设计《哪个传热快》教学中的进阶活动

〔摘 要〕 科学探究活动是学生建构科学概念、发展探究能力的重要载体。但在实际教学过程中，常会出现教师讲授和演示，学生机械模仿、被动学习等问题，探究活动流于形式而无实质性思维内涵，学生的科学思维发展被漠视而难以提升。而进阶式学习活动却能由表及里、层层递进，学生在进阶活动中主动参与、动手动脑，能促进科学思维迭代，提升科学思维。本文以五年级下册《哪个传热快》一课的教学实践为例，浅谈几点进阶活动设计和提升学生科学思维的策略。

〔关键词〕 小学科学；学习进阶；科学思维

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 21 007-009

一、现状：科学课探究活动之窘境

课程标准倡导以探究和实践为主的多样化学习方式，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究的过程，并且要基于学生的认知水平和知识经验，科学安排学习进阶，让学生形成初步的科学观念，具有初步的科学思维能力及探究实践能力。但在实际教学中，我们发现，小学科学课堂探究活动中容易出现以下几个问题。

（一）虚假情境，探究空间失效化

科学教师通常会通过创设有趣、生动的情境聚焦研究问题，但有时创设的情境虚假，不符合学生的实际。学生在这种情境中虽能完成探究过程，掌握科学知识，但由于缺乏真实的空间实践感，对探究目的不能深入理解，没有感受到自己所学概念、掌握能力可实际运用，易产生学习的无价值感。

（二）机械模仿，探究活动形式化

目前科学课堂上常存在学生“机械模仿”的现象，教师对探究活动缺少进阶设计与实施。在实验开展前，教师进行实验演示或播放微课指导，将实验的各个环节、注意事项悉数告诉学生，讲述完毕后，学生进行模仿实验。这样的探究活动流于形式，缺乏思考和创新，看似“热闹”，实则无实质内容，学生科学探究能力难以提升。

（三）被动学习，思维发展薄弱化

要在科学课上经历提出问题—设计实验—实施实验—交流讨论—得出结论等几个步骤，时间是非常紧迫的。因此做完实验后，教师时常会重结论而轻讨论，学生没有交流想法、问题辩论等思想碰撞的机会。这样的被动学习，学生的主体地位被漠视，科学思维能力发展受限。

二、意义：设计进阶探究活动之价值

（一）进阶式建构，推动深度学习

学习是一个不断积累与发展的过程，学生对科学概念的理解不是一蹴而就的，而是需要经过不同阶段的发展不断递进的。课堂上以学生的前概念为教学生长点，以任务驱动的方式引导学生开展系列进阶式的科学活动，由浅入深、由表及里，顺应学生的身心发展，能更有效地推动学生开展深度学习。

（二）联结式发展，提升科学思维

教学始终围绕核心概念，将关键的核心点串联起来，使聚焦—探究—研讨—拓展各个环节形成一条联结式的学习脉络。环节之间以阶梯式逻辑顺序呈现，层层递进、环环相扣。这种有结构的探究活动，能助推学生对问题有更深层次的理解与思考，能更有效提升学生分析、综合、创造等高阶科学思维。

三、实践：设计进阶探究活动之初探

基于以上思考，在执教五年级下册《哪个传热快》一课时，笔者设计了系列进阶活动，力求提升学生的科学思维。学生在生活中能感受到物体的传热快慢是不一样的，但对热的良导体和热的不良导体还没有定性认识。在本课教学中，笔者以学生的前概念为教学生长点，基于学生思维，以“不同材料热传导快慢”概念的建构、发展为线索，优化实验材料和实验方法，设计一系列进阶式的探究活动，引导学生积极动手、动口、动脑，发展学生的实践探索能力，提升科学思维能力。

（一）真实调查——锚定思维起点

学生的前概念是探究活动的起点与基础，先入为主的生活事实与体验积累，往往是前概念形成的必要条件。在教学中，笔者发现，课堂上学生听到自己真实生活中熟悉之事时，会产生强烈的学习兴趣。因此注重学生的生活体验，有效把握学生的前概念，让学生将自己感兴趣的疑问转化为可探究的科学问题，能对发展学生思维起到积极作用。

基于此，笔者课前布置了《哪个传热快》课前小调查：厨房里有各种各样的用品，请你们观察家里各种锅、锅铲等厨房用品的各部分材料，记录并思考。学生从真实的生活实际出发，观察厨房用具各部分材料的相同点并猜测这样设计的原因。课堂上再将大家的发现汇总交流，大部分学生都能发现“厨房用具的主体部分是用金属做的，接触手的部分是用塑料或木头做的”，思考原因，于是将关注点聚焦在不同材料的传热差异上，有效锚定了科学思维。

（二）活动进阶——顺应思维之变

“热传导”对学生来说是比较抽象的，因为“热”的存在和传递并不直观，需要通过具体的实验现象进行揭示。为了让学生将具体现象和科学概念联系起来，在探究活动中提升学生的科学思维，笔者顺应学生思维发展，设置了系列进阶任务：描“点”—绘“线”—铺“面”，层层递进，提供学习框架，以此帮助学生有梯度地建立科学概念，促进科学思维发展。

1.优选材料，不同材料传热快慢初了解

笔者以学生的调查发现为起点，聚焦“不同材料制成的物体在传热方面有什么不同”的问题，由此提出任务一：开展塑料、木头、金属的传热比赛。教材供参考的是：在热水中放置塑料勺、木勺、金属勺，在勺柄中段涂上蜡进行观察。但学具袋中三种勺子粗细长短并不一致。为了实验的严谨性，笔者将其替换成粗细长短一致的塑料棒、木棒和金属棒，并借助感温油墨对三种材料传热快慢差异进行可视化观察。金属棒上的感温油墨变色最快，传热速度明显快于木棒和塑料棒，是本次传热比赛的冠军。通过这一梯度的活动，能使学生建立热的良导体与热的不良导体这一概念的初步认识。

