通过《风的成因》教学帮助学生在深度思维中生成概念

王彬彬

〔摘    要〕  小学科学教学中，科学概念与科学思维是核心素养的重要组成部分。科学概念的生成与科学思维的发展是相互融合、彼此促进的过程。在学生建构科学概念的過程中，教师基于学情和教材，创设问题情境、借助直观事物、二维情境等形式，对教学环节进行精心设计，学生在课上积极参与，在深度思维中促进概念形成。《风的成因》一课中，学生围绕核心问题，在探索活动中，借助直观形象的事物开展研讨活动，科学思维能力和科学概念得到均衡发展。

〔关键词〕  小学科学；概念；思维

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  11-0037-03

探究活动是小学科学课的重要环节。在探究活动中，并不只是为了让学生掌握多少科学知识，更重要的是让学生的思维得到提升、能力得到发展，激发学习动机。因此，教师需要改变以往只注重知识的教学思路，对课堂教学中的各个环节进行精心设计，让学生感受到小学科学课的生动性以及趣味性，进而激发学生强烈的学习欲望，使思维活动更加丰富多样，以此促进概念生成。

《风的成因》是教科版三年级“空气”单元中的一课，根据3～4年级学生偏向于具体形象思维的特点，教师尝试采用直观形象的教学方法：学生借助燃香的烟、小风车等物体的运动，推测空气流动形成风；教师提供风成因的实验盒，学生采用模拟实验的方法，借助模型、逻辑推理等思维形式开展学习；教师为学生提供二维直观示意图和视频，学生采用类比推理和联想想象等思维形式，解释自然界风的成因，突破教学难点，构建科学观念，促进科学思维能力发展。

一、把握教材与学情，确定教学目标

（一）深入研读教材，把握教学内容

《风的成因》一课中，学生借助风的成因演示盒间接观察到“外边冷空气会向盒内热空气方向流动从而形成风”这一现象，以此现象作为证据，类比推理，大胆想象，尝试解释自然界中风的成因，促成核心概念的形成。

（二）准确把握学情，踩准教学起点

学习《风的成因》一课前，学生已经知道空气具有占据空间、热空气比冷空气轻、空气受热会上升的特征，但是不能直观观察到热空气的上升现象。大自然中的风是如何形成的？通过前测了解到，绝大多数学生知道风的形成和空气流动有关，但无法说清具体的关系。大部分学生选择用“不确定”“不知道”回答，不过也有个别学生认为是树枝、车辆、波浪等物体运动时带动周围空气运动，从而产生了风。没有学生能说清楚风的真正成因。学生的真实体验是教学的真正起点。构建这个科学概念并不难，教师只要帮助学生在这些真实的体验之上进行提炼，在观察、比较等基础上归纳、概括出其本质上的特点，用更准确、更规范的语言进行表达，科学概念即形成。而在此基础上思维能力的发展才是教学的重点。

（三）制定教学目标，概念思维同行

聚焦核心素养，以学生前概念为基础，以核心概念为方向。在实验探究环节，学生通过思维的深度参与，发展科学观念，同时使科学思维、探究实践能力、态度责任等方面的核心素养得到综合提升。因此，在构思教学策略时，必须结合教材内容和学生思维发展水平，确定与科学概念同步发展的科学思维能力目标，从而为他们构建科学概念和发展科学思维能力创造可能。因此，依据教材与学情制定本课的科学概念和科学思维目标如下。

学生通过交流生活经验，知道有多种方法可以制造风，培养学生发散、突破定式的思维能力；

学生通过模拟实验观察到的现象，知道实验盒中的风是由冷热不同的空气流动形成的，培养学生分析、推理思维能力；

学生会用模拟实验的原理来解释自然风的形成原因，培养学生联想、想象思维能力。

二、巧设情境，推进概念思维同行

（一）创设问题情境，引发思维动力

问题是思维的发源地，没有问题就不会引起思考。苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”在课堂教学中创设某种问题情境，将会激发学生进一步探索研究的兴趣。在一节科学课中，有多少个有价值的提问，就会引起学生多少有效思考。

课堂伊始，教师手持小风车创设情境导入，快速吸引学生的注意力。教师提问：“不用手，你有什么办法使小风车转动起来吗？”学生对于自己玩过且熟悉的游戏，显得特别有信心，发言和展示的欲望也特别强烈。教师随机邀请几名学生上台演示，用不同的方法使小风车转动起来，有的吹，有的拿着小风车跑起来，充分调动了课堂气氛。接着教师追问：“是什么使小风车转起来的？这些方法为什么能形成风？是有什么发生了变化吗？”这些问题由易入难、层层递进、环环相扣，引导学生通过“人造风”的现象思考“风形成”背后隐藏的原理。紧接着教师又追问：“大自然中的风没有外力的作用，又是怎样形成的呢？”把学生的思维引向深处，激发了学生进一步探究的兴趣。

核心问题是驱动课堂教学中学生活动体验的中心问题，是教学进程中的重要引擎，是激活学生思维和引领深度学习的重要手段。本课中的核心问题是“大自然中的风是怎样形成的”，在核心问题的驱动下，将其细分为在逻辑结构上不断推进的几个子问题，从而推动学生的思维进阶。

交流研讨是科学课的重要组成环节，是学生将自己在分组实践探究中获得的事实证据与同伴分享的过程，同时又能在社会化的学习情境中发展多种能力。在全班交流环节，学生将小组探究的结果进行思维加工，并用自己的语言表达出来，经过大家的补充、质疑，不断修正和深化自己的认识，生成科学概念。这样的过程属于“创造性思考”的生动的思维加工过程。

