潘良曉 王曉峰 高青青

在教材編寫組的指導(dǎo)下，我們團(tuán)隊(duì)在浙江省瑞安市安陽(yáng)實(shí)驗(yàn)小學(xué)（城區(qū)學(xué)校）、瑞安市塘下實(shí)驗(yàn)小學(xué)（鄉(xiāng)城學(xué)校）對(duì)《呼吸與消化》單元進(jìn)行了三輪試教。試教中，我們力圖基于兒童立場(chǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生有效地開展科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

測(cè)查前概念，找準(zhǔn)學(xué)習(xí)起點(diǎn)

我們根據(jù)單元核心概念“人體具有進(jìn)行各種生命活動(dòng)所需的器官，和外界進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換”設(shè)置了19個(gè)問題，分別對(duì)城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學(xué)的60余名學(xué)生做面對(duì)面訪談，根據(jù)訪談結(jié)果設(shè)計(jì)問卷，對(duì)試教班級(jí)學(xué)生進(jìn)行前概念調(diào)查。訪談與問卷調(diào)查結(jié)果如下。

1.關(guān)于呼吸的調(diào)查

（1）對(duì)呼吸器官的認(rèn)識(shí)

為了解學(xué)生對(duì)于呼吸器官的原有認(rèn)識(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“哪些器官會(huì)參與呼吸活動(dòng)”的調(diào)查問題，大多數(shù)學(xué)生會(huì)說出“口、鼻、肺”等，少數(shù)學(xué)生會(huì)提到心臟、胃等其他器官。學(xué)生對(duì)于進(jìn)一步的問題“呼吸器官如何參與呼吸活動(dòng)”則不能清晰表述，特別是對(duì)于“肺”的認(rèn)識(shí)，多數(shù)學(xué)生不能說出肺是如何參與呼吸的。

（2）對(duì)呼吸與生命活動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)

調(diào)查顯示，四年級(jí)學(xué)生對(duì)于自己的呼吸已有一定的認(rèn)識(shí)，能明確知道自己呼吸時(shí)吸入氣體與呼出氣體存在差異。35%的學(xué)生認(rèn)為“吸入氧氣呼出二氧化碳”，30%的學(xué)生認(rèn)為“吸入氧氣和二氧化碳，呼出二氧化碳”。學(xué)生的這些認(rèn)識(shí)主要來自課外閱讀或科普節(jié)目。

學(xué)生認(rèn)為影響呼吸速度的因素主要有“運(yùn)動(dòng)”（95%）、“情緒波動(dòng)大”（55%）以及“憋氣”（27.5%）。對(duì)運(yùn)動(dòng)影響呼吸的原因，大部分學(xué)生認(rèn)為“運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)呼吸”（65%），少數(shù)學(xué)生認(rèn)為體內(nèi)氣體代謝加快（35%），他們認(rèn)為我們身體需要空氣，空氣會(huì)被身體“吃”掉、“消耗”掉。這些說明學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)與呼吸的關(guān)系還存在模糊的認(rèn)識(shí)。

關(guān)于肺活量的探查，絕大多數(shù)學(xué)生（85%）在日常生活學(xué)習(xí)中已經(jīng)聽說過肺活量，卻無法準(zhǔn)確描述什么是肺活量。這部分聽說過肺活量的學(xué)生中，50%的學(xué)生明確說明在體測(cè)過程中測(cè)量過肺活量，35%的學(xué)生測(cè)量過肺活量，但并不清楚自己測(cè)的是肺活量。

2.關(guān)于食物與消化的調(diào)查

食物是我們?nèi)祟惿娴幕A(chǔ)，是學(xué)生非常熟悉的。為了解學(xué)生的原有認(rèn)識(shí)，我們分別從食物、消化兩個(gè)方面進(jìn)行探查。

（1）食物方面的探查

探查學(xué)生的相關(guān)數(shù)據(jù)見表1，可以看出。

學(xué)生對(duì)于食物的作用已有一定認(rèn)識(shí)，并聚焦于能量、營(yíng)養(yǎng)、抵抗力。通過訪談追問，了解到學(xué)生的這些認(rèn)識(shí)主要來自與父母的日常交流。

