王明祥

摘要所謂“進(jìn)階”通常指從低級到高級的過程，或是在原來的基礎(chǔ)上有較大程度提高的過程。小學(xué)科學(xué)單元教學(xué)，要融合進(jìn)階理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，通過實驗創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力，更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到解釋是從事科學(xué)研究必不可少的方法之一，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。在教學(xué)實踐中，更多的是用創(chuàng)新實驗方法帶來學(xué)生思維的活躍，促進(jìn)學(xué)生動手動腦、學(xué)用結(jié)合，為今后學(xué)習(xí)提供方法創(chuàng)新和思維創(chuàng)新的保障。

關(guān)鍵詞 進(jìn)階理念 科學(xué)探究 科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.30.013

Exploration and Reflection on Designing Teaching with Advanced Concept

WANG Mingxiang

（Jiangsu Jurong Teacher Development Center， Zhenjiang， Jiangsu 212400）

Abstract： The so-called "advanced" usually refers to the process from low level to high level， or the pro？ cess of greatly improving on the original basis. Primary school science unit teaching should integrate advanced ideas for teaching design， stimulate students’ interest in exploring science through experimental innovation， culti？ vate students’ ability to design experiments， and more importantly， let students realize that interpretation is one of the indispensable methods for scientific research， so as to promote the improvement of students’ scientific core literacy. In teaching practice， more innovative experimental methods are used to bring students’ thinking ac？ tivity， promote students’ hands and brains， and combine learning with application， so as to provide guarantee for method innovation and thinking innovation for future learning.

Keywords： advanced concept； scientific inquiry； scientific literacy

所謂“進(jìn)階”通常指從低級到高級的過程，或是在原來的基礎(chǔ)上有較大程度提高的過程。小學(xué)科學(xué)單元教學(xué)，要融合進(jìn)階理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升。在教學(xué)實踐中，我們主要采用了以下幾種方法。

積極探求真相，為進(jìn)階學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)

教學(xué)片段一：《研究磁鐵》

生：老師，我發(fā)現(xiàn)書上有一處矛盾，第39頁資料部分“指南針為什么總是一頭指南，一頭指北？科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，地球本身就是一個巨大的磁體，地球的北極吸磁鐵的N端，地球的南極吸磁鐵的S端”，也就是說地球的北極吸磁鐵的北極，地球的南極吸磁鐵的南極。不是“同極相斥，異極相吸”嗎？怎么這兒變成“同極相吸”了？我都糊涂了。

師：是啊，我在備課時也發(fā)現(xiàn)了這個問題，想知道老師是怎樣解決的嗎？

生：想！

師：我通過上網(wǎng)查閱，發(fā)現(xiàn)了事實真相。地球是一個巨大的磁體，它的北極有兩個：一個是標(biāo)示方向（北方）的地理北極，一個是標(biāo)示磁極的地磁北極。同樣，它的南極有兩個：一個是標(biāo)示方向（南方）的地理南極，一個是標(biāo)示磁極的地磁南極。有趣的是，地磁兩極與地理兩極并不重合，地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。這到初中學(xué)習(xí)物理的時候我們還會更具體的學(xué)習(xí)。

（課件出示九年級《物理》教材圖片，如圖1-A）通過圖1-A我們清楚地知道，地磁南極（北方）吸引磁鐵北極，地磁北極（南方）吸引磁鐵南極，符合“同極相斥，異極相吸”的原理。

這是我們科學(xué)書上關(guān)于地球的地磁圖片（如圖1-B），請同學(xué)們與圖1-A對比一下，你能發(fā)現(xiàn)什么嗎？

生：科學(xué)書上的地磁的N極和S極弄反了。

生：地軸是傾斜的，而科學(xué)書上沒有傾斜。

學(xué)生通過對教材的質(zhì)疑，一步一步揭示真相，了解了地球地理、地磁南北極的聯(lián)系與區(qū)別，獲得了更為豐富的關(guān)于磁鐵、磁性的知識。這一“真相”必須引導(dǎo)學(xué)生探求并揭示出來，否則學(xué)生就會得到“地球南極吸引磁鐵南極”這一個與“同極相斥、異極相吸”相互矛盾的概念，可能要一直到初中學(xué)習(xí)物理相關(guān)知識時才會“恍然大悟”，所以我認(rèn)為按照進(jìn)階理念，小學(xué)階段完全可以讓學(xué)生比較淺顯地“知其所以然”，為中學(xué)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，加深對這一知識體系的理解，同時激發(fā)他們的探究欲望，培養(yǎng)他們的質(zhì)疑的科學(xué)精神。

