【星光摄小】以模型建构 促思维发展 ——摄山星城小学科学大组教研活动

12月24日上午，摄山星城小学科学教研组开展了一场别开生面的教研活动。武瑞涵老师以五年级《雨和雪》一课为例，向全校科学教师展示了如何通过模型建构促进学生科学思维发展的教学实践。课堂中，学生从被动接受知识转变为主动探究自然现象背后的科学原理，展现了一堂充满思维活力的科学课。

课堂伊始，武老师播放了一段乌云密布、天色渐暗的视频片段，引导学生观察并思考：“同学们，看到这样的天空，你们预测接下来会发生什么样的天气？”这一贴近生活的情境迅速点燃了学生的兴趣，大家纷纷举手表达自己的预测：“要下雨了！”“可能会下暴雨！”“那么，雨究竟是怎么形成的呢？”武老师顺势将问题引向本节课的核心。她没有直接给出答案，而是引导学生思考：“雨是什么？小水滴从何而来？”通过激活前概念，学生开始自主构建雨的形成初步解释。

接下来的小组探究环节成为课堂的亮点。武老师向每个小组提供了实验材料：温水、冰块、玻璃片、透明容器等，要求学生设计实验模拟雨的形成过程。学生们热烈讨论，尝试不同方案。一组学生将温水倒入容器，上方放置装有冰块的玻璃片，不久后观察到“玻璃片”下方出现了小水珠并滴落。“我们制造了‘雨’！”孩子们兴奋地报告。武老师抓住这一教学时机，引导学生将实验现象与自然现象进行对比：“我们的实验装置中，温水代表什么？冰块代表什么？小水珠的形成过程与自然界中雨的形成有什么相似之处？”通过层层引导，学生逐渐构建出“蒸发—上升—冷却—凝结—降落”的雨形成模型。随后，武老师进一步拓展：“如果高空温度更低，会形成什么？”学生根据模型推理：“小水滴会冻结变成小冰晶！”“很多小冰晶聚集在一起就会变成雪花！”学生自然而然地迁移模型，理解了雪的形成过程。

这堂课最突出的特点是强调了模型建构在科学学习中的核心作用。武老师没有停留在让学生记住“雨是水蒸气遇冷凝结而成”这一结论，而是引导学生通过实验、观察、类比、推理，自主构建解释自然现象的思维模型。

“科学模型不仅是实物模型，更是一种思维工具。”武老师在课后说课环节强调，“当学生能够用自己构建的模型解释雨和雪的形成，并预测不同条件下天气现象的变化时，他们就在发展真正的科学思维——基于证据进行推理、建立解释、评估模型的能力。”

课堂中，学生多次修正和完善自己的模型。最初有学生认为“云就是水蒸气”，通过实验观察和讨论，他们逐步修正为“云是大量微小水滴或冰晶的集合体”。这种模型修正的过程正是科学思维发展的真实体现。

观摩课后，组内几位科学教师从不同角度评价了这节课的教学设计。

孙欣老师说：“这堂课成功地将‘科学探究’与‘模型建构’有机融合。武老师设计的实验装置虽然简单，却巧妙地模拟了自然现象的关键要素。更重要的是，她引导学生从具体实验现象中抽象出普遍原理，这正是模型建构的核心价值。我观察到，学生在解释雨和雪形成过程时，已经能够自然地运用‘蒸发’‘凝结’‘温度条件’等科学概念，而不是机械背诵课本定义。”

张心怡老师说： “这节课最值得借鉴的是问题链的设计。从‘预测天气’到‘雨的形成’，再到‘雪的形成’，问题层层递进，每个问题都促使学生运用或修正他们构建的模型。特别是当学生用雨的形成模型推理雪的形成时，展现了模型的可迁移性——这是评价科学思维发展的重要指标。我建议下一步可以让学生用这个模型解释其他降水形式，如冰雹、霰等，进一步拓展模型的解释范围。”

吕文欣老师认为：“作为青年教师，我常常困惑如何在有限时间内既完成知识教学又培养科学思维。这节课给了我很大启发。李老师没有额外增加教学内容，而是改变了教学方式——从‘告诉结论’转向‘引导建模’。学生在建构模型的过程中自然地掌握了知识要点，同时发展了推理、论证等科学思维技能。我注意到，平时不太发言的学生在小组建模活动中也积极参与，因为模型建构为他们提供了具体的思维支架。”

本次教研课反映了当前小学科学教育改革的重要方向：从注重科学知识的传递转向关注科学思维的培养。模型建构作为科学实践的核心要素，为学生提供了理解和解释世界的思维工具。

摄山星城小学科学教研组表示，将以本次观摩课为契机，深入开展“基于模型建构的科学思维培养”系列教研活动，探索在物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等不同领域实施模型建构教学的有效策略。

“科学教育的最终目的不是培养记住大量科学事实的学生，而是培养能够像科学家一样思考的公民。”曹培菊老师在总结中表示，“模型建构教学正是实现这一目标的重要。

撰稿：武瑞涵

拍照：张心怡

审核：杨清霖