《风的成因》一课中，教师出示热气球实验图，提问：“上节课，我们点燃纸筒中的蜡烛，过一会儿看到热气球很快上升的现象。纸筒中的空气受热后是怎么流动的？纸筒中的热空气不断向上流动，很快纸筒内就没有空气了吗？”学生根据实验现象做出推理，如没有新的空气进去，蜡烛就会很快熄灭，看到蜡烛一直燃烧，由此推测外面的空气流进去了。教师继续设疑：“但是我们并没有看见外边空气从小孔中流动进去，可以借助什么帮助我们间接看到空气的流动？”学生思考后，提出可以借助羽毛、头发、烟等比较轻盈的物体间接观察空气的流动。通过这样的深度交流研讨活动，学生思维得到了较好的发散，同时也培养了他们的论证推理能力。

小学科学课中有许多课具有由点及面、由表到质的推理过程。在课堂教学中，一套富有结构的材料能够更好地支持学生获得相关事实证据。无论是层层递进，还是并驾齐驱，都要让学生在事实证据的基础上，理性推理，在深入思考的基础上，扎实建构科学概念。

（二）借助直觀事物，助推抽象思维

处于具体运算阶段的3～4年级学生更倾向于借助直观形象的事物来思考，他们需要“可视化”的实验现象作为支架，帮助他们有效探究，透过现象看本质，助力思维的稳步爬升。因此，三年级学生在认识新事物的时候，可以先借助直观事物形成一个形象记忆，再通过推理论证形成抽象思维，进而科学地认识一个事物。直观事物以一种更显而易见的形式向学生展示相关科学内容，更有利于促进学生抽象思维的发展，形成科学概念。

三年级学生的思维水平正处于从形象思维向抽象思维的过渡阶段。风虽然是学生非常熟悉的自然现象，但因空气不可见，需要借助直观形象的事物，来帮助学生将风可视化。烟和小风车有着比较鲜明的特点，烟飘动和小风车转动的现象学生非常容易就能观察到。借助烟和小风车的运动，让看不见的物看得见，学生很容易推测出是空气流动引起的。学生看到小风车转动起来了，知道有热空气上升了；看到烟飘到盒子里去了，知道外边冷空气流动进去了。教师再适时点拨：“从科学的角度来看，风常指空气在水平方向的运动。”教师追问“实验盒中产生风了吗？风在哪里？你站在实验盒的哪个位置能感受到风？”学生通过对这一连串三个问题的思考，知道外边冷空气流动进去就是风，站在盒子的进风口处，就能感受到风，由此推理出实验盒中风的形成原因。教师最后的追问至关重要，帮助学生透过现象看到本质，有效地推动他们的思维进程，为本节课核心概念的形成打下基础。

（三）巧借二维情境，具象学生思维

小学1～2年级学生以具体形象思维为主，抽象逻辑思维刚萌芽，而3～6年级学生的思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的发展阶段。借助海洋与陆地、南方与北方两张二维简图，变抽象为具象。学生获得相应的感知觉体验，积累丰富的表象储存在记忆里。通过学生亲身实践操作和有目的观察，激发他们思维的积极性，从而在头脑里产生一系列丰富的思维表象，进行分析、比较、概括、推理等思维加工，通过具体而鲜明的形象思维，在现实和思维之间架起桥梁，有助于学生得到形象、具体的科学认识，让科学概念、规律浮出水面，让科学分析更为直观，进而使科学思维得到有效催化。

教学中引导学生从风的成因演示盒联想到更大的教室、校园，甚至整个中国。再用两张简图，帮助学生想象海洋与陆地气温不同、南方与北方气温不同，将学生的思维从二维图像延伸至三维空间。再结合前面模拟实验中的发现，引导学生大胆想象自然界中不同地区气温不同，有的地方很冷，而有的地方却特别热，冷空气会向热空气方向流动过来，冷热不同的空气流动便形成风。借助二维情境，将科学知识建构的过程具体化，使科学思维顺利生长。

三、结语

学生的学习过程是一个思维激发碰撞和升华的过程。在课堂探究中，学生的思维从“大自然中的风是如何形成的？”这一问题出发，借助直观形象的事物，推动学生形象思维能力的发展。学生亲历了一系列设计、探究和研讨的过程，在分析现象的基础上抽象概括，学生的逻辑思维能力得到发展。在解释风的成因过程中，学生充分展开想象，促进学生类比推理能力得到发展，同时推动科学知识的建构，学习目标的逐步实现。

总之，在学生建构科学概念的过程中，教师可以通过创设问题情境、借助直观事物、二维情境等形式对教学的环节进行精心设计，让学生有独立思考以及独立探究的空间和时间，形象思维、抽象逻辑思维、直觉思维和创新思维等多种思维得到提升。这样他们的思维深度、广度、严密性和深刻性等思维品质才能得以进一步发展。

参考文献

[1]赵宗敏.在设问、探究、交流中发展学生思维能力[J].湖北教育（科学课），2019（4）：66-67.

[2]柳微.在实验中探究让学习真正发生：对“风的成因”一课“两教”的反思[J].实验教学与仪器，2020（9）：60-63.

[3]钱明珠.基于科学概念建构提升学生科学思维能力[J].小学科学（教师版），2019（10）：33.