俞旭

摘要：探究活動是科學(xué)學(xué)科重要的學(xué)習(xí)方式。以《空氣能占據(jù)空間嗎》一課教學(xué)為例，說明引導(dǎo)學(xué)生開展深度探究的教學(xué)策略：核心問題的確定要注重喚醒與聯(lián)結(jié)，探究活動的改進要突出體驗與有效，知識內(nèi)容的內(nèi)化要明晰本質(zhì)與變式，學(xué)習(xí)結(jié)果的外顯要強調(diào)遷移與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)探究活動《空氣能占據(jù)空間嗎》

探究活動是科學(xué)學(xué)科重要的學(xué)習(xí)方式。如今，很多科學(xué)教師在教學(xué)中也非常注重探究活動，期望通過探究活動幫助學(xué)生獲取知識、發(fā)展能力。但很多時候我們會發(fā)現(xiàn)，科學(xué)課堂即使有了探究活動，看起來也非常熱鬧，但“探究”之后學(xué)生也只是交流“奇特”的現(xiàn)象，而對現(xiàn)象的分析、結(jié)論的得出缺乏思考。究其原因，我認(rèn)為，這是學(xué)生的探究還浮于表面，沒有深度。那如何促進學(xué)生的深度探究？我覺得，可通過確定核心問題、改進探究活動、內(nèi)化知識內(nèi)容、外顯學(xué)習(xí)結(jié)果等來實現(xiàn)。本文以教科版小學(xué)科學(xué)三年級上冊《空氣能占據(jù)空間嗎》一課的教學(xué)為例，具體說明。

一、核心問題的確定：注重喚醒與聯(lián)結(jié)

學(xué)生進入課堂之前不是一張白紙，而是帶著經(jīng)驗的。對于所學(xué)新知，他們有自己的觀點和想法，有些經(jīng)驗是與新知一致的，有些經(jīng)驗是與新知有認(rèn)知沖突的。教師首先要做的就是喚醒學(xué)生的已有經(jīng)驗，特別是學(xué)習(xí)新知所需要的經(jīng)驗，然后將新知與已有經(jīng)驗進行有效的聯(lián)結(jié)。這樣的教學(xué)才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有根基、更能蓬勃生長。

空氣跟其他物質(zhì)一樣能占據(jù)空間嗎？這個問題對于三年級的學(xué)生來說，會存在一些爭議。學(xué)生在一年級曾經(jīng)用“占據(jù)空間”去理解形狀，通過在盒子里放入螺母、木塊、乒乓球等物體的探究來理解“占據(jù)空間”。對于看得見、摸得著的物體能占據(jù)空間，學(xué)生是容易理解的，但對于看不見、摸不著的空氣也會占據(jù)空間，學(xué)生理解起來是存在一定難度的。

本節(jié)課，教材直奔主題，通過預(yù)測“倒扣在水中的杯子內(nèi)的紙團會濕嗎”，聚焦“空氣能占據(jù)空間嗎”。顯然，這缺乏對學(xué)生已有經(jīng)驗的喚醒。對此，這樣開展教學(xué)：首先，通過往瓶子里裝沙子（固體）和水（液體）來喚醒學(xué)生“沙子和水是可以占據(jù)空間的”的已有經(jīng)驗;然后，通過“這個瓶子沒有裝沙子和水之前，是什么占據(jù)了空間？”這一問題引導(dǎo)學(xué)生說出各自的想法和判斷。學(xué)生誰也說服不了誰，于是就自然引出了本節(jié)課的課題，亦即本節(jié)課探究的核心問題——“空氣能占據(jù)空間嗎”，同時也使學(xué)生對“占據(jù)空間”這一描述有了一定的知識聯(lián)結(jié)。

二、探究活動的改進：突出體驗與有效

探究是通過相關(guān)的觀察和實驗活動進行的。要使學(xué)生進行深度探究，應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷、體驗活動過程。這就要求教師在確定了探究的核心問題之后，將其融入具體的活動中——活動不能過難或者存在學(xué)生跨不過去的障礙，即保障活動的體驗性;也不能過于簡單或者只讓學(xué)生按部就班地操作，即保障活動的有效性。

本節(jié)課，教材設(shè)置了“杯子內(nèi)放紙團倒扣壓入水中”的探究活動（如圖1），意在讓學(xué)生通過探究發(fā)現(xiàn)紙團沒有濕，從而去尋找原因，通過漂浮物（如泡沫）的位置發(fā)現(xiàn)杯子里沒有水，只有空氣，所以紙團不濕。從實際的教學(xué)效果來看，一方面，由于三年級的學(xué)生動手操作能力還不是很高，操作要求又有些復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生過于關(guān)注操作而忽視了探究活動的觀察和思考;另一方面，紙團放在杯

圖1

底，倒扣時容易掉落，有些學(xué)生探究時不注意豎直向下壓杯子，容易出現(xiàn)紙團被弄濕的狀況，使得探究活動很難繼續(xù)下去。

為了提升探究活動的體驗性，基于學(xué)生的年齡特點，緊緊圍繞核心問題“空氣能占據(jù)空間嗎”，對探究活動加以改進，將教材中的“紙團為什么不濕”的探究活動，改為小塑料球位置變化的探究活動：如圖2所示，把杯子倒扣，罩著小塑料球豎直壓入水中。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，小塑料球在倒扣杯子的底部，杯子里邊沒有水，只有空氣。由此，得出“空氣占據(jù)空間”。

