“环形山”教学中发展小学生科学思维的策略_王文婷.pdf

/202301摘要：小学科学课教学宗旨是让学生通过亲历科学探究活动，发展科学思维，提升科学素养。在“环形山”一课中，引入环节聚焦，为思维推进做铺垫；预测环节互动，训练学生科学思维；动手前先动脑，强化学生思维周密；关注实验事实，质疑中更深入反思；结束环节激趣，于疑惑处主动学习，以促进学生科学思维能力的生成。关键词：科学思维；“环形山”；地球与宇宙；小学科学课；教学方法中图分类号：G623.9文献标识码：A文章编号：1673-4289（2023）01-0064-04王文婷“环形山”教学中发展小学生科学思维的策略随着科技发展，学生可以从各种媒体接触到“地球”“太阳系”“日食”等相关知识，对神秘宇宙有着强烈的探究欲望。但是，科学教师在面对教科版六年级下册“地球与宇宙”部分时，总会有无处下手的感觉。这不仅是因为实验材料的准备有着种种的困难，而且这一部分的教学内容对学生来说抽象、难度大、远离生活，导致科学课堂教师教得辛苦，学生学得无趣。因此，教师要学会对教材进行抽丝剥茧，化复杂为简单，重新点燃学生的求知欲，让学生经历完整的认知过程，提升科学思维能力，这远比告诉学生一些冷冰冰的结论、仅仅建立概念认识更重要。一、引入环节聚焦，为思维推进做铺垫很多教师为了使课堂显得热闹，通常采用一些费时耗力、华而不实的引入方法，白白浪费了课堂宝贵的时间，这样做常常还会分散学生的注意力。因此，我们提倡在明确本课重点目标的基础上，教师要通过引入环节有效聚焦，并紧抓学生思维难点，在引入环节巧妙地为突破这一难点做好铺垫，为学生后续的科学思维的激活奠定好的基础。师：自古以来，人们对月球有着无限遐想，因此有了“举头望明月，低头思故乡”的情感。但是，当科学家伽利略第一次用望远镜观测月球时，当人类第一次登上月球时，月球的神秘面纱于是就这样被揭开了。课前老师让同学们收集了关于月球的一些知识，谁来说说？生1：月球引力大约是地球的六分之一。生2：月球无水无空气。生3：月球昼夜温差大。师：月球表面的土壤和地球上的一样吗？生4：月球土壤是由岩石碎屑和尘埃组成的。生5：月球的地形地貌是环形山和月海。师：刚才有同学提到了环形山。什么是环形山啊？它和地球上的山峰一样吗？（板书课题：环形山）生：不一样。师：有什么特点？（两分钟时间）小组内说说月球山环形山的特点。学科教学探究之路64/202301师：谁来说说环形山有什么特点？生1：圆的。生2：很多。师：你们知道月球到底有多少个环形山吗？总共有5万多个。生3：散乱，分布没有规律。生4：有大的也有小的，大小相差很大。师：（指着照片）果然大小不一样，最大的是贝利环形山，直径达200多千米，可以把海南岛装下。生5：有的深、有的浅。师：嗯，没错，最深的环形山是以一位伟大的物理科学家牛顿命名的，深达8000多米。同学们真棒，发现了这么多特点！分析：引入环节中的“回顾旧知关于月球的相关知识”和“观察归纳环形山的特点”，不是简简单单地走个过场，而是为之后学生有依据地进行“环形山成因”的推测、科学合理地选择模拟实验材料奠定好了思维基础。在认识环形山特点的过程中，我用多媒体出示一组月球远近的照片，这样鲜明的图片，学生能够直观感受到月球上基本的地貌是环形山，同时还能分析得出很多环形山的特点，此时我再适当补充环形山的一些知识。在此环节中，学生对环形山的研究兴趣已经最大可能地激发出来了，并且也具备了后续学习的相关基础，这样的引入，是切实有效的。二、预测环节互动，训练学生的科学思维预测和推断是科学探究过程中很重要的一个环节。“地球与宇宙”这一部分的教学，更是离不开大胆的猜测，当学生面对一些天文现象时，我们要鼓励学生根据现象、特点推测形成的原因，大胆表达自己的观点。但在这一部分问题的推测中，学生拥有的生活经验或已有认知少，很难做到有依据地进行推测，他们不会在推测中去思考各种观点的可能性，不少的推测环节最后变为了天马行空、不着边际的幻想。