有序开展科学探究培养学生科学素养

小学科学课程包含物质科学、生物科学、地球与宇宙科学和技术与工程四大领域。由于受到时间、空间以及模拟实验条件的限制，学生在学习地球与宇宙领域相关知识时，无法对研究对象进行直接的探究，对于科学知识的理解浮于表面。因此，在地球与宇宙领域的教学中，教师需要必须认识学生已有的生活经验和心理特点，清晰其核心科学概念，通过有效的教学方法，引导学生进行科学探究，从而完善和建构科学概念。

那么，如何有效开展教学，促进学生对地球与宇宙科学领域科学概念的掌握呢？本文以《小学科学（科教版）》（五年级下）《谁先迎来黎明》一课为例，谈谈具体做法。

一、创设有效情境，纠正错误概念

首先，在科学概念建构过程中，教师可以利用谈话、问题等方式，充分发现学生的科学前概念。然后，教师从学生的前概念出发创设问题或情境，引发学生的认知冲突，找出学生的思维困境。最后，教师以探究活动为载体，引导学生在亲身探究的过程中领悟已有的科学事实。

如笔者执教《谁先迎来黎明》时，发现学生对于黎明的概念，表达得不准确。所以，在教授本节课的内容之前，我需要纠正学生对于“黎明”的错误前概念。我以雾灵山日出的视频作为情景导入，让学生谈论日出前后的景象；接下来，出示昼夜交替分界线图，让学生初步感受昼夜交替时的现象为黎明，为接下来的模拟实验观察点选择提供基础。学生基于有效的情境，在一次次的交流和讨论中，不断地修正科学前概念，从而为下一步的学习提供保障。

二、创设结构材料，进行模拟实验

《小学科学课程标准（2017版）》指出：“地球与宇宙中的有关现象、事物和规律，具有时间和空间的复杂性，需要对它们运用实地观察、长期观测、建构模型、模拟实验、逻辑推理等方法进行研究。”由此可见，因受时间、空间的限制，学生无法对地球与宇宙的相关知识进行直接探究，所以，教师需要通过模拟实验，让学生对其有着清晰的认识。有目的的模拟实验具有一定的思维空间，能使学生获得反映事物本质属性和共同特征的感性认知。教师要为学生提供有结构的模拟实验材料，减低模拟实验的难度，减少不可控因素的影响，促进学生完善抽象的科学概念。

课堂上，有学生提出问题“北京和乌鲁木齐谁先迎来黎明？”教师需要通过实验，引导学生完成认知。在以往的教学实验中，会有许多细节需要特别注意，如手电筒保持不动；地球仪要缓慢转动；灯光和地球仪之间的距离需要调节；地球仪上的两个城市先处于背光处；学生要站在昼夜分界线上观察，等等。以往许多学生因操作难度较大，没有规范观察，得出的實验结果多以猜测为主。因此，在模拟实验材料的选择上，我以科技创新产品作为模拟实验的材料，很大程度上降低了操作的难度。这样，每个小组的成员都充分参与实验中，加深对模拟实验的认识，有利于学生形成抽象的科学概念，进而达到教学目标的目的。

三、运用推理能力，拓宽思维空间

科学概念的学习需要学习者通过新旧经验间的相互作用进行建构。在这个过程中，学生需要发挥推理能力，从而对建构起来的新概念进行迁移运用。推理能力弥补学生抽象思维能力的不足。因此，培养学生的推理能力，有助于扩宽学生的思维空间。

教师利用学生已有的生活经验，通过四段视频，即向前行驶的汽车、向后行驶的汽车、向上升的电梯和顺时针旋转的旋转木马，引导YnVrGN7rPVARxvEwpPnygXVxKD8kDAXBcosTfiIK9MQ=学生建立“相对运动”的概念。在学生理解相对运动的基础上，教师通过已有的四段视频，引发学生思考“如何借助太阳的运动方向来反推地球的自转方向”，让学生学会从太阳的东升西落推出地球的自转方向，使“自西向东”概念浮出水面。抽象概念的建构需要给予学生充足的时间观察、思考、讨论，从而内化为学生的信息，使其获得相应的科学知识。

四、借助现代设备，加强思维训练

在小学科学课堂教学中，教师如果只是向学生提供形成科学概念的感性材料，而没有引导学生充分参与思维加工活动，那么就会使学生已有的生活经验和科学概念处于“分离状态”，造成学生对科学概念认识的片面性。在地球与宇宙领域的科学概念中，许多天体运动无法通过常规操作来展示与描述，因此，需要教师提供直观形象的材料，比如微课。微课教学让学生身临其境地感受科学现象，弥补课堂教学的不足。微课教学等现代设备的教学方式，不仅培养学生自学能力，还能够帮助完善科学概念。

学生通过模拟实验，验证北京比乌鲁木齐先迎来黎明。然而，这个结论是不完整的。教师需要增加英国伦敦和美国纽约两座城市，让学生通过旋转地球仪感受伦敦和纽约的方位，引发学生进一步讨论和分析。在这个过程中，教师培养学生严密的逻辑思维，完善学生的认知结构，构建并完善“地球在不停地自西向东自转，所以越靠东边越先迎来黎明”的科学概念。

学生的年龄和认知水平决定了本节课科学概念的学习不可能是一次性完成的，而是要经过一系列反复的过程。因此，教师借助现代技术，可以直观呈现学生的思维盲点，更好地突破和完善教学难点。

综上所述，教师需要认识学生已有的生活经验和心理特点，清晰其核心科学概念，才能更好地通过有效的教学方法引导学生进行科学探究，从而完善和建构科学概念。

（作者单位：福建省晋江市第二实验小学）

（责任编辑：杨宁）