圖2

為了提升探究活動的有效性，在學(xué)生開始探究前增加兩個環(huán)節(jié)：玩小塑料球和猜測小塑料球的位置。玩小塑料球就是要讓學(xué)生知道小塑料球是始終浮在水面上的，小塑料球的位置就是水面的位置，從而為學(xué)生后面有效完成探究活動做好知識鋪墊。猜測小塑料球的位置是一種前測，便于教師了解學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)識水平、主要有哪些觀點和想法，并基于學(xué)生現(xiàn)有的觀點、想法引導(dǎo)學(xué)生開展更為有效的探究。學(xué)生對于小塑料球的位置主要有三種觀點：球在上面，因為豎直向下壓杯子，水會進入杯子里，球就隨著水面浮上來了;球在下面，因為杯子里有空氣，空氣把水往下壓，球就隨著水面落下去了;球在中間，因為杯子里有空氣，但總覺得下面的水會進來一些，所以球應(yīng)該在中間。對此，學(xué)生急切地想要去探究小塑料球究竟在哪個位置。而帶著驗證猜想意味的探究活動顯然是更加有效的。

三、知識內(nèi)容的內(nèi)化：明晰本質(zhì)與變式

要實現(xiàn)深度探究，重要的是使學(xué)生通過探究知道事物的本質(zhì)屬性，全面把握事物的內(nèi)在聯(lián)系，通過本質(zhì)推導(dǎo)出若干變式，再通過變式更好地把握本質(zhì)。當(dāng)然，要使學(xué)生把握本質(zhì)，不是靠教師把結(jié)論直接告訴學(xué)生，而是靠學(xué)生自己主動去探究與思考，歸納、總結(jié)、質(zhì)疑……

本節(jié)課，學(xué)生通過小塑料球位置變化的探究活動知道了空氣能占據(jù)空間，為了使學(xué)生更好地把握知識的本質(zhì)，就需要讓學(xué)生多方位、多角度地去思考和理解。在學(xué)生“壓杯”的探究活動后，圍繞小球位置的變化進一步補充兩個拓展探究活動，幫助學(xué)生內(nèi)化所學(xué)的知識內(nèi)容。

第一個探究活動是“怎樣讓小球上來”。基于剛才的研究結(jié)果“空氣把水?dāng)D出去了，空氣占據(jù)空間，球在下面”，學(xué)生展開了激烈的討論——“只要讓水進入杯子，球就上來了?！薄翱梢园驯有币稽c，讓空氣出去一些，球就會上去一點?！薄鞍驯拥撞块_一個洞，讓空氣出來，水就會占據(jù)空間，球就會上來。”……討論完成后，教師引導(dǎo)學(xué)生通過實際操作（如圖3，在杯子底部開洞）驗證自己的猜想。

圖3

第二個探究活動是“怎樣再讓小球下去”。經(jīng)過前面的探究活動，學(xué)生會很自然地猜想：要使小球下去，就要讓杯子里的水下去;要讓杯子里的水下去，可以讓空氣再次進入杯子里。于是，學(xué)生想到了用嘴巴吹氣、用注射器或打氣筒打氣等方法，并進行了驗證（圖4所示為學(xué)生用打氣筒打氣使小球再次下沉的操作），從而進一步明晰“空氣能占據(jù)空間”這一結(jié)論，內(nèi)化于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

圖4

四、學(xué)習(xí)結(jié)果的外顯：強調(diào)遷移與應(yīng)用

明晰知識本質(zhì)與變式其實就是實現(xiàn)知識內(nèi)容的內(nèi)化，而遷移與應(yīng)用就是實現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果的外顯。就學(xué)習(xí)的過程而言，首先是內(nèi)容的內(nèi)化，然后是結(jié)果的外顯。所以，遷移與應(yīng)用不僅僅是檢驗學(xué)習(xí)的一種手段，更是學(xué)習(xí)的一種重要方式，它有利于學(xué)生的認(rèn)知由間接到直接、由抽象到形象。

本節(jié)課，在學(xué)生內(nèi)化了“空氣能占據(jù)空間”這一結(jié)論后，讓學(xué)生通過解釋“紙團不濕”和“瓶內(nèi)氣球吹不大”兩種現(xiàn)象，進行遷移與應(yīng)用，外顯學(xué)習(xí)成果。

教師首先進行引導(dǎo)：“同學(xué)們，對于‘空氣能占據(jù)空間嗎，教材又是如何探究的呢？請看書上的探究步驟，自己試著做一下，看看能得到什么結(jié)果?！边@里，將教材中的探究活動后置，作為學(xué)生直接遷移的學(xué)習(xí)素材。接著，提出應(yīng)用所學(xué)進行“瓶內(nèi)氣球吹不大”的探究活動，請班級里力氣最大的學(xué)生來吹瓶子里的氣球，結(jié)果該生臉都憋紅了也不能把氣球吹大;其他學(xué)生躍躍欲試，結(jié)果連試幾個人都做不到。教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合剛剛的小球浮沉系列探究活動思考：瓶內(nèi)有空氣占據(jù)了空間，所以氣球怎么也吹不大;要把氣球吹大，可以在瓶子底部開一個洞，因為開洞后吹氣球的過程中，空氣會被擠出來，空間就讓出來了，氣球也就能吹大了。學(xué)生應(yīng)用本節(jié)課所學(xué)有效解釋并解決了這一遷移探究問題。