學(xué)生對(duì)于食物的分類主要是按主食、副食，此外還有按營(yíng)養(yǎng)和食用方法分類的，這可能與他們的日常生活經(jīng)歷有關(guān)。

對(duì)于食物中的營(yíng)養(yǎng)，很多學(xué)生知道食物中含有維生素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等，但對(duì)具體食物中富含的營(yíng)養(yǎng)及其作用的認(rèn)識(shí)是不完善的。

（2）消化方面的探查

因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中有非常多的機(jī)會(huì)對(duì)牙齒進(jìn)行直接觀察，所以學(xué)生都能發(fā)現(xiàn)我們的牙齒存在明顯的差異。許多學(xué)生對(duì)于身體內(nèi)看不見的消化道只能說出（或畫出）胃、腸等經(jīng)常聽到的器官名稱，部分學(xué)生還會(huì)將心臟、肺等器官歸為消化器官。

經(jīng)歷科學(xué)實(shí)踐，建構(gòu)核心概念

1.設(shè)計(jì)適宜的學(xué)習(xí)活動(dòng)

呼吸方式可分為胸式呼吸（吸氣時(shí)腹凹陷）和腹式呼吸（吸氣時(shí)腹鼓起）。無論哪種方式，胸腔都是在變化的。在《感受我們的呼吸》一課教學(xué)前的訪談中，我們發(fā)現(xiàn)幾乎沒有學(xué)生關(guān)注到呼吸時(shí)胸腔的變化，他們認(rèn)為肚子（腹部）的變化是最明顯的。基于學(xué)生的認(rèn)識(shí)起點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下學(xué)習(xí)活動(dòng)。

活動(dòng)一：雙手分別放在肋骨和腹部，體驗(yàn)深呼吸時(shí)胸部和腹部的變化。

活動(dòng)二：借助胸腔模擬裝置來觀察呼吸過程。

活動(dòng)三：回歸到人體，描述參與呼吸的部位（器官）。

在關(guān)于食物的探查中，從學(xué)生對(duì)“選擇以下食物作為你的中餐”問題的回答中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于食物的選擇多基于個(gè)人的喜好。基于此，我們?cè)O(shè)計(jì)“菜譜初設(shè)計(jì)—一天的食物記錄—食物營(yíng)養(yǎng)辨析—基于營(yíng)養(yǎng)的菜品搭配”學(xué)習(xí)活動(dòng)（教材4～6課內(nèi)容），引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)科學(xué)概念，邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，轉(zhuǎn)變學(xué)生已有的食品搭配思維方式。

在《食物在身體里的旅行》一課的教學(xué)中，我們讓學(xué)生根據(jù)自己的想法將食物在體內(nèi)旅行的過程畫下來，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)體內(nèi)消化器官的認(rèn)識(shí)存在模糊不清甚至錯(cuò)誤的問題，集中表現(xiàn)在消化的順序及消化器官的功能上。因此，我們從學(xué)生的原有認(rèn)識(shí)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“畫一畫自己的想法—根據(jù)自己的推測(cè)開展模擬實(shí)驗(yàn)—反思自己的想法—比較人體消化系統(tǒng)圖—再次反思自己的想法”的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)他們形成對(duì)消化器官的科學(xué)認(rèn)識(shí)（如圖1）。

2.用邏輯推進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)

科學(xué)學(xué)習(xí)期望學(xué)生像科學(xué)家那樣通過一系列推理論證過程而獲得科學(xué)知識(shí)，因此，教師要關(guān)注從邏輯角度統(tǒng)觀和分析課堂上的認(rèn)知活動(dòng)。

（1）活動(dòng)與活動(dòng)之間的邏輯推進(jìn)

