課堂進而進行高效的科學(xué)教學(xué)。

三、問題解決：建構(gòu)可視化科學(xué)課堂

（一）解讀——知識可視化

知識可視化，即利用一些表征手段將知識表現(xiàn)出來，其外在表現(xiàn)形式能讓人的感官直接接受，促進知識的建構(gòu)。而知識可視化的教學(xué)方法則是利用工具或方法，改進教學(xué)過程，讓抽象的概念變得更具體，讓隱藏的概念變得更明顯，讓知識更容易與學(xué)前認(rèn)知相聯(lián)系，達到最優(yōu)的教學(xué)效果。

（二）措施——化無形為有形

主題探究，加強概念建模。在引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)建模的過程中，老師可以通過引導(dǎo)學(xué)生進行主題探究這個活動，來加強對學(xué)生概念建模能力的培養(yǎng)。在這個過程中，學(xué)生可能會遇到各種困難和障礙，但老師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生通過高效的思維交流活動有效解決這些迷思和沖突，進而在此基礎(chǔ)上提出自己的想法，全面提升自身的自主創(chuàng)新能力，促進個性鮮明發(fā)展。

1.基于迷思，確定方向

以蘇教版五年級下冊第一單元“神奇的機械”中的第三課《斜坡的啟示》的教學(xué)為例。對于這一部分的內(nèi)容，我沒有按照常規(guī)方式進行講解，而是采取了主題探究的形式。在探究之前，學(xué)生普遍有幾點疑難問題：斜坡的陡峭程度和拉力的大小有什么關(guān)系？不同材料的同樣角度的斜坡所需的拉力是否相同？

2.基于沖突，合作交流

在進行主題探究的過程中，很多時候?qū)W生在實驗的過程中會產(chǎn)生各種各樣的誤差和沖突等。針對這個問題，一種非常有效的處理方式便是，讓學(xué)生通過合作探究的方式來解決這些沖突和問題，使學(xué)生的合作探究意識在這個過程中不斷得到加強，并使其思維水平得到更好的培養(yǎng)和鍛煉。

總之，思維建模是一種化抽象為具體、化復(fù)雜為簡單的實現(xiàn)思維可視化的非常有效的方法。這種教學(xué)方式完全符合現(xiàn)階段小學(xué)生的思維認(rèn)知特點，使其能夠在科學(xué)的建模環(huán)節(jié)中解決在學(xué)習(xí)過程中遇到的概念迷思，進而建立更加優(yōu)化的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為之后高年級更深層次的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。