小学科学教学中的模型构建策略

□江苏省苏州工业园区金鸡湖学校 曹红艳

在小学阶段的教育中，科学是一门基础性知识，对丰富学生的知识储备、培养学生的科学素养有促进作用。要想实现小学科学的有效教学，教师必须从学生的发展角度出发，积极探索科学教学中的各种现象与案例，让学生的科学素养得以提升与实现。小学科学的学习知识相对比较抽象，学生在学习的过程中不容易理解；再加之教学条件和时间等方面的限制，使小学的科学教学实践性不够，更多的是进行理论教学。基于这一现实情况，教师应该积极改善教学方法，优化教学模式，更新教学观念，意识到在科学教育规程中构建模型的重要性，引导学生亲身经历建模的过程，帮助学生提升分析推理探究等能力，从而提升学生的科学思维。本文则是对小学科学教学中的模型构建策略进行研究分析。

一、小学科学教学中的模型构建存在的困难

（一）小学科学教学知识过于抽象

科学作为一门重要的学习科目，是基础教学重要组成部分，但是科学知识也是学生最难以掌握的知识之一，主要有三个方面的原因。其一：科学这一学科所包括的内容是非常多的，所涉及的范围也很广，知识散乱且复杂，存在很多的未解之谜。但是小学生的生活经历和学习经历都比较少，所以自身的科学思维层次不高，没有建立系统的、完整的科学知识体系。基于这一现实情况，学生在实际的学习过程中只能了解相对肤浅易懂的科学知识，没有对科学知识进行更深刻的研究和分析，所以无法真正地提升学生的科学素养。其二：学习条件、学习环境和学习时间等都是阻碍学生深入探究、推测的重要因素。因为科学教学具有很强的实践性，不应该只是局限于课堂教学这一小方天地。其三：小学生年龄偏小，所以对很多抽象的知识是难以消化和吸收的，没有具备科学思维，想象力缺乏，对大部分抽象的科学知识都无法理解，使学生容易产生众多的困惑，而这些学习难点得不到有效的解决，会打击学生的学习兴趣和自信，无法使学生在学习的过程中获得快乐，无法激发学生的求知欲望。

（二）学生没有意识到小学科学教学中的模型构建的重要性

学会利用各种科学研讨手段，积累实践经验，努力解决问题，从生活和游戏中享受科学的兴趣，敬畏科学，尊重科学家，这不仅是现代小学教育的新变化，同时也是在游戏中培养学生科学涵养的重要方向。小学阶段的学生年龄比较小，对事物没有明确的认识，需要教师耐心的指导。科学知识的实践性较强，在小学阶段的教学中，开展科学知识学习，可以给学生创造一个主动探索的机会，让学生经历发现问题、解决问题的过程，从而培养学生的创新精神，丰富学生的生活认知，让学生明白科学知识的道理。所以，教师要认识到科学知识的重要性，并采取切实可行的策略开展科学授课。

很多学生对小学科学教学中的模型构建的认知存在一定程度的偏差，没有意识到构建模型的重要性，认为构建模型只是一个抽象的概念，并没有采取实际的行动。模型的构建应该是多样化的，可以是实物、物品，表演等模型，通过构建模型能帮助学生的实际的教学过程中更加清晰快速地理解科学知识，认知相关的科学原理。通过构建模型使抽象的事物能以更生动形象直观的方式呈现，使复杂琐碎的科学知识更加简单化、系统化。但是由于学生的思维层次不到位，所以并没有意识到构建模型在科学学习中的积极影响。

（三）教师忽视让学生亲历建模的过程

教师在实际的教学活动中，忽视了学生的主体地位，没有以学生为中心开展教学工作，忽视了让学生亲身经历模型构建的过程。在小学科学教材内容中，会涉及“要求学生简易制作模型”等活动，但是教师对这一实践活动缺少重视，教师没有积极组织学生开展模型构建活动，更多的是直接利用模型给学生讲解或演示，所以学生没有经历建模环节，没有实质性地锻炼学生的动手能力、操作能力、创新能力，没有帮助学生更好地认识到自然规律。除此之外，教师的教学模式和教学方法过于单一、枯燥，无法激发学生的学习动力，无法提升学生的学习兴趣，无法使学生更加积极主动地投入教学活动。因此，学生的科学学习能力和科学综合素养得不到真正意义上的提升。