在“环形山”试讲过程中，有这样一幕师：谁来分享下小组讨论的成果，每个小组只说猜测的其中一个成因，其他小组做好补充的准备哦！生1：陨石撞击。师：有其他的猜测吗？生2：火山喷射。师：仔细看看环形山还真有点像火山口呢！有不同的猜测吗？生3：太阳风暴。师：还有吗?生4：登月舱留下来的痕迹。师：有这个可能吗？生4：我觉得有啊。师：还有其他的猜测吗？生5：外星人的基地。分析：没有任何铺垫，让学生天马行空地猜想环形山形成原因，学生会提一些异想天开的想法，不难看出学生在提出这些想法时，是完全没有去思考他的依据，一味力求与众不同，违背了科学预测的初衷。教师也会因此处于两难的境地，打断否定可能会吓退学生，置之不理可能会偏离科学的轨道，怎么办？在第二次试讲中，我加大这一环节中教师的引导。引导学生利用之前分析环形山的特点和月球山的环境特点进行预测，并巧妙地利用师生追问、生生互动的方式，很好地避免了“胡乱式预测”的情况发生，找回了真正的科学预测，课堂情境如下师：那这么特别的环形山是从何而来的？是不是我们人类的登月舱遗留下来的痕迹啊？生：不是，怎么可能有这么多嘛。师：谁来分享下讨论的成果，注意只说猜测的其中一个成因，其他同学做好补充的准备哦！生1：陨石撞击。师：你是怎么想的？生1：用石头撞击泥土会有一个坑。师：好像是！老师也有类似的经历。有没有同学也觉得是陨石撞击，但是有别的想法的？生：因为宇宙中有很多陨石，其他星球也有陨学科教学探究之路65/202301石撞击形成的坑。师：你的科学知识真多！听同学们这么说，老师也觉得似乎陨石撞击好像有可能形成环形山，但是只有这一种可能吗？还有不同于陨石撞击的，其他的猜测吗？生2：火山喷射。师：你的想法又是怎么来的？跟大家分享一下。生2：环形山的形状像火山口。师：仔细看看还真有点像，有没有同学也觉得是火山喷射，有自己的理由的？生：火山爆发也会形成这种坑洞。师：还有没有其他的可能？生3：月球本身就有的。师：为什么这么说呢？生3：地球上也有这种本身形成的山脉。师：还有吗?分析：我在这一过程中充分鼓励学生大胆地猜测，并启发学生任何猜想都要有一定的依据。但在学生的猜测中，有部分是根据环形山的特点，有部分是根据月球本身的环境，也有的是胡乱凭空猜想的、没有依据的。针对这些猜测我借助生生互动，进行补充或者是质疑，将最有可能性的保留下来，一般是陨石撞击、火山喷射、月球本身形成的这三个猜测，还能营造出科学的氛围，为后面的教学做好铺垫。三、动手前先动脑，强化学生思维的周密由于受知识经验和能力的限制，学生考虑问题往往缺乏周密性。在“地球与宇宙”这一部分通常采用模拟实验的探究方式，在围绕模拟实验选用什么材料时，学生提出的往往是片面的、不完善的，缺乏科学性。为了使学生的思维从模糊走向清晰，需要引导学生完善实验材料来发展他们的思维。师：今天我们先用一些材料模拟陨石撞击是否能形成环形山。问题来了，用什么材料才能模拟出这么特别的环形山呢？生：用橡皮泥做成球形当作月球，用石头当作陨石撞击。师：还有其他的想法吗？生：用沙当作月球的表面的土壤师：这里有两个想法来模拟月壤，一个是用橡皮泥，一个是用沙，哪个更好呢？原因是什么呢？生：沙，因为月球表面土壤是由尘埃和岩石碎屑组成的。分析：教科书中的设计是先让学生看环形山的照片，然后通过自己动手造一座相类似的环形山来猜想环形山的成因。在这个过程中学生可能会使用各种方法来造出类似的环形山，这无形中会增加教师课前实验材料准备的难度。而且此设计的重点是在“造”环形山，对于选择实验材料和如何做实验学生没有经过周密、科学的思考，而是简单地认为只要造出来就行了，学生的科学思维能力并没有得到预期的提高。因此我设计的是在做模拟实验前不是直接地呈现实验材料，而是让学生在动手前经过一番自己的思考，训练学生的科学思维能力。