試教過程中，我們嘗試著用邏輯來推進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。比如《呼吸與健康生活》一課，我們將學(xué)習(xí)活動(dòng)和科學(xué)實(shí)踐、兒童認(rèn)知推進(jìn)之間的關(guān)系進(jìn)行了梳理，同時(shí)對(duì)教材內(nèi)容做了微調(diào)。

將閱讀資料部分放在體驗(yàn)活動(dòng)之后，讓學(xué)生在充分體驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)呼吸作用的本質(zhì)有深入思考。

增加一個(gè)體驗(yàn)環(huán)節(jié)，在學(xué)生完成跳動(dòng)活動(dòng)（或原地深蹲）后，挑戰(zhàn)“能否不增加呼吸的次數(shù)，保持安靜狀態(tài)下的呼吸頻率”。

學(xué)生活動(dòng)后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后保持運(yùn)動(dòng)前的呼吸頻率讓自己的身體很不舒服，從而認(rèn)識(shí)到加快呼吸可以讓我們的身體更加健康。這樣，用邏輯推進(jìn)活動(dòng)的進(jìn)展，建立起學(xué)習(xí)活動(dòng)之間的聯(lián)系，使學(xué)生的科學(xué)思維一步步深入，趨于完善與嚴(yán)密。

（2）課與課之間的邏輯推進(jìn)

在課與課之間，我們也用概念逐漸清晰、深化的邏輯來建立聯(lián)系。如《一天的食物》《食物中的營(yíng)養(yǎng)》《營(yíng)養(yǎng)要均衡》等課的學(xué)習(xí)，我們以學(xué)生“一天的食物記錄”為研究對(duì)象，給學(xué)生提供塑封紙板和子母貼。學(xué)生記錄自己一天的食物并根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)分類后，進(jìn)入后兩課的學(xué)習(xí)，可以根據(jù)學(xué)習(xí)的推進(jìn)，不斷調(diào)整自己的思考與記錄。如學(xué)習(xí)“食物中的營(yíng)養(yǎng)”后，讓學(xué)生將自己一天的食物調(diào)整為根據(jù)食物營(yíng)養(yǎng)來分類，從“吃得豐富”發(fā)展為“吃得營(yíng)養(yǎng)豐富”。在學(xué)習(xí)“營(yíng)養(yǎng)要均衡”時(shí)，將食物及營(yíng)養(yǎng)卡與膳食寶塔一一對(duì)應(yīng)，反思自己一天的食物是否吃得科學(xué)。與之配套的是設(shè)計(jì)可動(dòng)態(tài)修正的記錄表（如圖2），記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，展現(xiàn)學(xué)生概念的建構(gòu)過程。這樣，強(qiáng)化了單元內(nèi)課與課之間的聯(lián)系，將每一課的學(xué)習(xí)統(tǒng)整于單元核心概念的建構(gòu)之中。

3.選擇合適的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

教學(xué)中，我們既要認(rèn)識(shí)到兒童與科學(xué)家的共同之處，如都要經(jīng)歷一系列的實(shí)踐類型，也要認(rèn)識(shí)到兒童與科學(xué)家在科學(xué)學(xué)習(xí)中的本質(zhì)區(qū)別，如學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及對(duì)科學(xué)的理解都是有差異的。在試教中，我們正視學(xué)生的特點(diǎn)，選擇適合的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

（1）建立模型

學(xué)生科學(xué)實(shí)踐的過程也是一個(gè)建立模型的過程，“實(shí)物模型”作為學(xué)習(xí)過程中的腳手架能幫助學(xué)生從“初始模型”向“科學(xué)模型”發(fā)展。

《感受我們的呼吸》一課，學(xué)生基于初始想法，在體驗(yàn)“呼吸時(shí)身體的變化”中對(duì)呼吸過程有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，但這種認(rèn)識(shí)仍是模糊的，還屬于基于體驗(yàn)的推理。于是，教師引導(dǎo)學(xué)生開展模擬實(shí)驗(yàn)，在驗(yàn)證推理的過程中認(rèn)識(shí)呼吸過程。當(dāng)他們清楚地“看”到各呼吸器官在呼吸過程中的變化與作用后，就能借助模擬實(shí)驗(yàn)，清晰地表述呼吸的過程及各呼吸器官的作用。

