理性处理“意外” 引领学生建构概念

◇王小琦（山东：滨州市滨城区教学研究室）

《空气能占据空间吗》是教育科学出版社3年级上册的教学内容，虽然说空气占据空间的实验是经典的实验，但探究实践中的过程通常会出现“意外”现象，下面就以这三种场景为例，谈一谈自己的看法。

“意外”一：有观察，没判断

情景描述：引领学生做完“压杯入水”实验（在水槽的水面上撒一些泡沫塑料，然后把杯底粘有纸团的杯子慢慢竖直倒扣在水里，观察现象）后，教师提问观察到了什么、还有什么发现时，学生能够描述所观察到的现象——杯子底部的纸团没有湿，但当老师追问为什么纸团没有湿时，所有的学生都沉默了。

原因分析：学生不能从所观察到的现象中进行思考问题，不能做出相应的判断与解释。教材中的实验“在水槽水面上撒上泡沫塑料块”，目的是利用泡沫塑料块位置帮助学生观察容器中水位的变化，一则是将学生的思维点引向“空间”，二则是引领学生判断水是否进入倒扣的杯中。教师忽视了这个基础，缺少引领学生对现象进行分析、推理步步深入的过程，不仅对于空气占据杯子空间的认识不顺利，还会把学生引进思维的死胡同。

处理策略：指明方向，激发思维

首先依据学生观察到的事实，将思考聚焦到“空间”上，教师需要根据学生的观察顺势提问。当学生将粘有纸团的玻璃杯竖直倒扣进入水槽后，会观察到那些小的泡沫塑料块有些浮在水槽的水面上，有些会进入倒扣的杯子里。根据学生观察到的现象，教师应进一步提问：还观察到了什么？学生会描述：浮在水槽中的泡沫塑料块的位置在扣入水杯里的泡沫塑料块的位置不在同一水平高度；杯子扣到水里的时候泡沫塑料块的位置比原来高出一点。这时教师继续提问：是这样吗？哪些小组也观察到这样的现象？以了解全班同学所观察现象并将问题指向“空间”概念的建构上。

其次顺着学生思维发展的路径继续提问，认识到空气占据了空间。教师进一步提问：有的小组发现在玻璃杯里的泡沫塑料块的位置比较低，这怎么解释？学生在这样的问题下会观察会思考，意识到泡沫塑料块会随着水的位置而变化，泡沫塑料块在低处说明水没有占据杯子内更多的空间。教师继续顺势提问：为什么水进不到杯子里？杯子里面有什么？学生就会想到是空气占了杯子的空间，水才进不去的。这样根据学生观察到的现象，顺着学生思维发展的路径不断提问，既科学机智地处理了课堂上的冷场“意外”，又轻松地构建了本课的科学概念。

改进后情景：当学生们进行实验后，教师提问：观察到了什么现象？同学们分别描述所观察到的现象，最终将这些现象聚焦到了杯子内的纸团没有湿；杯中的泡沫碎料块和杯外的泡沫塑料块不在同一水平线上，且在杯子里的泡沫塑料块处在低处。这时教师追问，为什么这里泡沫塑料块的位置低？这说明杯中的水在哪里？为什么？学生短时间思考后回答：水在较低的位置，是空气占了杯子的空间；水进不到杯子里，纸就没有湿。

“意外”二：有思考，不深入

情景描述：引领学生在杯底扎一个小孔，再把杯子压入水中，仔细观察有什么变化。活动后，教师提问：在实验中都观察到了什么？学生们回答道：水进入了杯子；水慢慢进入杯子，能到杯子的底部，到杯子底部的时候，杯底的纸团就湿了。当老师追问为什么水能占据杯子的空间时，学生又沉默了。

原因分析：学生对“水能占据空间”的概念在实验前早就形成了，如果这个活动仅仅要学生有这样的认识就层次太低了。这个活动依然是借助水来认识空气的，并且是要在认识它们占据空间时感受水和空气的相同与不同，也就是液体和气体的一些不同。从学生的描述看，学生的关注点仅仅在于水是否进入杯子，而对空气跑出杯子的时间、空间都没有察觉到，从而缺少了对水、空气的占据杯子空间与腾出杯子空间建立联系的节点。

处理策略：全面观察，逻辑推理

首先在学生动手操作之前，教师要求学生们仔细观察实验中的现象，特别是要注意做到将打孔后的杯子扣入水中时既要仔细看杯子里是否有水进入，还要借助于手或皮肤感知杯内空气跑出时的感触。其次，在全班交流时，充分展开对空气跑出、水进入现象发生时间、感受的链接与逻辑推理。

改进后情景：当实验完成后，教师询问大家：“在刚才的实验中，看到了什么？”学生描述了所观察到的现象后，老师没有马上追问原因，而是提出：“当你的手指放在小孔上有什么感觉？”学生们很兴奋地说：“我感觉有小风”；“我感觉空气跑到我手指头上了，还痒痒的”；“我感到有一丝丝空气跑出来了”。这时老师才问：这说明了什么？有了这些形象的事实铺垫，同学们马上想到并表达出：空气从小孔里往外跑，水就向里进，它们是同时的。水和空气都能占据空间，它们都会流动，空气流出去，水流进来。

“意外”三：操作失误放弃分析

情景描述：用打气筒连着球针，让学生从杯底小孔向杯中打入一些空气。活动一开放，学生们就活跃起来了，更多同学对操作打气筒充满了愿望，有两个小组在实验操作时，杯子翻在水槽中。当教师提问实验中有什么发现时，小组同学说因为操作失败了，没有进行观察和思考，这样教学活动就处在中断状态。

原因分析：学生对实验操作的兴趣远远大于对实验观察的兴趣，在积极主动获取操作机会时小组成员的合作操作没衔接好时，实验操作容易发生意外，但意外不等于实验失败，在意外的实验操作中也会有现象出现，这些现象也指向了水和空气交换空间的事实，可以顺应学生此时的发现来组织交流活动。

处理策略：依据现象顺势分析

首先依据实验中发生的现象来组织交流。学生们的实验无论是成功还是失败，都会有杯子中的空气跑到水槽中的过程，同时水也进到杯子里。学生们会看到有气泡冒出，或听到气泡声、水进入杯子的声音，也会看到有水灌入杯子的过程。其次在学生交流后要引发学生思考：在实验中，杯子中的水和空气发生了什么变化？它们能占据空间吗？说说你的看法和理由。

调整后情景：当学生说明实验失败后，教师说这也不一定就失败了，先说说看到了什么吧。同学们有的说：我们小组向杯子打气时杯子在水里翻了，歪到了一边儿，水也跟着进去了。有了这些共识后，老师提问：这些现象说明了什么？有的同学们回答道：空气和水都能占据空间，要么水占据空间，要么空气占据空间，必须有一种物质占据这个空间；还有的说：空气和水都能占据空间，都能流动；空气和水都能占据空间，都能流动，但它们的流动不一样，空气能向上从上面的孔里流出去。正是有了丰富的信息，学生在观察过程中潜意识里对空气的跑出现象和水进入杯子的现象进行比较、分析，认识到空气的确能占据空间；还认识到空气的可向上流动的特点。

小学科学的课堂教学是以学生实践活动为基础的，在这个过程中往往出现“意外”，教师应该关注这些“意外”，根据学生的真实情景，从中找到突破口，灵活采用合理策略，方能帮助学生突破认识障碍，有效建构科学概念，培养学生的核心素养。