二、小学科学教学中的模型构建策略

（一）唤醒——疑模阶段

随着素质教育进程不断推进，对教师的教学提出了更高的要求和更严格的标准，教师应该跟随时代发展的潮流，转化教学观念，优化教学模式。教师在实际的教学环节，应该对身边的教育资源进行挖掘，有效地利用。俗话说：“教材源于生活。”教师可以将教学内容和生活实际相联系，在生活中教学，在教学中融入生活，让学生觉得教学内容比较亲切，从而减弱小学生对教学内容的排斥心理。教师可以通过对多媒体技术的运用。以视频或图片的方式给学生展示，通过创设一定的教学情境，带给学生强烈的视觉冲击。然后教师就相关情境巧妙地提出问题，集中学生的注意力，刺激学生的科学思维发散，激发学生的求知欲望，唤醒学生的学习热情，引导学生提出具有建设性的问题。问题的提出才说明学生是真正地思考过，教师的教学才具有实际意义。提出问题是建模的前提，然后通过一系列的交流、讨论，引导学生逐渐认识到科学知识的原理，发现最初的认知模型和原型之间的相同点和不同点，然后针对性地探究和分析。

（二）发展——设模阶段

教师在实际的教学活动中，应该给学生提供充分的材料资源，且构建模型的材料应该是符合科学事实的。有了足够的材料资源才能使学生构建模型的活动更加顺利，从而帮助学生进一步获取科学知识，解决科学问题，在探究活动中获得学习的乐趣和成就感。此外，教师应该注重材料应该具有便捷性、严密性、直观性等，然后将材料资源进行合理地分配，以小组为单位开展实践活动。学生有效地使用材料资料，做合理、有依据的假设，从而根据科学理论的指导开展探究活动。教师在这一过程中，应该尊重学生的主体地位，让学生做课堂的“主人”，充分锻炼学生的探究能力，学生可以充当一个指导者的角色，指导学生进行规范化操作。

（三）探究——建模阶段

教师在实际的教学活动中，没有意识到开展建模活动对学生学习科学知识的重要意义，认为组织学生建模是一项复杂的教学活动，所以经常通过现成的模型进行讲解，帮助学生学习。基于这一现实情况，教师把课堂教学转变成了理论教学，更多的是占据课堂时间进行理论知识的讲解，采用“灌输式”的教学模式。但是科学知识本身比较抽象，学生的想象空间是有限的，没有开展建模活动，学生对科学知识的理解只是停留在表面，缺乏深刻的研究、分析，学生的学习效率和学习质量具有一定的局限，达不到预期的教学目标。所以只有学生积极主动地参与建模活动，才能非常发挥学习自主性的优势，有效地解决科学难题，将复杂的科学问题简单化。科学教学中，对学生在游戏过程中的各种问题、理解、想法，教师可调动学生共同讨论，以鼓励、支持的态度一起解决。

（四）修改——研模阶段

模型的建立需要循序渐进，不断进行调整、修改、优化。学生通过不断猜想、建立、推翻、再建立等过程，最后才能成功的构建模型。教师在这一过程中不要轻易否定学生的猜想，或直接给到学生正确的答案。教师应该进行有效的指导，帮助学生进行分析、探究，验证猜想的结论，引导学生开展更深层次的思考。

（五）深化——拓模阶段

在小学科学教学中，推测和建立模型并不是最终的目的，这一教学活动开展的初衷是通过建模的过程让学生能亲自经历猜想、观察、分析、推理和发现的探究过程，在这一过程中形成尊重客观事实，尊重自然等科学态度，培养学生的科学思维，帮助学生养成科学思考的习惯。

三、小学科学教学模型建构的具体教学方法

（一）利用实物构建趣味课堂，创设科学知识的教学情境，吸引学生兴趣

教师可以在有关科学知识的情境中的环节唤醒学生对科学学科知识的兴趣，不断思考科学现象中的问题，逐渐建构关于小学科学学科的认知模型，从微观到宏观对科学学科产生具体的、系统的、整体的认知和理解。在构建模型时，教师可以使用多媒体教学和各种实物教具、动作直观让学生从简单的建模材料中进一步加深对相应的科学原理的认知，从各种实物中感悟到该如何运用科学思维认识事物，该如何使用科学原理解决问题，让学生从多样的建模材料中深刻地理解科学。