巧妙聯(lián)系生活，為進(jìn)階學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗

教學(xué)片段二：《怎樣移動重物》

師：為什么一些居民到路邊攤買菜自帶小電子秤呢？

生：是為了防止某些賣菜的小販扣秤。

師：“扣秤”是怎么回事？

生：就是不到一斤當(dāng)成一斤賣了，賺黑心錢。

師：咦？小販為了讓顧客很滿意，不都是把秤給你看嗎？

生：那是裝的，秤是做了“手腳”的。

師：你明白怎么做“手腳”嗎？

生：（摸頭）不明白。

師：那我們就用實驗揭開小販缺斤少兩的真相吧！

（教師指導(dǎo)學(xué)生再做杠桿尺平衡實驗，要求平衡尺右側(cè)只用一個鉤碼模擬秤砣，等學(xué)生完成實驗使平衡尺平衡之后，教師拿出一個捏緊的橡皮泥做成的“鉤碼”，請學(xué)生測一測這個“鉤碼”是多少克。）

生：45克。

師：（舉起實驗用的鉤碼）這個真鉤碼是多少克？生：50克。

師：好，我們就來看看用45克的假鉤碼來代替50克的真鉤碼會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

（教師指導(dǎo)學(xué)生在平衡尺右側(cè)取下那個真鉤碼，在相同位置掛上假鉤碼，慢慢松手，檢驗平衡尺是否平衡。）

生：不平衡了，向上翹了。

師：怎樣再讓它平衡？

生：把假鉤碼向右移動使之平衡。

師：發(fā)現(xiàn)什么了？

生：假鉤碼向右移動才能平衡。

師：如果剛才真鉤碼位置的刻度表示一斤的話，現(xiàn)在假鉤碼的位置刻度是比一斤多還是比一斤少？說明什么？

生：比一斤多。說明小販利用缺斤少兩賺錢。

師：既然減輕秤砣克數(shù)能讓物體“變重”，干脆“一不做二不休”，讓秤砣變得更輕一些，不是可以賺更多的錢嗎？行不行呢？

生：不行，如果一斤當(dāng)成兩斤來賣，買菜人用手一拎就能感覺出來。

師：是啊，這就是小販“缺斤少兩”的秘密。但是在我們肯動腦筋的同學(xué)們面前就會“現(xiàn)出原形”。

本節(jié)課教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，從緊密聯(lián)系生活入手進(jìn)行拓展并整合教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生初步了解桿秤的原理與作用，進(jìn)而揭示某些菜販“缺斤少兩”的秘密，這一過程使學(xué)生獲得了更為縝密的思維訓(xùn)練——將科學(xué)思維與數(shù)學(xué)計算相結(jié)合，從而更加深刻地理解我國古代勞動人民的智慧。同時這一過程也是很好的科學(xué)史教育的過程，因為隨著商場、地攤電子秤的廣泛使用，桿秤逐漸在人們的生活中消失，今后可能只有在博物館中才能一睹它的“芳容”。

教師可以在課堂上展示桿秤實物，觀察測量秤砣、秤鉤到手拎繩（支點）的距離，根據(jù)杠桿平衡原理了解兩個手拎繩（支點）相對應(yīng)的兩個秤桿刻度的使用方法，根據(jù)物品的重量范圍來選用支點，反映了我國古代勞動人民利用杠桿原理為生活服務(wù)的智慧。同學(xué)們體驗到了成功的樂趣，激發(fā)了探究生活中科學(xué)原理的熱情，進(jìn)一步認(rèn)識到科學(xué)是服務(wù)于生活的。

再如2019年無錫高架橋垮塌事故，教師可以根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，把“技術(shù)與工程”領(lǐng)域與現(xiàn)實生活緊密融合，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)角度分析事故原因。同時我和學(xué)生共同設(shè)計實驗進(jìn)行驗證：在單柱式橋墩的左右兩側(cè)放硬幣測試，觀察記錄共放多少枚硬幣橋面開始向下彎曲，在單柱式橋墩的一側(cè)放硬幣測試，記錄放多少枚硬幣橋面開始“垮塌”（如圖2）；換作雙柱式橋墩測試，左右兩側(cè)共放多少枚硬幣橋面開始向下彎曲，在雙柱式橋墩的一側(cè)放硬幣，共放多少枚硬幣橋面開始向下彎曲而并未“垮塌”（如圖3），引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