在試教《營(yíng)養(yǎng)要均衡》一課時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生根據(jù)膳食寶塔設(shè)計(jì)菜譜時(shí)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求量轉(zhuǎn)化為具體的菜量存在思維盲點(diǎn)，且因?yàn)閷?duì)食物營(yíng)養(yǎng)均衡沒有直觀概念而興趣索然。為此，我們?cè)O(shè)置了一個(gè)“選食材搭配快餐”活動(dòng)：學(xué)生4人一小組，根據(jù)“膳食寶塔”中各種營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)食物營(yíng)養(yǎng)量進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換，確定要選擇的食材，到“食材商鋪”選擇食材（用仿真材料制成的食物模型）進(jìn)行菜品搭配。各小組完成搭配制作后，將成品集中在展示臺(tái)展出，圍繞“營(yíng)養(yǎng)是否均衡”進(jìn)行研討與反思?！笆澄锬Ｐ汀钡某尸F(xiàn)，使學(xué)生在建構(gòu)營(yíng)養(yǎng)均衡概念時(shí)有具象的思維支架來支撐，激發(fā)了他們濃厚的學(xué)習(xí)興趣，較好地認(rèn)識(shí)了營(yíng)養(yǎng)量與食量的關(guān)系。

（2）數(shù)據(jù)的獲取、分析與解讀

收集、分析和解讀數(shù)據(jù)的科學(xué)實(shí)踐能幫助學(xué)生提取有用信息，獲得規(guī)律性結(jié)論。本單元《呼吸與健康生活》《測(cè)量肺活量》及《營(yíng)養(yǎng)要均衡》等課涉及數(shù)據(jù)的收集與分析。試教發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的數(shù)據(jù)收集需要教師精心設(shè)計(jì)與引導(dǎo)。如《呼吸與健康生活》一課，在測(cè)量安靜狀態(tài)下每分鐘的呼吸次數(shù)的過程中容易出現(xiàn)誤差，需要引導(dǎo)學(xué)生多次測(cè)量，然后取中間值。如果學(xué)生三次測(cè)量的數(shù)值間差距太大，則建議再次測(cè)量。改變運(yùn)動(dòng)形式后呼吸次數(shù)的測(cè)量只用進(jìn)行一次，可將多個(gè)運(yùn)動(dòng)形式改變后的數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體數(shù)據(jù)與安靜狀態(tài)做對(duì)比分析（見表2）。

（3）集體論證，建構(gòu)解釋

學(xué)習(xí)的過程是個(gè)體認(rèn)知的過程，也是社會(huì)建構(gòu)的過程。學(xué)生在集體論證中既是經(jīng)歷社會(huì)性學(xué)習(xí)的過程，也是自我建構(gòu)的過程。在試教過程中，我們強(qiáng)調(diào)科學(xué)論證要貫穿教學(xué)全過程，引導(dǎo)學(xué)生在“論”中推理，在“證”中建構(gòu)。如《呼吸與健康生活》一課，我們?cè)诮虒W(xué)中設(shè)計(jì)了貫穿課堂始終的科學(xué)論證鏈（見表3）。其他課亦是如此。

依托后測(cè)評(píng)價(jià)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效

為檢驗(yàn)學(xué)生單元學(xué)習(xí)的效果，在單元學(xué)習(xí)結(jié)束后我們進(jìn)行了學(xué)習(xí)后測(cè)。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于“參與呼吸的器官”，與前測(cè)相比，教學(xué)后學(xué)生的認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確率有了較大提升，尤其是對(duì)“膈肌”作用的認(rèn)識(shí)。部分學(xué)生往往會(huì)將參與呼吸的“膈肌”歸為“呼吸器官”，這是四年級(jí)兒童對(duì)人體器官與組織的模糊認(rèn)識(shí)。在吸氣和呼氣時(shí)胸腔變化的問題中，學(xué)生則從前測(cè)的正確率18%上升到92.5%。

