許曉春

【摘 要】玩是兒童的天性，在科學(xué)學(xué)習(xí)中，教師如果能夠利用好趣味性強(qiáng)的教學(xué)具，引領(lǐng)學(xué)生在創(chuàng)新玩法的過程中充分思考，將有效提升科學(xué)教學(xué)效果。以“土電話”這一經(jīng)典教學(xué)具為例，教師可以有意識地從掌握基本玩法中真思考、生成進(jìn)階玩法中實(shí)質(zhì)疑、發(fā)散趣味玩法中樂創(chuàng)新等三個(gè)方面嘗試發(fā)掘老材料的新價(jià)值，助力兒童的思維發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】“土電話” 經(jīng)典教學(xué)具 思維發(fā)展

一、案例背景

“土電話”在科學(xué)教學(xué)中，算是一種經(jīng)典的科學(xué)玩具，其主要揭示了聲音可以通過固體傳播的科學(xué)道理?！巴岭娫挕钡闹谱髋c操作比較簡便，且趣味性強(qiáng)，因此，它至今仍是教師們比較喜歡采用的教學(xué)具。

雖然這是一個(gè)比較經(jīng)典的教學(xué)載體，但是，在實(shí)際運(yùn)用中，教師往往會重操作、輕思考，如果從對學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)中思維的發(fā)生發(fā)展的角度加以關(guān)照，我們還可以進(jìn)一步引領(lǐng)學(xué)生發(fā)掘更多新的玩法，從而由淺層次的動(dòng)手操作引向深層次的動(dòng)腦思維。

二、案例過程

1.掌握基本玩法中真思考

【教學(xué)片段一】

（學(xué)生分組共玩“土電話”）

師：大家都會玩“土電話”了，說說你們有什么發(fā)現(xiàn)。

生：說話的聲音可以通過線傳遞到另一頭，所以，我們就聽到聲音了。

師：講得不錯(cuò)。我們發(fā)現(xiàn)，聲音可以通過線傳播。這是通過聽覺感受到的，你們還有什么其他感覺呢？

（學(xué)生帶著問題操作并討論）

生：我用手拿著杯子，發(fā)現(xiàn)它在振動(dòng)。

師：重要發(fā)現(xiàn)！你會解釋這個(gè)現(xiàn)象嗎？

生：上節(jié)課，我們已經(jīng)知道，物體振動(dòng)產(chǎn)生聲音。說話時(shí)聲帶振動(dòng)，因此產(chǎn)生了聲音。

師：那杯子怎么也會振動(dòng)呢？

生：應(yīng)該是傳遞過去的。

師：通過什么傳遞過去的呢？聲帶和杯子之間有什么？

生1：空氣。是通過空氣傳遞過去的。

生2：我知道了，傳播聲音就是傳遞振動(dòng)。

師：推理得很有道理。我們通常說，物體振動(dòng)產(chǎn)生聲音，然后以波動(dòng)的形式在物體中傳播。聲帶振動(dòng)產(chǎn)生聲音，以波動(dòng)的形式由空氣傳播到杯子，所以杯子振動(dòng)了。

師：只有這只杯子在振動(dòng)嗎？

生1：我感受到另一只杯子也在振動(dòng)。

生2：我感受到中間的線也在振動(dòng)。

師：所以，說話的聲音以波動(dòng)的形式，依次在哪些物體中傳播？

生：說話的聲音以波動(dòng)的形式由空氣傳播到杯子，再傳播到線，再到杯子，再到空氣，最后到我們的耳朵里。

師：換句話說，剛才玩“土電話”時(shí)，人的說話聲是在什么物體中傳播的？

生：空氣、杯子、線。

【解讀】觀察是科學(xué)探究過程中重要的技能之一，學(xué)生能否有效地觀察，在很大程度上決定了他們思維的廣度和深度。

在本環(huán)節(jié)中，學(xué)會玩“土電話”不難，關(guān)鍵是學(xué)生能利用自己的感覺器官進(jìn)行有效觀察。這里的觀察可以分為兩個(gè)層次：第一個(gè)層次是學(xué)生的聽覺觀察，他們在玩“土電話”時(shí)通過說與聽，能切身感受到聲音是在傳播的，而且可以進(jìn)行基本推理，聲音在線中傳播;第二個(gè)層次是有效引導(dǎo)學(xué)生改換觸覺進(jìn)一步觀察，獲得對杯子、線、空氣振動(dòng)的感知。這種感知是與學(xué)生已建構(gòu)概念——聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生，密切聯(lián)系起來的。這樣，學(xué)生通過感知獲得的信息與已有的經(jīng)驗(yàn)碰撞，將他們的思維引向縱深。

