◇焦 颖（江苏：睢宁县双沟镇中心小学）

学生是教育的主体。教育的终极目标是学生的发展，科学教育的最终目标是提高学生的科学素养。什么样的科学教学课堂才是学生喜欢的？其根本就是教师要了解学生，熟悉他们的身心发展规律，了解他们的兴趣所在，掌握他们的学习基础和现有能力，并据此来设计课堂环节，打造学生主体的科学课堂，为他们日后学习和终身发展打下牢固的基础。

一、创设情境，主动建立新科学概念

著名的发展心理学家皮亚杰的研究显示，学生参与学习的时候，头脑中并不是一张白纸。学生在学习科学之前，在日常生活中，已经对客观世界有了自己的认识，并有着自己独特的思维模式。这种在接受正式授课之前已有的知识就是学生的前概念。有时这些前概念的存在会限制学生的思考，他们很难跳出固有的认知。那么，怎样去突破思维定式呢？怎样用新的理念去培养学生的发散思维与空间想象能力呢？

（一）打破固有前概念，更新前概念

学生头脑中建立的前概念往往根深蒂固，在以往教学中我们发现，即使教学过后，学生也很容易遗忘新知识，脑海中存在的始终是前概念。或是学习过程中，哪怕得出与前概念不同的结果，学生也往往采取不相信、不认可、忽视等态度。授课教师可以通过创设情境，打破学生固有的前概念，更新前概念。

比如，新版科学教材六年级上册第二单元“地球的运动”中《昼夜交替现象》一课，是单元的起始课，编者的意图是想让学生再次经历人类对地球、宇宙及其运动的认识过程，进而学会从日常科学现象入手，借助模拟实验，找出科学规律。然而在以地球昼夜交替现象为导入的多次试教中，学生并没有提出关于地球昼夜交替现象的假说。相反，城区90%以上的学生已经有了对地球运动的认知，他们一致认为，昼夜交替现象是由地球的自转形成的，地球在自转的同时还绕着太阳公转。

于是，笔者创设了新的情境，激发学生思考。“一艘宇宙飞船，误入了M 星球，M 星球的昼夜交替现象与地球相类似，你觉得这个星球的昼夜交替现象是怎样形成的？”这样一来，学生不但跳出了固有的前概念，而且学以致用，不再肯定地认为答案只有一种，而是提出了M 星球自转、围绕另一发光星球公转、自转同时围绕发光星球公转等多种假说，甚至还提出了多星球相互运动导致昼夜交替现象形成的假说。怎样验证这些假说呢？学生设计了模拟实验。其间，他们还思考怎样寻找材料、模拟发光星球和M星球、怎样制作最适合本节课的教学具。之后，分析验证能否产生所见到的昼夜交替现象。最后教师再话锋一转，进入本节课主题。其实地球上的人类对地球、宇宙及其运动的认识过程，正是从对这些猜想的验证开始的。

（二）设计问题验证猜想，转变前概念

学生的前概念是一种模糊认识，学生有时也会提出新猜想，但这种新猜想并不会自动变成新概念。只有当这个猜想的结果展现在大家面前时，教师才能从学生的前概念中，发现学生的思维水平停留在哪里，然后针对性地设计下一个问题验证这个猜想，学生因此转变前概念，建立新概念。

如果仅仅通过学生玩几下就总结规律，貌似没有科学思维的深度，所以授课教师利用了活动教具，用卡纸做出了针筒模型和可以推动、拉伸的活塞，让学生描述自己发现的科学现象。这个过程，让学生把探究活动具象化、显现化，从而使学生在演示材料的过程中，冷静地思考，把生活经验和探究结论很自然地融合在一起，这个知识输出的过程就是学生知识内化的过程。