以人教版小学一年级科学第一学期“它们是用什么做的”的教学为例，教师要为学生创设相应的教学情境，吸引学生对基础常见的材料建立起认知建模，再用多层次、多角度的建模材料进行补充，让学生加深对这一知识点的理解。教师可以在课前寻找不同材质的物品，如丝巾、彩色纽扣、橡胶绳、金属项链、瓶装饮料等物品，将这些物品放到身上，在课堂上用问题开启教学：“同学们，你们觉得老师今天的打扮怎么样？请同学们找一找老师身上都有哪些装饰品？”教师用这些物品吸引学生的注意力，将学生引入情境，让学生研究教师身上的穿戴新颖之处，充分调动学生进行课堂学习的积极性。当学生找出教师身上的这些装饰物品后，教师向学生进行展示，再次提出问题：“同学们知道这些物品是用什么材质做的吗？”引导学生对教师提出的问题进行思考，然后教师一一评价学生回答的内容是否正确，帮助学生厘清思路。然后教师要用多媒体展现更多相同材质的其他物品，如丝绸材质的衣服、被套等，让学生对各种基本材料形成正确的认知，建立关于金属、丝绸、塑料等材质的认知模型。

（二）增强课堂教学互动，引导学生深入思考

在小学科学教学的课堂上，教师要打破传统科学课堂较为沉闷或随意的课堂教学现状，设计合理、规范的教学目标，增加自身与学生之间以及学生与学生之间的互动，在多样且丰富的互动中，引导学生对课堂上的教学内容进行更加深入的思考和探究。在这个过程中，学生对科学原理知识的认识会更加深入，能加强学生的思维能力，强化学生的科学学科模型认知能力。构建模型的过程中，教师要为学生提供多种多样的材料，丰富学生课堂学习的内容，提高学生的学习效果，让学生在科学课堂上获得更优质的教学服务。

比如，在人教版小学一年级科学的“袋子里面有什么”的教学中，教师在课堂引入以后，要在教学中用多种形式的互动提高学生对“如何辨别袋子里面有什么”的认知和能力掌握，让学生对相关科学知识模型构建的了解更加深入。首先，教师可以通过课堂问答的方式引导学生熟悉相应的科学知识。教师可以用疑惑的语气询问学生：“有哪位同学知道，可以用什么样的方法一个不透明的袋子里装了什么东西？”抽取几个学生回答，并且教师进行补充说明，再让全班学生齐声回答：“用听、闻、摸的基本方法进行辨别。”其次，教师可以用实践互动的方式引导学生加深对知识模型的掌握。教师可以带几个装了物品的不透明布袋到课堂，让学生用课堂上讲解的方法辨别袋子里的物品是什么，让学生从多方面途径了解科学课堂上所讲解的知识与方法，强化对科学知识模型的认知，深入思考。以提问互动和实践互动增强课堂的活跃性，能鼓励学生在课堂上积极参与，让科学教学课堂在互动中形成良好的反馈循环。

（三）开展课堂小组活动，促进学生思维发展

在小学科学教学课堂的模型建构中，教师要组织学生开展课堂小组实践活动，为学生布置丰富的、具有创新性的科学实践任务，让学生在切实的行动中思维变得更加活跃，通过实践和活动让学生感受科学知识的模型，学会运用知识，并且拓展科学知识模型的应用途径。同样的，课堂小组活动能打开学生的思路，培养学生的创新思维。

以人教版小学一年级科学“制作小物品”的教学为例，教师可以提前将学生分成不同的小组，每个小组带一件自己家里无用的物品到课室，比如，快递盒、卷纸筒、旧报纸、喝过水的一次性纸杯等。教师在上课时让学生小组坐在一起，分发小剪刀、胶棒等必备物品，让学生以小组为单位制作一个笔筒。这样的科学教学课堂具有较强的实践性和创新性，学生在进行实践活动时能加深自己关于创作美学的认知，将如何进行设计、如何动手操作、如何与其他同学合作构建成为系统的认知模型，强化学生的思维发展和能力。

四、结语

总而言之，小学科学教学中的模型构建能有效地提升学生的科学素养，培养学生的科学思维。教师在实际的教学活动中，引导学生通过疑模、设模、建模、研模、拓模等阶段帮助学生逐渐走近科学，运用多元化的、针对性的教学方法激发学生的学习兴趣，发展学生自主学习、独立思考的能力，培养学生的科学精神和科学态度，从而进一步推动小学科学教育事业的发展。