以进阶理念设计教学的探索与思考

王明祥

摘要所谓“进阶”通常指从低级到高级的过程，或是在原来的基础上有较大程度提高的过程。小学科学单元教学，要融合进阶理念进行教学设计，通过实验创新，激发学生探究科学的兴趣，培养学生设计实验的能力，更重要的是让学生认识到解释是从事科学研究必不可少的方法之一，以促进学生科学核心素养的提升。在教学实践中，更多的是用创新实验方法带来学生思维的活跃，促进学生动手动脑、学用结合，为今后学习提供方法创新和思维创新的保障。

关键词 进阶理念 科学探究 科学素养

中图分类号：G424文献标识码：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

所谓“进阶”通常指从低级到高级的过程，或是在原来的基础上有较大程度提高的过程。小学科学单元教学，要融合进阶理念进行教学设计，以促进学生科学核心素养的提升。在教学实践中，我们主要采用了以下几种方法。

积极探求真相，为进阶学习奠定基础

教学片段一：《研究磁铁》

生：老师，我发现书上有一處矛盾，第39页资料部分“指南针为什么总是一头指南，一头指北？科学家研究发现，地球本身就是一个巨大的磁体，地球的北极吸磁铁的N端，地球的南极吸磁铁的S端”，也就是说地球的北极吸磁铁的北极，地球的南极吸磁铁的南极。不是“同极相斥，异极相吸”吗？怎么这儿变成“同极相吸”了？我都糊涂了。

师：是啊，我在备课时也发现了这个问题，想知道老师是怎样解决的吗？

生：想！

师：我通过上网查阅，发现了事实真相。地球是一个巨大的磁体，它的北极有两个：一个是标示方向（北方）的地理北极，一个是标示磁极的地磁北极。同样，它的南极有两个：一个是标示方向（南方）的地理南极，一个是标示磁极的地磁南极。有趣的是，地磁两极与地理两极并不重合，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。这到初中学习物理的时候我们还会更具体的学习。

（课件出示九年级《物理》教材图片，如图1-A）通过图1-A我们清楚地知道，地磁南极（北方）吸引磁铁北极，地磁北极（南方）吸引磁铁南极，符合“同极相斥，异极相吸”的原理。

这是我们科学书上关于地球的地磁图片（如图1-B），请同学们与图1-A对比一下，你能发现什么吗？

生：科学书上的地磁的N极和S极弄反了。

生：地轴是倾斜的，而科学书上没有倾斜。

学生通过对教材的质疑，一步一步揭示真相，了解了地球地理、地磁南北极的联系与区别，获得了更为丰富的关于磁铁、磁性的知识。这一“真相”必须引导学生探求并揭示出来，否则学生就会得到“地球南极吸引磁铁南极”这一个与“同极相斥、异极相吸”相互矛盾的概念，可能要一直到初中学习物理相关知识时才会“恍然大悟”，所以我认为按照进阶理念，小学阶段完全可以让学生比较浅显地“知其所以然”，为中学学习打下基础，加深对这一知识体系的理解，同时激发他们的探究欲望，培养他们的质疑的科学精神。

巧妙联系生活，为进阶学习积累经验

教学片段二：《怎样移动重物》

师：为什么一些居民到路边摊买菜自带小电子秤呢？

生：是为了防止某些卖菜的小贩扣秤。

师：“扣秤”是怎么回事？

生：就是不到一斤当成一斤卖了，赚黑心钱。

师：咦？小贩为了让顾客很满意，不都是把秤给你看吗？

生：那是装的，秤是做了“手脚”的。

师：你明白怎么做“手脚”吗？

生：（摸头）不明白。

师：那我们就用实验揭开小贩缺斤少两的真相吧！

（教师指导学生再做杠杆尺平衡实验，要求平衡尺右侧只用一个钩码模拟秤砣，等学生完成实验使平衡尺平衡之后，教师拿出一个捏紧的橡皮泥做成的“钩码”，请学生测一测这个“钩码”是多少克。）

生：45克。

师：（举起实验用的钩码）这个真钩码是多少克？生：50克。

师：好，我们就来看看用45克的假钩码来代替50克的真钩码会出现什么现象？

（教师指导学生在平衡尺右侧取下那个真钩码，在相同位置挂上假钩码，慢慢松手，检验平衡尺是否平衡。）

生：不平衡了，向上翘了。

师：怎样再让它平衡？

生：把假钩码向右移动使之平衡。

师：发现什么了？

生：假钩码向右移动才能平衡。

师：如果刚才真钩码位置的刻度表示一斤的话，现在假钩码的位置刻度是比一斤多还是比一斤少？说明什么？

生：比一斤多。说明小贩利用缺斤少两赚钱。

师：既然减轻秤砣克数能让物体“变重”，干脆“一不做二不休”，让秤砣变得更轻一些，不是可以赚更多的钱吗？行不行呢？

生：不行，如果一斤当成两斤来卖，买菜人用手一拎就能感觉出来。

师：是啊，这就是小贩“缺斤少两”的秘密。但是在我们肯动脑筋的同学们面前就会“现出原形”。

本节课教师根据教学内容，从紧密联系生活入手进行拓展并整合教学资源，引导学生初步了解杆秤的原理与作用，进而揭示某些菜贩“缺斤少两”的秘密，这一过程使学生获得了更为缜密的思维训练——将科学思维与数学计算相结合，从而更加深刻地理解我国古代劳动人民的智慧。同时这一过程也是很好的科学史教育的过程，因为随着商场、地摊电子秤的广泛使用，杆秤逐渐在人们的生活中消失，今后可能只有在博物馆中才能一睹它的“芳容”。

