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用集体论证支持儿童建构理解

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  • 更新时间2015-10-11
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徐莹莹

论证作为一种科学实践形式,为儿童提供了建构理解乃至发展科学素养的有效途径,支持他们在对话交流中,转变概念继而形成科学的概念架构,发展个人和社会背景方面的科学知识应用能力。

一、集体论证支持儿童将已有经验与当前研究的现象相连接

儿童在学习科学概念前已经具备了一定的经验,当他们观察演示实验或开展实验操作时,总会以自身的观念架构去认识,而非科学角度。教学不仅要唤醒、暴露这些已有经验,更要激发思维的真实参与,从而关联于当前的探究主题。比如,在探究“不同液体的流动属性”前,需要学生明了对比实验的“公平法则”,将“跑步比赛的规程”迁移到实验方案中,可以利用模拟的“赛道”和“运动员”作为“脚手架”,促进生生间的对话交流。

教学片段一:认识探究材料,交流比赛规则

(课前,教师引导学生回顾“跑步比赛”的规则,并预测四种液体的流速快慢。)

师:(一边演示,一边交流)现在,我们把这些液体——水、洗洁精、油、洗衣液,当作运动员,给你们一块板当作比赛场,可以怎样比赛?

生:弄一点在上面。

生:一点不行!要每种都要滴一些在上面,看哪个最先滑到那块板底。

生:要滴在同样的位置,这样才能一起“跑”,

生:不能有一种滴得太多,这样重力会比较大,下滑的速度也会快些。

师:你们注意到比赛要保证液体一样多,这才公平!比赛结束时,怎样判断液体的比赛名次呢?

生:把板斜起来放。

生:应该是谁先流到终点,谁就第一名!

生:看谁流得最慢,它就是最后一名!

师:(画出液体流的长短路线)怎么判断是最慢的呢?如果A液体最先到达终点,说明流得最快,是第一名。那么,B、C液体呢?

生:C是最慢的,它流得最短。

生:B比A短一些,比C长一些,所以第二名。

师:看来在相同时间里,要比较谁流得长,谁流得短。最长的、最短的说明什么?

生:谁长一些就流得快一些。

从上述对话中可以看出,小学生对现实比赛规则具有丰富的经验,但并不能很好地迁移到科学实验中,尤其是判断液体流速快慢的方法。如果仅将判断标准告诉学生,显然无法将他们的已有经验与当前研究联系起来,学生还会以自己的观念指引后续观察,比如用“眼睛看流动的快慢”“感知最快的或最慢的”“凭借经验猜测快慢”等。当教学借助实物模拟比赛情境时,学生能自然地运用比赛经验来交流观点,做到有“话”可说,有“点”可论。

二、集体论证支持儿童将实践结果与自身观点相连接

在小学科学学习中,儿童会从实验中获得许多信息或隐含关系的信息组,比如.数据、观察的现象等。他们常因为信息本身并不来源于原有认知,所以很难将自身观点与信息所代表的科学意义连接起来,为建构理解带来困难。比如,在探究“液体流动属性”活动中,如何将液体流动比赛的结果转化为自己的观点呢?我们可以通过组织学生论证,使他们了解“相同时间液体流动的长度”所代表的科学意义,交流对现象的解释,从公平性角度完善实验方法。

教学片段二:初步认识液体流动属性

师:这里展示了各组的实验结果(见下图),请说说你们组的比赛名次。

生:我们组是水第一,油第二,洗衣液第三,洗洁精第四。

生:有不同结果吗?

生:我们组也是水第一,油第二,但是洗洁精第三,洗衣液第四。

生:我们组的油和洗洁精差不多长度。

师:这说明什么?

生:油和洗洁精一样快!

师:看来不同组的比赛结果不一样。第七组的油要比洗洁精短,但是,第八组的油却比洗洁精长很多,这说明了什么?

生:结果不一样。

师:具体说说怎么不一样?

生:一个组的油快一些,一个组的洗洁精快一些。

师:同一场比赛,怎么会出现不一样的结果呢?回忆下刚才的实验,哪些地方做得还不够好?

生:刚才我们滴的量不那么一样多。(量一样多)

生:我们还没滴洗衣液,就把板弄斜了,后来又补的,这样它们就不一起跑了。(相同时间)

生:我们的板斜多了,就流得快一些!

生:把板一起斜,一样快啊!(看来这不影响结果)

生:还要滴在相同的位置!(相同位置)

在上述对话中,经过教师点拨,学生有意识地根据液体流得长度判断流动比赛的名次,即液体流的快慢情况。接着,因为不同名次引发的矛盾,激发学生反思实验过程,更深层地将“公平比赛”的经验连接到科学实践中。这样的集体论证过程,帮助学生分享观点、评价证据、建构解释,甚至去比较、权衡和批判,不断优化自身的思维品质。

三、集体论证支持儿童将个体观点与科学概念相连接

在科学论证中,学生通过言语交流和思维碰撞,或是根据现象,有依据地提出自己的观念,或是利用他人的证据和观点来检视自己的观念,其表述会逐渐趋同于科学家的观点。同时,该过程有助于学生更加深入、准确地理解科学概念,有利于发展其概念架构和科学的认知路径。

教学片段三:理解液体的流动属性

师:这里展示了各组比赛的情况(见下图),说说你们组的实验数据,以及比赛名次。

生:我们组是水第一,油第二,洗衣液第三,洗洁精第四。

师:再请一个组来汇报,要说明是怎样判断的?

生:(一边指着汇总表上的“彩色条”,一边汇报结果)我们组水最长,第一名,油接着,第二名,洗衣液最短,第四名。

师:请看这里,第7组油的长度比别的组都要长,甚至跟水流的长度差不多,说明了什么?

生:他们组油的速度太快了。

生:比我们测的都要快。

师:可能是什么原因呢?

生:可能是油的量多了。

生:我们没有及时垫起小方块,让油流多了一会。

师:看来,还是公平操作的问题。如果用4张彩色大长条纸来代表全班同学的比赛情况,该怎么贴呢?说说理由。

(学生将不同长短的彩条贴到相应位置,并解释:根据全班的结果,我觉得水是最快的,因为它最长,洗衣液是最慢的,因为它最短。)

师:有不同意见吗?

生:都是一样的,整体都是这样。

师:这次的比赛结果如此一致,你们在实验时都注意了哪些操作?

(学生一一回顾并说明实验中保证公平的措施。)

在集体论证时,教师利用层层递进的“问题串”来引发学生的对话,不仅有序地揭示了科学概念的内涵,而且帮助他们将个体观念上升为集体认知。

首先是识别类问题。比如,“说说你们组的实验数据,以及比赛名次。”“某组油的长度比别的组都要长,你们觉得可能是什么原因?”这是将全体学生的注意力由个别转向集体,不仅帮助学生关联原有经验与抽象数据,也为批判式对话奠定基础。

其次是理解性问题。比如,“某组的油比别的组都要长,说明了什么?”“如果用大长条代表全班同学的比赛结果,应该怎样贴?”这是进一步引导学生解释数据及其相互关系,是个体认知向科学概念转化的关键过程。接着是反思性问题,引导学生对一些差异数据提出自己的解释,不断完善实践活动与个体观念的连接。经过论证的过程,学生不断修正、完善自己的观点,使其更具说服力、更具代表性、更有概括力。

本文系作者主持的广东省教育科研规划课题“小学科学概念学习的教学策略研究”(课题批准号2013ZJK021)阶段性成果。

广东省深圳市宝安区弘雅小学(518101)