2.自主设计，铜、铝、铁的导热性能再探索

描“点”：自选实验材料。实验材料是学生获得科学知识、解决科学问题、提高探究能力的基本载体，为学生提供有结构的材料，是学生开展进阶式探究学习的基础和关键。通过任务一，学生对不同材料导热快慢有了初步了解，知道像金属那样导热性能好的物体是热的良导体，像塑料、木头那样导热性能差的物体是热的不良导体。顺应学生思维，笔者随后提问：“同样都是金属，铜、铝、铁的导热性能一样吗？谁的导热性能更好？”由此引出任务二——比较铜、铝、铁的导热性能。本次实验一共准备了三组不同材料：凡士林和牙签、感温油墨、温度传感器。学生初次接触温度传感器，比较陌生，进行介绍后，学生在小组内讨论，自主选择材料，充分激发学生的探究兴趣和思维灵活性。

绘“线”：设计实验方案。在实验设计环节，打破将实验方法和注意事项悉数告诉学生的“包办代替”式行为，而是引导学生在组内进行讨论，利用选择好的材料，自主设计一个实验方案来比较铜、铝、铁这三种金属的导热性能，并让学生将想法用“画简图+文字标注”的方式呈现出来。标加热点是为了让学生体会对比实验的公平性，考虑到加热点与三种金属棒的距离应保持一致。在这样的设计过程中，每位学生都能深入思考，充分参与设计与讨论并表达自己的想法，经过系列思维碰撞后，最终想法达成一致，共同完成实验设计，充分体现了学生的主体性，提升了思维创新能力。学生完成设计后，小组一起上台进行汇报，全班相互补充实验要点并修正，以此细化实验操作方法与注意事项。

铺“面”：研讨三组数据。学生完成实验，在获取观察到的事实之后，要引导学生对记录的数据进行逐步分析铜、铝、铁的导热性能一样吗？谁的导热性能更好？你们小组观察到什么现象能证实你们的观点？在这样的研讨中，学生将思维外显，不断丰富认识建构概念，提升思维整体性。通过三种不同方法的检验，学生发现，同样都是金属，但它们的导热速度是不同的，导热性能从好到差的排序是：铜>铝>铁。不同的方法最终指向同一个实验结果，更体现了科学的严谨性，更有说服力。利用温度传感器测温度变化进行定量分析，更加直观，深化了学生对热传导的认识。学生不仅习得了新知识，发展了实践能力，更重要的是在这个过程中提升了科学思维的创新性、灵活性与深刻性。

在研讨过程中，使用感温油墨的一个小组获得的数据异常，与事实相悖，于是笔者当即组织学生思考造成这个结果可能的原因。该小组成员认为是酒精灯火焰不稳定，加热位置不在中心所导致的，其他学生也纷纷提出自己的见解。当发现实验数据异常时，教师不能忽视，而应放大微小问题的价值，组织学生讨论并深入思考，提高科学思维严谨性。

（三）拓展迁移——助力思维提升

学生完成两个探究实验后，从建构“热的良导体和热的不良导体”进阶到“铜、铝、铁的导热性能比较”。至此，学生只是获得一种热传导快慢的事实，他们的学习还是浅表化的。只有当所学的知识在生活情境中得以迁移运用时，完成学习进阶，激发思维灵活性，深度学习才能真正发生。

在拓展环节，笔者首先展示生活中常见物品的图片，有铁锅、铁锅锅柄、锅盖把手、冰箱的散热板、防烫棉手套、热水瓶塞、保暖棉衣等。引导学生结合物体用途，判断各部分应用的是热的良导体还是热的不良导体。然后让学生分别摸一摸木制的桌面和金属制的桌腿，感受温度，而后根据所学积极开展思考并解释原因。结合身边熟悉的物体进行真实感知，学生的探究兴趣更加浓厚。最后引导学生思考：生活中用的锅一般都是采用热的良导体制成，但砂锅却用到了热的不良导体，你们知道这是为什么吗？这样的拓展迁移，不仅加深学生对科cFB5NqJRClw6/JolATMIPw==学概念的理解，还发展了学生的科学思维能力。学生感受到生活处处有科学，用心处处皆可学。

四、展望：进阶活动探究实效之思考

纵观本课教学，课前让学生开展实际调查，观察厨房用品各部分材料的相同点并猜测这样设计的原因。基于学生已有的前概念激活思维，进而引入第一个对比实验，借助感温油墨对金属、塑料、木头的传热差异进行可视化观察。学生在活动中动手动脑，将原有经验和新的科学概念融会贯通，科学思维得到发展。第二个实验，学生自主选择材料开展设计，借助凡士林、感温油墨和温度传感器，比较了铜、铝、铁的导热性能。学生在原有思维基础上，通过设计、实践、分析等活动，再次发展了科学思维。最后将新建构的科学概念进行迁移运用，回归真实的生活情境，学生的科学思维在讨论、辨析的过程中再次得到提升。

小学科学进阶活动的设计一直处于探索阶段，笔者只是结合课本内容对优化实验进行了初步探索。从三个班的教学情况来看，这样的活动设计在提升学生科学思维方面还是有一定效果的，今后，笔者会继续加强学习，深入研究，在进阶活动实践中不断总结经验，以不断提升学生的科学思维能力。

参考文献

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[2]杨新瑞.基于学习进阶的核心概念学习：以小学科学为例[J].湖北教育（科学课），2022（7）：14-16.

[3]应从祥.在概念构建中发展学生的思维：以《热在固体中的传递》为例[J].湖北教育（科学课），2018（6）：20-23.