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题目中有两个关键词——模型和思维。
什么是模型？
模型是人们为了某种特定目的而对研究对象所做的一种简化的描述，有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。在小学科学教学中，大到浩瀚宇宙，小到各种微粒，有些科学现象和规律既抽象又复杂，科学研究中人们通过一定的科学方法，建立一个适当的模型来代替和反映客观对象，并通过研究这个模型来揭示客观对象的本质特征及规律。
什么是思维？
在《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出：科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。模型建构体现在以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进行模型建构，运用模型分析解释现象和数据描述系统的结构关系及变化过程。
因此，模型是借助实物或其他形象化手段，使内隐的思维“可视化”。在小学科学探究教学中，通过实物建模、图像建模、视频建模、思维建模等科学方法，搭建“脚手架”，跨越最近发展区，解“思维”之难。指导学生掌握并应用模型法，可以有效促进知识体系建构，发展抽象逻辑思维，培养学生的科学核心素养。
接下来以四年级上册第一单元第四节《我们是怎样听到声音的》一节的教学设计为例，浅谈模型支架构建的高效课堂。
《我们是怎样听到声音的》一节是《声音》单元的第四课，是在对声音的产生原理以及声音的传播方式的探究之后，对我们怎样听到声音的进行研究，这是基于前面几课探究的延续和深化。
前几节课的探究学习为这一节课的展开做好了充分的知识准备。但对于“我们是怎样听到声音的”这一探究主题，学生缺乏直观的认识和体验，缺乏细致地观察和剖析，总体而言，比较抽象，应用模型支架可以构建高效课堂。
基于以上的教材和学情分析，本节课的教学设计思路为：首先通过摇藏起来的铃铛，在看不见物体的情况下，提出问题“看不见物体，我们是怎样听到声音的？”引出人体结构——耳朵，随后认识了解耳的结构、预测各部分功能、探究各部分功能、体验、确定各部分功能，最后联系各部分功能解释“我们是怎样听到声音的？”的科学原理，并应用科学知识于生活中，形成爱护耳朵、保护听力的健康意识和习惯。
耳朵，作为生物结构，平时我们对它缺乏细致地观察和剖析，教材中的平面图也难以真正让学生体悟到耳朵的结构与功能。为了构建高效课堂，突破思维局限，我在课堂的各个环节创建模型支架，如图所示，根据教学环节进行排序。
首先是耳的结构及作用初探，教师提供不可拆解的耳朵整体模型和可以拆解的耳朵乐高模型，学生通过观察、触摸、分解能够直观认识耳的各部分结构，观察时间结束后，用耳的各部分结构贴纸，在记录单上拼出耳朵的平面结构模型，通过观察较难的三维立体组装，解决了较简单的平面结构拼图，实物模型在一定程度上节约了学生凭空想象的时间，降低了学生的思维难度，随后根据自己拼出的耳朵平面结构模型进行功能初探，自己建构的平面图像模型，更直观，思路更清晰地能够把关注点放在后续的功能预测上。
预测完功能后，由外到内，首先开始体验耳郭的作用，通过捂住耳郭（无耳郭）、打开耳郭、增大耳郭（用手拉模拟耳郭、加一个喇叭），在比较中思考耳郭的功能，然后用更大更长的纸喇叭再次验证耳郭的功能。通过纸耳郭、大纸耳郭的模型建构，锻炼了学生比较、推理的科学思维，学生能够清晰地体会到耳郭收集、放大声音的功能。
再往里，探究耳郭形状与功能的关系，以及体验外耳道的作用。
构建倒黄豆的类比模型，思考类比模型中黄豆、漏斗、量筒各部分模拟的结构？通过游戏探究直筒型、喇叭型形状对耳郭收集声音信号功能的影响，体会结构决定功能的重要意义。在类比模型的游戏体验中，量筒静而黄豆动，随后声音信号顺利进入，学生能够在动态活动中感受到外耳道的功能——通道作用。
再往里，体验鼓膜的作用，观察鼓膜模拟器，找到模拟鼓膜的材料——七球皮，摸一摸，感受鼓膜的结构特点。玩一玩，探索鼓膜的功能——发出声音会振动，体验鼓膜模拟器与“耳郭+鼓膜”模拟器的效果差异，再一次深化对各部分结构的功能的理解。应用类比模型能够提高思维效率。
再往里，耳的其他结构的特点与功能就以资料卡片的形式，让学生进行探究，图文结合的资料卡片实际上就是图像模型，帮助学生分析、推理、排序、归纳，最后对记录单上耳的实际功能进行修改完善。图像建模虽然没有实物建模、类比模型直观，但是在对于非重难点的知识，也能提升学生的思维效率。
随后小组汇报学习成果，在汇报完各部分的结构功能后，进行交流研讨。学生用自己的语言描述我们是怎样听到声音的，但仅仅是局限于我们刚刚学习的几个功能。随后通过视频模型来提升系统性思维，通过科普视频——声音到大脑的旅程，学生能够更科学、全面地认识到声音到大脑旅程中的生物性（各部分器官紧密地协调配合）和科学性（各部分结构与功能相适应），视频建模就能够对学生的认知进行查漏补缺。
接着进行小结，观看完视频以后，学生已经能够更加完善地说出“我们是怎样听到声音的”过程以后，再对应用板贴对学生掌握的知识进行系统性的梳理和归纳，也就是思维建模。思维建模对学生科学思维的系统性进行了巩固完善，就像建高楼的顶层，俯瞰下去都是建构的过程。
最后是拓展应用。声音到大脑的旅程，需要各个器官结构的协调配合，如果某一个环节出现问题，我们可能就会……学生只要意识到身临其境的问题，他们就会尝试用自己的认知去解决问题。所以在日常生活中应该怎么做，让学生进行深度地思考，将理论应用于生活中，帮助学生养成爱护耳朵、保护听力的健康意识和行为习惯。生活问题的巧妙延伸作为思维模型，培养了学生应用习得知识解释、解决实际问题的推理、应用能力。
总而言之，通过创设实物模型、类比模型、图像模型、视频建模和思维建模支架，能够构建一个高效、生动的课堂，解决学生的思维之“难”，发展学生的科学思维。
教师互动点评：博文小学陈佳老师以“创模型支架，解思维之难”为题，结合《我们是怎样听到声音的》一节交流课标实践，从课标解读、教学设计、教学三个模块解读了构建模型是培养科学思维的重要方法，并设计了在课堂中以模型支架构建的高效课堂，通过实物建模、类比模型、图像建模、视频建模和思维建模，突破了学生思维局限，提升了学生思维效率。
还没有发完吧？要是有一些图片就好了 陈贝贝 发表于 2024/1/13 22:41:20
模型建构是学生学习科学一种常用方法，一般的科学实验也可以称为一种建模过程。 一剑飘香 发表于 2024/1/13 22:53:51
多种模型建构，帮助学生更好理解耳朵各部分结构的作用。耳郭通过盖住、打开、增大，三个步骤进而探究，这个设计比教材中更好一些～～ 夏薏 发表于 2024/1/14 7:42:30
耳朵这个内部结构还是比较抽象的，确实非常需要模型的支架，内部听小骨更加巧妙 傅蒋 发表于 2024/1/14 15:29:43
回复 31楼专属的帖子因为声音可以绕过障碍物 夏薏 发表于 2024/1/20 11:52:57
