前言：最近获得一位教师撰写的一篇文章，内容与《连通气球》《公平杯的秘密》相关，阅读后特推荐供大家讨论交流。
把握学生认知背景和认知规律，正确定位教学目标
——兼谈观两堂科学展示课有感
近年来，地方、年会课在网络上直播展示了的一些课，但实在地说，让人叹为观止、击节欣赏的课却是寥寥无几。尤其是，某些课甚至在一定的程度上可能造成了一些负面的影响。由于颇为担心这样的高层次高调展播的课可能带来的负面影响，故在此不揣冒昧地谈谈自己一点看法。
简而言之，小学阶段的科学学习内容，大概有三个层次：“有什么”、“是什么”和“为什么”。
“有什么”： 中低年级的学生，更多地是接触“有什么”的问题。采取的手段一般多为观察、比较、分类、资料收集以及一些必要的实验。例如，从众多的事物中，提出和选择自己的标准进行分类。认识到分类是需要确定的标准的。这个水平是在一定的观察、比较和相对简单的实验等后，能够从众多的事物中提取某一个属性，进行一定的归纳总结。
“是什么”：中高年级的学生，更多地是接触“是什么”的问题。采取的手段除了基本的观察、比较、分类、资料收集整理、实验以外，还要多一些归纳推理、演绎推理、类比推理等逻辑思维。例如，从众多的事物中，提取它们共有的本质的特征，用相对科学的方法和标准进行分类。这个水平就不仅仅是知道单个事物的某个属性，而是在一定的分析基础上，对事物的本质的把握。
“为什么”：较高年级的学生，更多地接触“为什么”的问题。采取的手段，除了前述的方面，更多的还有假设猜想、分析判断推理、研究计划的制定实施及其总结等等。例如，把握和梳理事物内在的联系，从综合相关事物的一些方面的信息，推断出可能导致的结果，并设计对应的研究方案加以验证。这个水平就不仅仅是知道某些事物的本质，而是要对这些事物内在的关系加以研究。
实际上，这个“有什么”、“是什么”和“为什么”的确定，就是我们的教学目标正确定位的首要问题。也就是说，我们选择的教学目标，是解决“有什么”的问题还是”是什么“的问题，或者是”为什么“问题，这个层次一定不能搞错！
那么，怎样才能把握这个正确的层次呢？
把握学生认知背景和认知规律是唯一的正确的道路！
维果斯基在说明教学与发展的关系时，提出了“最近发展区”的理论。即教学必须要考虑儿童发展的两种水平：一是现在的发展水平，二是在有指导的情况下借助教师的帮助可以达到的解决问题的水平，或是借助于他人的启发帮助可以达到的较高水平。这两者之间的差距，即儿童现有水平与经过他人帮助可以达到的较高水平之间的差距，就是“最近发展区”。
分析学生“现有的发展水平”，就是把握学生的认知背景，也就是我们俗话中说的学生的前概念；分析学生“可以达到的较高水平”，就是把握学生的认知规律，也就是分析学生在现有的年龄阶段，在现有的认知背景下，加上其心智水平与思维能力，所决定其能够达到的高度。以上2点再加上教学环境（含教学材料、教学手段等）就能决定学生的“最近发展区”。一个浅显的比方：如果让孩子轻轻踮一踮脚就能摘到桃子，甚至踩上一个小小板凳就能摘到桃子，那么我们说这个“最近发展区“的判断是恰当的；如果要让孩子搭起云梯，或者撑杆跳高却依然难以够得着这个桃子，那么这样的”最近发展区“就严重判断失误了。
前段时间有一节在网络上很火的课“公平杯的秘密”，网络直播前，本人就看到此课题，很是质疑。百度百科上一查，公平杯原来是古人的一种量酒器。当注入酒水的高度不超过一定界限时就像正常辈子一样一切正常，而一旦超过界限，所有注入的酒水就将全部从底部的小孔中流出去。实际上，公平杯就是一种虹吸现象。
然而真正要搞清楚虹吸现象的原理，则必须懂得大气压强和液体压强，尤其是液体压强的帕斯卡定律。这些都是中学物理的水平。从认知背景和认知规律上看，小学阶段这个课题最多只能解决到“是什么”的程度，而达不到“为什么”的程度。所以，课前，我就判断此课定位有问题，不如改名叫做“神奇的公平杯”或者“好玩的公平杯”、“有趣的公平杯”。