同样，在空气被拉伸和压缩的过程中，是哪些方面发生了改变呢？对于三年级的小学生来说是不好描述的，但是用微粒表示空气的多少，也是化抽象为具象，更有利于学生的判断和思考。学生自己画出压缩后和拉伸后空气微粒的数量，其实就是一个猜想的过程。据此，学生很好地理解了：压缩空气时，空气微粒的数量和大小都没有改变，改变的是微粒间的距离。

学生的前概念对科学概念的建立和完善有着举足轻重的影响。在教学活动中，我们要以学生的前概念为基础，并对其进行合理分析，以确定学生学习的基础和学习难点，并尝试通过改善教学材料、改进教学过程，改变教学理念等策略，引导学生通过自主探究，转变或完善科学概念。

二、着眼兴趣点，主动经历科学探究

兴趣是最强的学习内驱力。学生的兴趣点在哪里？如何引导和合理运用？

我们最先要做的是了解学生科学探究的兴趣点。学生对自己周围的科学现象和科学事实已有一定的认识和兴趣，教师在课堂教学前，运用观察、谈话、问卷调查等方式进行了解，熟悉他们的兴趣点，然后再基于学生的兴趣点进行教学设计。

在新教材三年级上册《加快溶解》教学导入中，教师先出示维生素B 的小药粒，一边示范一边对学生说：我最近身体不舒服，医生让吃药，但是我最怕吃这类小药片，只能把它溶解在水里喝掉，可是每次溶解都好慢啊，你们能帮我想一个让溶解更快的方法吗？学生在前概念的影响下自然地就想出了：“用筷子搅拌一下。”教师追问：“你是怎么想到的？”“要用热水。”“你是怎么想到的？”“我妈妈说不能喝凉水，生病要喝热水。”“那你觉得热水能不能加快药片的溶解呢？”学生做出了猜测。“那我们这节课来研究一下，好不好？”等到最后拓展环节，教师给每个学生发一块水果糖，然后提问：“怎样加快水果糖在口中的溶解速度？”此时，学生在探究经验和前概念的双重影响下，再思考加速溶解的方法有哪些，自然而然会想到嚼碎、搅拌、喝热水等方法。然后教师顺势补充了影响溶解快慢的第三个因素：颗粒大小。并出示科学上的专业工具——研钵。

为什么选择黄色的小药粒呢？首先，它是安全的；其次，它的每一粒药物都是等量的，更有利于学生控制不变量，而且方便拿取；最后，它是有颜色的，溶解在水中时，运动的黄色微粒，可以让学生清晰地看到溶解的多少、溶解的进程。从水的变色程度就可以判断溶解速度的快慢，清晰明显的实验现象更容易引起学生探究的兴趣。最大的意外就是，下课的时候，有学生跑到我跟前来，跟我说：“您别忘记喝药，只有坚持喝药，才能把病快点治好。”

对于课堂上已完成的探究活动，教师可以设计让学生进行拓展实验活动来巩固所学的知识，达到更深层次的了解，这也是项目式主题活动的另外一种安排方式。如，在学习了五上“计量时间”单元后，有学生提问：“蜡烛也可以用来计时吗？”教师可以随机引导：你怎么认为呢？怎样设计实验来证实一下你的猜测呢？你觉得燃香钟和蜡烛钟这种计时方法有哪些弊端呢？你能设计一个蜡烛（燃香）计时保护器保证它工作时不被外界因素干扰吗？然后下发主题活动设计单，让学生设计保护器，并把模型做出来，要求在下一节课交流展示。学生在已有课堂认知的基础上，此时做一个改进的小发明的思路，一定是最接近兴趣点的地方，也一定会把探究拓展到课外，并且有一个良好的结果。

三、基于能力水平，主动提升科学技能

学生的学习是为了发展，科学学习的最终目标是培养学生科学探究能力，让他们能自主地从事无人指导的探究或研究活动。学生的能力水平决定了科学学习的效率，我们所要设计的活动，不但能让学生主动参与，更需要学生在活动中提升科学技能，从而更好地参与活动。授人以鱼不如授人以渔。

