让儿童“真刀真枪”地搞科学

2012年11月，在江苏省“教海探航”征文活动颁奖大会上，笔者有幸受邀参加了主题为“不拘一格教科学”的青年教师同题会课活动。以下是笔者对自己课堂教学的反思，以呈现我对科学教学的理解。

片段一：方法引路，自主探究

师：同学们想不想亲手试试？研究时观察到了什么现象？产生了什么问题？可能与什么有关？又怎样来证明？我们能不能小组讨论、合作，通过自己的努力完成研究？

师：如果研究时有困难怎么办？

生：小组里商量或者请教同学。

生：向老师请教。

师：这里有位好“老师”——研究记录单。按研究记录单步骤提示我们开展研究（指导探究流程）。

生：老师，球上没有编号，弄不清是什么球。

师：问得好。第一步先把观察到的现象画下来，然后给这些球编号。如果浮的球，标几号？

生：1号。

师：如果三只球中有两只球浮，一只球悬浮，怎么编号？

生：应该标两个1号、一个2号。

师：真聪明！……

（学生活动，教师了解各组研究情况，15分钟后小组汇报交流研究情况。）

生：我们观察到三个球分别在水中浮、悬浮和沉，我们的问题是为什么同样的乒乓球在水中，有的上浮，有的下沉，还有的悬浮呢？我们的假设是可能与球的质量大小有关。用手感觉重量是不一样的，拿桌上的电子秤称，发现1号球的质量是31克、2号球是34克、3号球是46克。因为1号球是浮，2号球是悬浮，3号球是沉的，所以我们的研究结论是，球中液体重，球就沉，球中液体轻，球就浮。

师：真了不起！有假设，有验证，有数据，有结论。

生：老师，我们的问题与他们一样，但假设有两个，一个是可能与球里液体的体积大小有关，另一个是可能与球里液体的质量有关。我们对比后发现乒乓球都是一样的，它们都装满了液体，所以液体体积是一样的。再用电子秤称，1号球的质量是32克、2号球是34克、3号球是46克。我们的结论是：重量大的球沉在水底，重量小的浮在水面，重量不重也不轻的悬在水中。还有一个结论是，这是三种不同的液体。

师：真厉害，想到了比较体积大小。不错，老师在三只乒乓球里注满了液体。所以每只球里液体的体积应该是一样的。

生：我们组的球是两个装的1号液体，一个3号液体。两个1号液体都是31克、3号液体是47克。我们的结论和他们差不多，质量越大沉得越下，质量越小越往上浮。

师：现在能不能来解释一下三种液体的沉浮状态与什么有关？有什么关系？

生：三种液体的沉浮状态与它们的质量大小有关，质量大的会在水中沉，质量小会在水中浮，质量中等的，会悬浮。

生（补充）：还与它们的体积有关。这里三种液体体积都是相同的，都是满满的一乒乓球。

师：说得好不好？（学生自发鼓掌）既然三种液体体积相同，我们简称同体积的液体。同体积的三种液体中，有一种是水，你认为是几号？为什么？

生：我认为是2号，水在水中应该是停在水中间。

生：我觉得是3号，我以前玩过在瓶里装满水后，放在水里会沉下去。

师：究竟装的是什么液体，让我们来继续研究。

反思：著名的科学教育专家刘默耕曾说过，让学生“真刀真枪”地“搞科学”。“真刀真枪”强调的是儿童的亲力亲为，但并不是事事亲历。正如著名特级教师章鼎儿提出的要让学生参与“典型的经历活动”，这也是我为什么一节课花了二十多分钟时间，精心设计一个完全自主的探究性活动的主要原因。自主探究不等于放任自流，探究前的讨论、探究中的细节处理很重要。教师对学生探究中出现的状况，一定要“胸有成竹”。比如，每个装同种液体的球的质量误差、电子秤的正确使用、学会给不同状态的液体正确标序号等问题，这些必须考虑周全，才能经得起学生的“考问”。所以教师备课时做一做“下水”实验是很有必要的。

片段二：逐层解疑，激活思维

师（拿出装油和装蜂蜜的杯子）：这三种液体在水中的沉浮情况是这样的，在油中和在蜂蜜中情况会怎样呢？小组讨论，能不能试着解释这样的现象。

（教师演示，学生观察现象，讨论原因，尝试解释。）

生：我观察到1号球在油中悬浮，2号球在油中沉到底下，3号球在油中也沉到底下。

生：根据三种液体在水中的沉浮状态，我们小组认为1号球里装的液体与油差不多，所以在油中悬浮，2号、3号球中的液体都比油重，所以在油里是沉的，要不然就会浮在油上。

师：同学们觉得他们的思考和推理能成立吗？

生：能！

生：我们组观察到1号球在蜂蜜中是浮，2号在蜂蜜中是浮，3号在蜂蜜中是悬浮。在油中是沉的，因为2号比同体积的油质量大些，所以沉在油里。3号沉，因为同体积的3号液体质量比油大，所以沉。