在比較吸進(jìn)去的氣體和呼出去的氣體有什么不一樣時(shí)，97.5%的學(xué)生認(rèn)為吸進(jìn)來的氣體氧氣多二氧化碳少，呼出去的氣體氧氣減少，二氧化碳增多。學(xué)生體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)前后呼吸次數(shù)的變化后，25%的學(xué)生充分感知運(yùn)動(dòng)后身體需要更多的氧氣。70%的學(xué)生認(rèn)為運(yùn)動(dòng)后呼吸加快，能給人提供更多的能量，這也是呼吸的本質(zhì)，即呼吸的作用是為分解體內(nèi)有機(jī)物提供能量，說明這部分學(xué)生能用學(xué)習(xí)成果解釋身體感受。5%的學(xué)生認(rèn)為運(yùn)動(dòng)后呼吸加快則肺活量增加，這部分學(xué)生已經(jīng)能將運(yùn)動(dòng)與肺活量建立聯(lián)系。所有學(xué)生都認(rèn)為肺活量大，體內(nèi)含氧量大，呼吸時(shí)釋放的能量多，運(yùn)動(dòng)的持久性也更長(zhǎng)。

在探討肺活量大小與什么有關(guān)時(shí)，超過50%的學(xué)生認(rèn)為肺活量的大小與身高、體重有關(guān)，35%的學(xué)生認(rèn)為與運(yùn)動(dòng)、性別有關(guān)，還有15%的學(xué)生認(rèn)為與年齡、健康程度及呼吸器官的大小有關(guān)，豐富多樣的答案說明學(xué)生的思考在逐漸深入。在調(diào)查“有什么辦法增大肺活量”時(shí)，80%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)該增大運(yùn)動(dòng)量來提高肺活量，原因是性別和呼吸器官無法改變，健康的改善和年齡增長(zhǎng)需要更長(zhǎng)時(shí)間。20%的學(xué)生認(rèn)為多吃飯變重和長(zhǎng)時(shí)間深呼吸也能提高肺活量。因此，在教學(xué)中我們可以組織學(xué)生研討健康的呼吸訓(xùn)練方法，進(jìn)一步幫助他們認(rèn)識(shí)呼吸訓(xùn)練與健康的關(guān)系。

在探查中我們也發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)食譜的活動(dòng)中，多數(shù)學(xué)生能做到葷素搭配和主副食搭配。但在營(yíng)養(yǎng)與食物的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)及營(yíng)養(yǎng)均衡設(shè)計(jì)方面，還有許多學(xué)生仍存在認(rèn)識(shí)模糊的問題。由此我們反思了《食物中的營(yíng)養(yǎng)》一課的教學(xué)，我們認(rèn)為，雖然在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)食物營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了辨析，但對(duì)六大營(yíng)養(yǎng)成分在各類食物中的分布的梳理不夠。于是，我們?cè)诤罄m(xù)試教中，特別留足時(shí)間，讓學(xué)生針對(duì)自己一天的食物記錄做營(yíng)養(yǎng)標(biāo)記并根據(jù)營(yíng)養(yǎng)分類，而且將這個(gè)活動(dòng)延續(xù)到《營(yíng)養(yǎng)要均衡》一課，將營(yíng)養(yǎng)與膳食寶塔中的食物對(duì)應(yīng)起來，再轉(zhuǎn)化為具體的食物量。

在課堂中，我們還用食物的實(shí)物模型，幫助學(xué)生將認(rèn)識(shí)的營(yíng)養(yǎng)成分及其數(shù)量轉(zhuǎn)化為具體的菜譜。我們鼓勵(lì)學(xué)生課后將自己設(shè)計(jì)的菜譜付諸行動(dòng)，將菜譜物化為營(yíng)養(yǎng)餐，在親子設(shè)計(jì)、制作營(yíng)養(yǎng)餐的實(shí)踐活動(dòng)中深化、應(yīng)用科學(xué)概念。