2.生成進(jìn)階玩法中實(shí)質(zhì)疑

【教學(xué)片段二】

師：在玩“土電話”時(shí)，我們已經(jīng)知道聲音可以通過杯子和線傳播。杯子和線都是什么？

生：固體。

師：那我們可不可以說聲音可以通過固體傳播呢？

生1：我覺得不可以，因?yàn)楣腆w有很多種。

生2：我認(rèn)為可以，我想其他的固體應(yīng)該也是可以傳播聲音的。

師：這是一個(gè)新問題，我們有沒有辦法來驗(yàn)證自己的想法？大家討論一下。

（學(xué)生分組討論）

生3：我們想到一個(gè)辦法，可以把中間的線換成其他的固體來試。

生4：我們小組跟你們想到一起去了，我們想用直尺、鋼筆、文具盒來試試看。

師：同學(xué)們的思維真開闊，為了方便大家研究，老師為大家準(zhǔn)備了這些材料——木棒、金屬棒、玻璃棒、塑料棒，這些都是常見的固體材料。

（學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)方案后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

師：實(shí)驗(yàn)做完了，你們有什么發(fā)現(xiàn)？

生5：這些物體都可以傳播聲音。我們現(xiàn)在可以說，聲音可以通過固體傳播。

生6：我們還發(fā)現(xiàn)用不同的固體，傳播聲音的效果各不相同。

（其他學(xué)生紛紛點(diǎn)頭表示贊同）

師：物質(zhì)有三種形態(tài)。

生：固體、氣體、液體。

師：你們又會有什么想法呢？

【解讀】在科學(xué)探究中，教師要有意識地向?qū)W生強(qiáng)調(diào)科學(xué)論證的嚴(yán)謹(jǐn)性，這是和他們就某一問題自主推理密切相關(guān)的。杯子和線可以傳播聲音，是不是就可以說固體可以傳播聲音？從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考新問題的解決策略。這是一個(gè)由具體到一般的歸納過程，是需要學(xué)生自主實(shí)踐的過程。教師適時(shí)為學(xué)生提供符合研究思路的結(jié)構(gòu)性材料，讓學(xué)生的研究得以有效進(jìn)行，從而將“先思、后行、再思”的過程體現(xiàn)在對固體可以傳播聲音的論證研究中。

在學(xué)生盡情研究得出結(jié)論后，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考，這樣一方面會生成新的發(fā)現(xiàn)值得后續(xù)研究，另一方面是引領(lǐng)學(xué)生反思整個(gè)歸納的過程，它既是一種推理方法，也是一種思維方法，進(jìn)而順理成章地引導(dǎo)學(xué)生向氣體和液體的探討遷移。

3.發(fā)散趣味玩法中樂創(chuàng)新

【教學(xué)片段三】

師：“土電話”還有什么新玩法？

師：今天我們玩的“土電話”可以實(shí)現(xiàn)多人通話嗎？

生：我們可以在線的中間再系1根線。

師：你們同意嗎？這是什么原理？

生：再系1根線，聲音又可以通過這根線向外傳播。

師：解釋得好！只能系1根線嗎？

生：不是！你想加幾根線都可以。

師：要不要試一試？

生：要！

（學(xué)生分組嘗試新玩法）

師：老師看到大家玩得很開心。“土電話”實(shí)現(xiàn)了多人通話，說明了什么？

生1：聲音可以向各個(gè)方向傳播。

生2：向聽話的同學(xué)方向傳播。

生3：向四面八方傳播。

師：你們覺得誰說得更準(zhǔn)確？

生：應(yīng)該是向四面八方傳播。

師：換句話說，線是固體。所以，我們也可以說，聲音在固體中向哪里傳播？

生：聲音在固體中是向四面八方傳播的。

師：那么，在氣體和液體中呢？

【解讀】玩“土電話”，從表面上看，是帶著學(xué)生嘗試各種玩“土電話”的方法;從本質(zhì)上看，卻是引領(lǐng)學(xué)生在操作中思考，在思考后動(dòng)手。換句話說，玩就是一種有趣的活動(dòng)，可以充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，讓他們更愿意自主地動(dòng)手、動(dòng)腦做科學(xué)。

多種玩法，更容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。所以，在本環(huán)節(jié)中，教師拋出一個(gè)話題：可以實(shí)現(xiàn)多人通話嗎？充滿趣味性的任務(wù)，引發(fā)學(xué)生的高參與度和充分思考。而學(xué)生在合作嘗試并實(shí)現(xiàn)多人通話的過程中，不僅是在體驗(yàn)快樂學(xué)習(xí)，還是在自覺思考。這時(shí)，在良好的動(dòng)腦、動(dòng)手的基礎(chǔ)上，我們再探討聲音在固體中傳播方向的問題時(shí)，學(xué)生就能更有效地建構(gòu)起相關(guān)概念，也很容易對聲音在氣體、液體中的傳播方向的問題進(jìn)一步發(fā)散思維。