生：因为相同体积的1号液体质量比蜂蜜小，所以浮在蜂蜜上，而2号液体质量也比蜂蜜小，但比1号质量大，所以在蜂蜜中浮的程度与1号有所不同。

师：观察得很仔细。能将前面的研究获得的数据结合起来思考，真了不起！

师：根据我们的研究，你能再来猜一下1号、2号、3号分别是什么液体吗？为什么？

生：我认为1号是油，2号是水，3号是蜂蜜。因为三种相同体积的液体中，3号质量最大，在水和油中都是沉的。在蜂蜜中是悬浮，说明与蜂蜜差不多，可能是蜂蜜。1号最轻，在水、蜂蜜中都是浮的，在油中悬浮，说明可能是油。

（众生点头，表示肯定。）

师：大家这么肯定？想不想亲眼瞧瞧，乒乓球里究竟是什么液体？

（演示从乒乓球里倒液体的方法，学生活动，自主揭秘。）

师：现在我们知道1号、2号、3号分别是什么液体？

生：1号是油，2号是水，3号是蜂蜜。

师：现在让我们来观察倒入试管里的混合液，发现了什么？为什么会这样？

生：试管里出现了分层。最上面的是油，因为它最轻，中间的是水，质量中等，最底下的是蜂蜜，因为蜂蜜最重。

生：液体的沉浮情况与质量大小有关。

反思：“真刀真枪”就是要关注真实情境中儿童的科学学习状态，在探究过程中不断发展儿童的科学思维。科学思维包括儿童的科学思维意识、思维方法和思维品质等方面。从三种液体在水中的沉浮状态研究，到在油中和蜂蜜中的沉浮状态研究，步步深入，学生思维的联结点一个个被激活，通过对现象的观察、思考与辨析，发现液体沉浮规律。以猜测球里装的是什么液体为主线，根据对装有不同液体的球在水中的沉浮状态的观察、比较、思辨，逐步揭秘球里液体，最后亲眼验证，而试管内的混合液分层现象，则再次印证了液体的沉浮规律。

综上，“真刀真枪”必须蕴含教学目标的达成。实现目标的载体是为儿童精心创设的典型探究活动。不断优化儿童亲历的典型探究活动，是构建儿童化科学课堂的重要努力方向。

一、科学概念体系的理解

研究物体的浮力，涉及力、密度、质量等有关概念，要对这些概念及它们之间的联系进行梳理。本节课通过研究让学生明白，在体积相同的情况下，不同的液体在同种液体中的沉浮状态与其质量大小有关。

二、探究活动设计的定位

这节课的前二十分钟设计成全开放的学生自主探究活动，探究同体积三种液体在水中的沉浮现象。先组织学生对记录单上的探究流程解读，明确探究的目标和方法，商讨遇到困难的处理办法等，渗透科学方法的培养和探究前的必要引导，可以让探究更具效率。接着把大块的时间留给学生“真刀真枪”地搞科学，学生忙得不亦乐乎。测量质量后，肯定了这是三种不同的液体，接着则进一步探究同体积的三种液体在油中、在蜂蜜中的沉浮情况，发现沉浮规律，最后由液体的沉浮现象拓展至气体的沉浮现象，从课内延伸到课外。

三、材料制作和呈现的优化

1.探究材料要生活化、趣味化。研究液体的沉浮，用什么来装液体比较恰当呢？首先想到的是塑料袋，尝试后发现不易操作，难以注满，而且透明，会降低趣味性。而乒乓球除具备塑料袋所不具备的优点外，相同体积也变得容易控制。

2.探究材料的不断优化。先在乒乓球上打一大一小两个孔（考虑揭秘时里面的液体能快速倒出来），先封一个孔，再开始注液体。用什么封口呢？用透明胶带，但胶带碰到油就脱胶，容易渗透。后来我们想到用热融胶封口，就像一个塞子，密封效果好，也容易拔出。

3.探究材料在呈现时，可以提供不同结构的材料。如6个小组中，有两个组是不一样的：有的组2个球悬浮1个球浮，有的组2个球浮1个球沉，有的组2个球沉1个球悬浮。这样呈现，增强了探究活动的丰富性，有利于拓展外延，培养学生的观察力和科学思维方法。■

（作者单位：江苏省金坛市金城镇中心小学）