（一）考虑学生现有的探究能力

学生的探究能力是学生科学学习的基础，更是科学学习的目标。学生探究能力的强弱，直接影响学生的探究效率。我们在设计教学的时候，要充分了解学生探究能力，了解他们能否完成探究活动，还是经过学习才能完成本课的探究活动，从而让学生在活动中主动提升科学技能。

比如，在《认识温度计》一课的教学中，现实中的温度计很小，对于集体学习和汇报来说有局限性，不能兼顾全体学生。特别是温度计的读数环节，对于专注力和学习力较弱的学生，达不到很好的效果。出示课件上的图片好像总少了点真实的立体感，所以教师设计超大温度计，弥补了这个探究空缺，而且课前带领学生一起做，一组做一个这样的模型。在这个项目式活动过程中，学生可以清晰地看到温度计的构造和示数与刻度的排列特点，所以在课堂使用过程中，特别是探究液柱在不同位置的温度读数时，非常有利于学生探究。后来的分组实验，每组利用自己的小温度计模型，更是事半功倍，而且让每一位学生得到了练习和巩固。

在实际的应用环节，教师让每组学生都读取教室中的实际温度，出现了很多有误差的结果。可正是这些误差，带着他们进入了研讨的环节，讨论在使用温度计的过程中出现了哪些问题、要注意哪些问题。思考和实际操作结合起来，学生探究能力又得到了新的发展。

（二）考虑学生的动手能力

学生的动手能力决定探究活动能否顺利进行，我们要先了解他们已经会什么、不会什么，再来设计我们的教学。

例如，现在的学生基本不会点火柴，让他们点燃酒精灯是有较大难度的，需要专门抽时间训练。在五上第三单元《时间在流逝》一课“燃香计时的规律”的探究活动中，需要使用火柴点燃线香，但是很多学生划火柴时手放在火柴上方，火苗很快就烧到了手的附近。整个小组学生发出惊呼，甚至受到了惊吓，操作员也只能扔掉火柴，保住双手，然后，谁也不敢再点了。所以这个环节的难点反而变成火柴的正确使用方法。又如，在摆的研究中，关于摆的实验操作，有把摆绳系在支点上的步骤，但是现在很多学生连鞋带都不会系，更没有机会去系绳子了，整个实验操作中的难点又变成系绳子。如果不想实验被这些与数据无关的因素干扰，就要想办法解决这些操作中的难点，所以上课前，教师不光要做下水实验，先随机找一个或几个学生试一下相关操作，也是必要的。

四、面向思维发展，主动参与思考

科学思维是什么？就是看到现象能想到问题，想到问题还能猜测出与之相关的因素，并能想办法验证自己的想法，然后解决问题。如果在这个探究中还能发现新的问题，并对现有的物件进行改进或创造，那就成功地实现了自主创新的境界。这种境界怎样实现？要进行有利于学生科学思维发展、科学素养提高的探究方法的训练。“你看到了什么现象？”“你认为这个现象是怎样造成的呢？”“怎样验证你的猜测？”“看到什么现象可以证明你的猜测是对的呢？”“要完成这个实验你需要哪些材料？”“我们还要注意什么？”

新教科版五年级科学上册“计量时间”单元的第一课《时间在流逝》，是一个单元的起始课。在这一课中，燃香计时的实验在整个单元的探究中起着至关重要的作用。因为它要在单元伊始给学生确立科学思考、规范实验的思想。它渗透着“物体运动的等时性”这一核心概念，又为后续整个单元的研究提供了基本的研究方法，即观测事物在一段时间内的运动变化所需的时间是否一致。所以，当出示“一炷香的时间”后，教师提问：“你有什么问题吗？”“你认为它为什么能成为计时工具呢？”“如果只给你一炷香，请问你想怎样证明它燃烧的速度是一样的呢？”

综上所述，通过打造学生主体的科学课堂，既为学生的未来自主学习和工作打下良好的基础，也有利于他们形成看待世界所需要的科学观念和思维方式。