由于自己有课，没能看到现场直播，但心里一直痒痒的，很想看看执教者是如何解决公平杯的这个“秘密”的。还好，录像课上传网络了。结果一看，公平杯的秘密到本课结束依然还是秘密。看得出指教者还是很努力想把这个秘密说清楚的——印象中大约3分钟教师展示、演示实物公平杯注入水后的奇妙现象；约3分钟教师展示其中的结构，并给出结构图和用吸管、塑料杯模拟实验的方法；约20分钟学生用塑料、吸管制作公平杯模型并实验；约14分钟，教师利用课件解释虹吸现象，并用抽干“鱼缸”中的水，来检验学生对虹吸现象的掌握。
然而，课上的检验已经说明了学生并没有真正掌握公平杯的秘密——虹吸现象的根本原理。第一个上去抽干“鱼缸”中的水的学生，拼命对着管子往“鱼缸”里面吹气；第二个上去的学生，知道不能吹气，而是用嘴吸水，但却不知道管子的出水口应该在“鱼缸”的水面高度以下，直到教师的帮助提示下才得以完成。而且从该课来看，即使后来这个学生在教师帮助下知道了管子的出水口必须在“鱼缸”水面高度以下，却不知道这是为什么。最多也就是个知其然而不知其所以然。
实际的课堂上，由于执教者错误地定位于“为什么”层次，结果因为限于学生的认知，不仅达不到“为什么”，连“是什么”也做得不好。于是，一堂课下来，学生兴趣很高，但真实的收获却很少。最主要的，恐怕就是情感态度价值观上——科学很好玩，科学很有趣，再加上了一点学生动手手工制作能力的提高吧。这样的收获实在太不堪了点吧。
当然，如果此课集中定位于“是什么”的层次，则可能是另外一种景象：
① 课堂开始用约2分钟时间，教师演示实物公平杯注入水奇妙现象；
② 约3分钟时间，学生对下发到每个组的公平杯实物仔细观察，发现其中“有什么”结构，思考这个结构可能对应某种功能；
③ 约6分钟时间，教师和学生一起抽象出这个结构，并设计模拟实验的材料、方案；
④ 约20分钟时间，做模拟实验；
⑤ 约6分钟时间，总结实验现象，介绍其他虹吸现象，重点把虹吸现象产生的条件搞清楚；
⑥ 约2分钟时间，用抽干鱼缸中的水做为本课的检测；
⑦ 最后1分钟，给学生一个交代：教师简略说明虹吸现象的根本原理，但强调此原理大家在中学阶段还会继续学习。
在网络上搜寻“公平杯的秘密”录像课之时，一并找到了著名的“连通气球”一课的录像。此课同样存在着定位不当的问题。
当然，从该课来看，或许执教者压根就没有想往“是什么”或“为什么”上面去定位。但窃以为那种“把一起交给学生”的思路是存在很大问题的。学生在连通大小不同的两个气球后，竟然发现气球的变化是大的更大、小的更小，完全与自己的预想不同。由此必然激发了极大的兴趣，迫切地想知道这是怎么回事。而教师对此视而不见听而不闻，实在不该。
那么，“连通气球”，学生能不能在现有的认知阶段解决“为什么”层次的问题呢？——这恐怕很多成人，甚至包括教师也难以回答。实际上气球吹大的过程，变量挺复杂的。主要原理应该就是：气球吹大的过程，气球皮相对比较快地变薄。气球小的时候，气球皮厚，弹性大，绷得紧。内部压力大；气球大，皮薄，弹性小，绷得松。内部压力小。这里，气球内部压力，不是随着气球大小而线性变化的。而主要受到气球皮弹力的影响。气球皮的弹力，则主要受到皮的厚度影响。
如此，就只有从“是什么”方面来考虑了：可以让学生现场体验吹大气球的过程，气球越小的时候越要费力，越大的时候越要轻松。由此可以迁移解释大小气球连通后，小的更小、大的更大——气球的大小变化，和吹气球时感觉轻松或费力，道理是一样的！
正如前面所提到的“公平杯的秘密”，“连通气球”一课的价值实在不堪——主要的依旧是科学很神奇，科学很有趣，科学很好玩。知识方面为零、技能方面不多，唯一还有一点点情感态度价值观的东西。但由于没有顺应学生强烈的想进一步知道气球变化的原因的探究欲望，这个情感方面也是有遗憾的。
总之，教学目标的定位一定要慎重，力求准确恰当。到底是“有什么”、“是什么”和“为什么”这3个层次中的哪一个？一定要以学生的认知来做衡量和判断。只有在正确的教学目标定位之下，才能有效地组织好教学。
教学有法、教无定法、贵在得法！而得法与否的判断标准，依旧还是学生的认知发展！
龙菲菲 2012/11/8
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