三、案例反思

（一）有效觀察促兒童思維發(fā)展

科學(xué)是一門實(shí)踐性課程。實(shí)踐性體現(xiàn)在多個(gè)方面，其中一個(gè)重要方面就是有效觀察。有效的觀察活動(dòng)在某種程度上可以被認(rèn)為是科學(xué)探究的起點(diǎn)，是指學(xué)生能調(diào)動(dòng)各種感官對事物、現(xiàn)象等進(jìn)行細(xì)致、全面的感知，并在此基礎(chǔ)上親歷提出問題、做出假設(shè)、尋找證據(jù)、得到結(jié)論的科學(xué)探究過程。在本案例中，學(xué)生在玩“土電話”的過程中，通過聽覺和觸覺的觀察，發(fā)現(xiàn)“土電話”各個(gè)部分的振動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而生發(fā)出必要的思考，聚焦到對聲音傳播過程的探究。所以，有效觀察對促進(jìn)兒童思維發(fā)展有著重要價(jià)值。

筆者認(rèn)為，觀察的有效性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是學(xué)生能夠全面觀察，即學(xué)生能在操作性活動(dòng)中，比如本案例中的玩“土電話”的過程中，發(fā)現(xiàn)其中的振動(dòng)現(xiàn)象;二是學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述，即學(xué)生能將觀察到的現(xiàn)象表達(dá)出來并表達(dá)清楚;三是學(xué)生能夠主動(dòng)思考，即學(xué)生能基于觀察到的現(xiàn)象，發(fā)生思維沖突，并主動(dòng)提出問題和做出必要設(shè)想。

（二）科學(xué)論證促學(xué)生思維發(fā)展

科學(xué)課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生在科學(xué)探究過程中，要通過收集和分析信息獲取證據(jù)，經(jīng)過推理得出結(jié)論，實(shí)際上就是科學(xué)論證?？茖W(xué)論證是科學(xué)研究的重要一環(huán)，學(xué)生的科學(xué)探究也一樣，必然需要其親歷科學(xué)論證的過程，這一過程是促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的重要方面。學(xué)生親歷的科學(xué)論證，既包含科學(xué)論證意識，又包含科學(xué)論證能力。

科學(xué)論證意識，簡而言之，就是要讓學(xué)生在科學(xué)探究過程中，時(shí)刻認(rèn)識到要以證據(jù)說話，并以此來指導(dǎo)實(shí)踐。在本案例中，通過一般地玩“土電話”得出結(jié)論——聲音可以在固體中傳播，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)樽C據(jù)不足。所以，教師需要引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生尋找更多證據(jù)以證明自己的想法。

科學(xué)論證能力，包含了多個(gè)維度和要素?；趯W(xué)生特點(diǎn)，筆者認(rèn)為，特別需要在科學(xué)教學(xué)中加以關(guān)照的是推理和批判性思維能力?？茖W(xué)論證就是一種解釋推理的過程，在這一過程中，教師需要充分運(yùn)用批判性思維，讓學(xué)生學(xué)會使用更多的事實(shí)證據(jù)來支持自己的假設(shè)，并且經(jīng)歷交流反思的過程。在本案例中，學(xué)生初步假設(shè)聲音可以在固體中傳播，教師進(jìn)而引導(dǎo)他們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以尋找更多事實(shí)證據(jù)，并在獲得證據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步交流。

（三）創(chuàng)新實(shí)踐促學(xué)生思維發(fā)展

發(fā)展學(xué)生的思維，也不可忽視非邏輯思維，比如指向提出問題和解決問題的創(chuàng)新思維。而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維的行動(dòng)基礎(chǔ)，則是引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行必要的創(chuàng)新實(shí)踐。在科學(xué)教學(xué)中，教師需要有意識地設(shè)置具有趣味性、挑戰(zhàn)性、科學(xué)性的創(chuàng)新實(shí)踐任務(wù)。

針對科學(xué)學(xué)科在思維訓(xùn)練實(shí)踐方面的獨(dú)特優(yōu)勢，創(chuàng)新實(shí)踐任務(wù)應(yīng)該是立足學(xué)生生活、富有情趣、開放思維的，可以在任務(wù)中幫助學(xué)生形成思維的能動(dòng)性，最終為學(xué)生創(chuàng)新思維搭建展示平臺，提升學(xué)生的思維能力。在本案例中，教師引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新“土電話”的趣味玩法，就是一種指向?qū)W生思維發(fā)展的創(chuàng)新實(shí)踐。