教师可以在课堂上展示杆秤实物，观察测量秤砣、秤钩到手拎绳（支点）的距离，根据杠杆平衡原理了解两个手拎绳（支点）相对应的两个秤杆刻度的使用方法，根据物品的重量范围来选用支点，反映了我国古代劳动人民利用杠杆原理为生活服务的智慧。同学们体验到了成功的乐趣，激发了探究生活中科学原理的热情，进一步认识到科学是服务于生活的。

再如2019年无锡高架桥垮塌事故，教师可以根据课程标准的相关要求，把“技术与工程”领域与现实生活紧密融合，引导学生从科学角度分析事故原因。同时我和学生共同设计实验进行验证：在单柱式桥墩的左右两侧放硬币测试，观察记录共放多少枚硬币桥面开始向下弯曲，在单柱式桥墩的一侧放硬币测试，记录放多少枚硬币桥面开始“垮塌”（如图2）；换作双柱式桥墩测试，左右两侧共放多少枚硬币桥面开始向下弯曲，在双柱式桥墩的一侧放硬币，共放多少枚硬币桥面开始向下弯曲而并未“垮塌”（如图3），引导学生分析数据得出结论。

这既是模拟实验又是对比实验，培养了学生以生活实际为研究出发点的科学探究精神和寻找证据的验证意识，同时针对现阶段不少城市还有这样单柱式桥墩的高架桥，让学生思考采取怎样的措施才能避免悲剧重演。这一教学资源融入了技术工程、科学实验、现实生活、社会管理等多方面要素，着眼学生的科学素养，为今后进一步学习积累了宝贵的生活经验。

努力创新方法，为进阶学习提供保障

教学片段三：《解释》

为让学生更好地了解并分析“毛细现象”，教师端出精心准备的发芽实验（如图4）。

师：请同学们仔细观察老师的这个实验，你想提出哪些问题？你能做出哪些解释？

生：为什么布顶端的种子能发芽？

生：为什么布“半腰”的种子都发芽了？布顶端的种子没有全发芽？

生：我认为布有缝隙，水能沿着缝隙向上“爬”，布顶端的种子吸足水分就发芽了。

生：我认为水向上“爬”的时候，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”上的种子都发芽了，布顶端的种子没有全部发芽。

师：这位同学解释得真好，我的这个实验就是利用水的“毛细现象”做成的，在刚才这位同学的解释中，你们能总结一下他的观点吗？

生：他的观点是：水越往上“爬”，水分就越少。

师：你们准备怎样验证这个观点呢？

（学生自由讨论。）

生：做实验，观察卷纸上不同地方的水分是不是同样多。

师：很好，这个实验放在课后去做，请你们做好记录与分析，并试图解释实验现象。

（学生完成课后实验，后續课堂上就这个问题进行讨论。）

生：水“爬”了十几厘米，确实是水越往上“爬”，水分就越少。

生：“爬”了二十几厘米，“爬”到一定程度就不“爬”了。

师：为什么水“爬”的高度不一样，你们用的纸相同吗？哪个地方不同？

生：我用的纸粗些，“爬”了十几厘米；他用的纸细些，“爬”了二十几厘米。说明缝隙大小不同，水“爬”的高度也不一样。

师：是啊，我也做了这个实验，因为重力的影响，所以，水越往上“爬”，水分就越少，不可能无限制地往上“爬”。夏天，我们把棉布的一端放进水里，另一端埋入花盆的土里，也是利用这个原理给花“自动”浇水。通过这节课的学习，你们是不是对“毛细现象”有了更深刻的认识呢？你还能利用“毛细现象”做哪些有趣的实验呢？

本课通过实验创新，激发了学生探究科学的兴趣，培养了学生设计实验的能力，更重要的是让学生认识到解释是从事科学研究必不可少的方法之一。这些对于热爱科学的学生来说，犹如找到了一把打开科学大门的钥匙。本课关注更多的是创新实验方法带来的学生思维的活跃，促进学生动手动脑、学用结合，为今后学习提供方法创新和思维创新的保障。

总之，教师要把“进阶学习”的理念落实于课堂教学之中，必须牢牢树立“用教材教而不是教教材”的教材观，必须牢牢树立整合拓展教学资源为我所用的拓展观，必须牢牢树立以培养学生核心素养为目标的课堂教学设计观，真正落实“学生是课堂的主体”的学生观，更好地促进学生科学素养的提升。