這既是模擬實驗又是對比實驗，培養(yǎng)了學(xué)生以生活實際為研究出發(fā)點的科學(xué)探究精神和尋找證據(jù)的驗證意識，同時針對現(xiàn)階段不少城市還有這樣單柱式橋墩的高架橋，讓學(xué)生思考采取怎樣的措施才能避免悲劇重演。這一教學(xué)資源融入了技術(shù)工程、科學(xué)實驗、現(xiàn)實生活、社會管理等多方面要素，著眼學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)積累了寶貴的生活經(jīng)驗。

努力創(chuàng)新方法，為進(jìn)階學(xué)習(xí)提供保障

教學(xué)片段三：《解釋》

為讓學(xué)生更好地了解并分析“毛細(xì)現(xiàn)象”，教師端出精心準(zhǔn)備的發(fā)芽實驗（如圖4）。

師：請同學(xué)們仔細(xì)觀察老師的這個實驗，你想提出哪些問題？你能做出哪些解釋？

生：為什么布頂端的種子能發(fā)芽？

生：為什么布“半腰”的種子都發(fā)芽了？布頂端的種子沒有全發(fā)芽？

生：我認(rèn)為布有縫隙，水能沿著縫隙向上“爬”，布頂端的種子吸足水分就發(fā)芽了。

生：我認(rèn)為水向上“爬”的時候，水分不是平均分布的，越靠近水面的地方水分越足，越往上水分越少，所以布“半腰”上的種子都發(fā)芽了，布頂端的種子沒有全部發(fā)芽。

師：這位同學(xué)解釋得真好，我的這個實驗就是利用水的“毛細(xì)現(xiàn)象”做成的，在剛才這位同學(xué)的解釋中，你們能總結(jié)一下他的觀點嗎？

生：他的觀點是：水越往上“爬”，水分就越少。

師：你們準(zhǔn)備怎樣驗證這個觀點呢？

（學(xué)生自由討論。）

生：做實驗，觀察卷紙上不同地方的水分是不是同樣多。

師：很好，這個實驗放在課后去做，請你們做好記錄與分析，并試圖解釋實驗現(xiàn)象。

（學(xué)生完成課后實驗，后續(xù)課堂上就這個問題進(jìn)行討論。）

生：水“爬”了十幾厘米，確實是水越往上“爬”，水分就越少。

生：“爬”了二十幾厘米，“爬”到一定程度就不“爬”了。

師：為什么水“爬”的高度不一樣，你們用的紙相同嗎？哪個地方不同？

生：我用的紙粗些，“爬”了十幾厘米；他用的紙細(xì)些，“爬”了二十幾厘米。說明縫隙大小不同，水“爬”的高度也不一樣。

師：是啊，我也做了這個實驗，因為重力的影響，所以，水越往上“爬”，水分就越少，不可能無限制地往上“爬”。夏天，我們把棉布的一端放進(jìn)水里，另一端埋入花盆的土里，也是利用這個原理給花“自動”澆水。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們是不是對“毛細(xì)現(xiàn)象”有了更深刻的認(rèn)識呢？你還能利用“毛細(xì)現(xiàn)象”做哪些有趣的實驗?zāi)兀?/p>

本課通過實驗創(chuàng)新，激發(fā)了學(xué)生探究科學(xué)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計實驗的能力，更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到解釋是從事科學(xué)研究必不可少的方法之一。這些對于熱愛科學(xué)的學(xué)生來說，猶如找到了一把打開科學(xué)大門的鑰匙。本課關(guān)注更多的是創(chuàng)新實驗方法帶來的學(xué)生思維的活躍，促進(jìn)學(xué)生動手動腦、學(xué)用結(jié)合，為今后學(xué)習(xí)提供方法創(chuàng)新和思維創(chuàng)新的保障。

總之，教師要把“進(jìn)階學(xué)習(xí)”的理念落實于課堂教學(xué)之中，必須牢牢樹立“用教材教而不是教教材”的教材觀，必須牢牢樹立整合拓展教學(xué)資源為我所用的拓展觀，必須牢牢樹立以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)的課堂教學(xué)設(shè)計觀，真正落實“學(xué)生是課堂的主體”的學(xué)生觀，更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。