以构建解释发展学生科学思维

鲍峰

一、亲身体验，依据原有认知形成猜想

对于小学生来说，在学习科学之前，已经积累了大量的生活经验，虽然对周围的事物和现象只有较为浅显的看法和观念，但他们已经能提供模型来客观地解释所观察到的事物和现象。教师完全可以把教学重点落到有助于儿童通过建立模型来解释事物和现象上，以此来发展学生的科学思维。

以教科版四年级上册《运动起来会怎样（一）》一课为例，四年级学生已经知道运动起来会出现心跳加速、呼吸加快、出汗、口渴等现象，至于运动后为何会出现这些状况，他们几乎一无所知。在科学课堂中，教师可以通过情景再现、亲身体验的方法诱发学生的原有认知，激发他们的求知欲，使其对为什么会心跳加速、呼吸加快等现象展开推测，并形成初始的猜想与假设。

教学片断：

师：这是老师给大家拍的大课间跑步照片，我们知道在跑步的时候骨骼、肌肉和关节都参与了运动，此外我们身体里还发生了什么变化？

生1：心跳加快、流汗。

生2：还有呼吸加快、口渴。

师：运动后我们的身体会出现这么多的变化，那你知道为什么会这样呢？比如呼吸为什么加快了呢？

生1：新陈代谢加快，所以呼吸加快。

生2：呼吸加快是为了吸入更多的氧气。

二、亲历实验，依据实证初步形成解释

小学生猜想与假设的对象是“人类已知，学生自己未知的”，他们进行猜想与假设的依据就是学生已有的知识和经验。他们必须寻找更直接的证据来证明自己的观点是正确的，像科学家那样做实验是一种获取证据的好方法。如果实验结果和自己的猜想是一致的，那么猜想便得到了证实，这样对事物或现象的解释也就初步形成。如果实验结果和自己的猜想不一致时，那么就要修改自己的猜想，继续开展实验一直到自己的观点被证实，或者在交流中接受其他同学的解释。

以《运动起来会怎样（一）》这节课为例，学生对于“为什么运动后会呼吸加快”这个问题提出了几种不同的猜测，为了使自己的观点被更多人接受，学生必定会寻找各种证据，如“我在某本科普书上看到就是这么说的”“我在电视里看到是这么说的”，但这些证据都不是最直接的。俗话常说：“耳听为虚，眼见为实”，所以只有亲历实验才能证明一切。

教学片断：

师：同学们说了很多原因，到底谁的观点是符合事实的呢？我们先来感受一下呼吸前后空气的变化？

①体验活动：反复呼吸塑料袋里的空气，有什么感觉？

②交流自己的感受，试着解释吸进的空气和呼出的气体有什么不同。

生：反复呼吸塑料袋里的空气，我感到空气越来越不新鲜，呼吸也越来越困难了。

师：空气不新鲜和呼吸困难是什么原因造成的？

生1：可能是袋中的氧气越来越少的缘故。

生2：可能是体内排出来了一些“废气”。

师：到底是不是氧气减少了，如果是“废气”增加了，那这种废气是什么气体？怎么通过实验证明呢？

生1：找个仪器来测一下呼吸前后的气体成分。

生2：对，然后比较一下呼吸前后的气体成分。

生3：哪种气体减少了，就说明被我们人体吸收了，哪种成分增加了，就说明是我们体内排出来的。

师：同学们提出的想法真不错，那我们就来像科学家那样来做实验吧。

三、汇报交流，在多种解释中达成共识

由于学生认知水平、生活经验等因素，他们对于某一事物或现象可能会形成多种解释。当解释受到怀疑或者产生争议时，科学论证的过程就“应运而生”了，由此便会激发学生捍卫和辩护自己的观点，以及质疑和挑战别人的说法。当某一种解释在争论的过程中获胜或者多种解释合成一种解释时，科学共识也就在此时达成。

教学片断：

师：事实证明呼吸过后气体中氧气的含量减少了，所以我们反复呼吸保鲜袋中的空气后会感觉到不舒服，事实上其他气体的含量也发生了变化。

师：可以看出呼吸前后哪些气体发生了变化？哪些气体没有发生变化？

生1：氮气的含量没有发生变化，氧气减少了，二氧化碳和水蒸气增加了。

生2：呼吸是吸收了氧气，排出了二氧化碳和水。

生3：那呼吸加快也就是吸入了更多的氧气，排出了更多的二氧化碳和水蒸气吗？

生1：嗯，我同意你的观点。我还有疑问，就是那么多的氧气被吸入体内有什么作用呢？

生2：还有运动和氧气到底有什么关系呢？

四、回归生活，在运用新知中完善解释

科学的目标是建立能够解释物质世界的理论，一种理论当它具有更强大的解释能力，能说明更广泛的现象，以及解释一致而简洁时，才能被人们接受。因此在科学课中学生所形成的解释如果能够解释多种现象，这种解释才是完善的。反之，就需要对解释进行更深入的论证，使之更加详尽精确。

总之，“解释”这是一种有意义的科学实践方式，它带领着学生努力去理解科学现象，而不是去复制课本或者其他权威所传播的科学知识。作为一线的科学教育工作者，有权利和有义务去创造一种宽松的氛围，让学生在形成更完善的解释过程中不怕犯错和迷信权威，更加自主地参与到“构建解释”这种活动中去。（作者单位：江苏省苏州市工业园区方洲小学）

责任编辑：潘中原