四、关注实验事实，质疑中更深入反思义务教育科学课程标准（2022年版）明确指出，要让学生在获得知识的同时能“形成尊重事实，善于质疑的科学态度”，“不迷信权威”，“在科学学习中能注重事实”，那么教师在教学过程中就要以此为目标进行指导，尤其在“地球和宇宙”这一部分的内容中，不少的模拟实验无法模拟出最为真实的情境，实验中会存在一些无法解释的现象，引导学生去质疑，也是培养学生科学思维应该关注的方面。师：（展示老师现场拍摄的学生造的环形山情境）看着同学们造的环形山，老师还真以为拍摄到月球的表面了呢？现在发表一下你们对“陨石撞击”这一推测的看法。生1：看起来陨石撞击好像有可能形成环形山，形状很像，有大小，深浅也不同。师：那是不是就能证明环形山是陨石撞击形成学科教学探究之路66/202301的？生1：不能。师：造环形山的过程中有没有什么疑问？生1：为什么在环形山看不见陨石？师：对啊，从照片里看我们可没发现陨石哦！生1：陨石撞击后，碎在环形山里了。师：要是你有机会登上月球，你会去寻找什么证据去证明你的猜想？生1：要是环形山内的表层土壤的成分和下层的不一样，就有可能是陨石碎在里面了。师：哇，你为科学发展提供了很有价值的参考哦！陨石为什么不见了，还有没有其他原因呢？生2：陨石直接撞进去了。师：要是你有一台登月探测器，会去找什么证据啊？生2：看看环形山内部有没有陨石。师：你也为科学发展贡献了一分力量！还有吗？生3：陨石撞击后弹走了。师：很有创意，很有想法哦！不过你要是能到宇宙去寻找证据，你的工作可不容易哦！为什么呀？生3：要在茫茫宇宙中到处寻找合适的陨石，难度很大。师：除了对陨石不见这个存在疑问，还有别的疑问吗？生：为什么月球上没有裂痕？师：确实没看到裂痕，这又是因为什么呢？生：月球表面是由岩石碎屑和尘埃组成的，因此看不见裂痕。分析：学生在讨论、交流、回答问题时往往是他们科学思维活动最活跃之时，也是培养他们科学思维能力最好之时。因此，我对教材中造山活动结束的处理作了一些调整和改动，力求更好地体现本部分教学可以挖掘的一个价值质疑，即培养学生“进一步质疑的态度和能力，更好地渗透证据意识”：在造环形山活动结束后，我引导学生将自己造的环形山与科学家们拍摄到的环形山的照片相比较，发现差异继而思考、质疑猜测，又培养学生知道应如何进一步寻找证据来验证自己的猜想，进而激发学生更深入探究的欲望。五、结束环节激趣，于疑惑处主动学习“地球与宇宙”这一部分比较特别，不像“日食和月食”那样会有一个很明确的结论。在学习宇宙这个单元时，有些知识已经被科学家证实了，学生只要经历验证的过程，就可以归纳出结论。但是，科学家探索浩瀚宇宙部分的知识和环形山知识还存在着证据不足，无法充分地证明这类知识的准确性，处于假说阶段。那么，学生学完这节课后很有可能会疑惑为什么没有结论。科学教师的任务就是要激发学生进一步探究的欲望，在学生的心灵中埋下科学思维的种子，让它生根发芽。师：看来大家对陨石撞击还存在着一些疑问，那火山喷射和月球本身形成这些猜测有没有可能性呢？同学们课后可以运用我们今天所学的方法继续去探究。事实上人类一直都没停止过对月球的探索，例如，现在的探月工程。老师希望同学们有一天真的可以登上月球，继续寻找月球更多的奥秘,比如今天说到的月海，它的成因又是怎样的，都有待大家去揭开。课后有兴趣的同学还可登录相关网站了解月球更多的知识。分析：好奇是学生的天性，兴趣是学生最好的老师。“地球与宇宙”这一部分就是要培养学生继续学习的兴趣。我利用这些无法验证的猜想、无法解释的事实，作为学生科学探索道路上最好的向导，激励学生进一步探究。培养学生的科学思维能力是一个长期而系统的工作，以上只是我在教学中的几点体会。教无定法，贵在得法，我们只要以培养科学素养为目标，真正地发展学生的科学思维，使学生掌握探究学习的方法，学会自行获取知识，成为学习的主人，就能为学生的终身幸福奠定坚实的基础。（作者单位：四川师范大学附属实验学校，成都610000）学科教学探究之路67