在观察与思维的交互中建构科学概念

郑蕊 _ 北京师范大学奥林匹克花园实验小学

所谓观察与思维的交互，是指观察为思维的连续提供依据，连续的思维再为观察指明方向。在这一次次的交互过程中，逐渐构建科学概念。

在《发现生长》一课中，教师通过大量实物、图片帮助学生逐渐完善对身体生长的认识。根据学生的思维模式，指导学生选择不同年龄的物品，再次通过观察，帮助学生更丰富、全面地认识生长的概念。学生在观察与思维不断交互的过程中，逐渐建构科学概念。

1.前测访谈，在观察与思维的第一次交互中感知科学概念

课前，学生对于要建构的概念有一定的认识，可能是不全面的，甚至是与真理完全相悖的。因此，在上课前，要充分了解学生的前认知，在学生已有认知的基础上进行教学。为了更好地了解学生的前认知，笔者对学生进行了前测访谈，访谈的问题是：从小到大，哪些能够证明你生长了？访谈对象是10名二年级学生，其中，有8名学生能够说出5-6种证明生长的证据，2名学生只能说出3-4种证据。学生所说出的这些生长特点都停留在身体外在特点的变化上，如长高了、变重了等。学生对于生长的内在能力的变化缺乏认识，因此，对生长缺乏丰富、全面的认识。

在访谈过程中，学生会观察自己的现状并回忆小时候的样子，这就是在进行初步的观察与思考，将观察到的变化与生长变化概念相互联系，也就是进行了第一次观察与思维的交互，学生在此过程中感知生长的科学概念。

2.展示交流，强化式观察与思维的交互促进科学概念的建立

根据前测结果，笔者布置了搜集生长证据的任务。任务的驱动让学生更有目的地进行观察与思考，并寻找证据，这也是第二次观察与思维的交互。学生带着搜集的证据，在课上进行交流展示。展示过程中的表达交流就是学生观察、思考后的输出，体现学生的思维能力和对生长概念的再次认识。在课堂展示与交流过程中，学生们带着从家中找到的自己生长的证据，如手套、鞋、帽子、衣服等物品，将之与现在的身体进行对比，发现这些衣物都变小了，证明自己的头、手、脚等在生长。

在观察与思维的不断交互下，学生初步建立生长的概念，即生长体现在外在身体的变化上。

3.建构模型，观察助力抽象思维，丰富科学概念

在展示过程中，除了这些直观的实物是支撑证据外，还有一些数据也是能够证明身体生长的重要证据，如身高、体重。数字对于学生来说是抽象的，那么观察无法为思维提供依据，交互关系断裂。因此，教师要帮助学生搭建脚手架，将抽象数据转化成直观模型，为思维连续提供链条，思维再指导观察，完成交互。

课堂中，教师提供学生们入学前、一年级时的身高表，让他们进行观察比较。但抽象的数据对于二年级的学生来说较难理解，需要学生将数据比较后再进行身高比较的二次转化，这无疑增加了难度。因此，教师以一位学生的身高数据为依据，制作该名学生刚入学时、一年级时的人体板图，绘制纵坐标，建构身高变化模型，这样，学生能够直观地看到身高变化趋势，而根据变化趋势，能够很容易预测出二年级时的身高变化。为了验证学生们的猜想，教师在课堂上测量这名学生的身高，继续建构模型。在直观可视化的观察中，完成第三次观察与思维的交互，认识到身体是不断生长的。此时，学生还没有完全建构身体外在生长的概念，教师继续引导。间隔5分钟后，再次测量这名学生的身高，问是不是比刚才测量的身高又变高了。学生马上意识到生长不会这么快发生，是一个较为缓慢的过程。此时，教师及时补充，我们的头发、指甲的生长相对于身高来说是比较快的。

在此环节中，教师利用建构模型的教学策略帮助学生进行思维过渡，让学生认识到生长是一个长期的过程，不同部位的生长速度也是不同的。

4.分类游戏，在观察与思维的交互中建构科学概念

通过以上活动，学生已经能够清晰地认识生长体现在外在身体的变化，但对于生长的概念还停留在外在直观的认识上，还没形成对于生长的内在能力的认识。教师需要进一步帮助学生建构一个丰富全面的生长概念。

笔者设计了一个分类游戏，即分别为1岁、3岁和7岁的小朋友选礼物。教师提供的礼物有水果图形卡片、儿童绘本、文字图书；小书包、大书包；婴儿车、三轮车、小自行车；摇铃玩具、积木、跳棋；不同大小的衣服等。在选礼物的过程中，学生调动自己的成长经验，判断、选择合适的礼物。通过选礼物的活动，学生们发现随着年龄的增长，孩子在智力、运动能力、身体力量和学习能力等方面都是不断提升的，这也正是生长内在能力的体现。在这个过程中，学生利用已有的思维判断指导行动，这正是观察与思维不断反复交互的结果。

观察和思维的交互让学习更具有针对性，促进思维发展，提升科学素养。观察和思维是内在联系的，观察本身就是一种选择和预期，观察的作用是收集特定的证据材料。当我们带着疑问或者求证的目的去观察，学习便具有了明确的目标，学习效率也会大大提高。在建构生长概念的过程中，学生不断进行观察，将观察的事实输入大脑，大脑做出判断联想，形成新的思维，这种新的思维再指导观察，在观察与思维反复交互的过程中，学习有效进行。