情境在科學教學中發(fā)揮著重大的作用，恰當的情境能夠給學生提供一個主動學習的機會，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，并讓學生從中明白科學對生活的重要意義。如何在小學科學教學中創(chuàng)設一個恰當的情境？筆者認為，教學情境不是簡單的課程引入，而應包含更多的元素。首先，教學情境要涉及相關的科學概念和知識，讓教師和學生能夠圍繞重要的科學概念展開教學；其次，教學情境要提出有助于理解科學概念的問題，引發(fā)學生的問題意識，激發(fā)學生的探究熱情；再次，要在教學情境中體現一系列的科學探究過程，如概念圖的合理使用、科學討論的有效組織、實驗信息的及時記錄及探究模型的科學建構等，并在這些過程中提高學生的探究技能，如分類、觀察、探索、尋找規(guī)律、設計實驗、解決問題等探究技能。

在工業(yè)生產如此昌盛的現代社會，筆者試圖把工業(yè)情境應用到小學6年級的科學教學中，以金屬鐵的生銹和預防為突破口，展示科學與日常生活的密切聯(lián)系，并為學生提供發(fā)展科學理解和探究技能的機會。

情境引入——一封來自金屬制品有限公司的求助信

尊敬的研究組：

在飛速發(fā)展的現代工業(yè)社會，金屬材料以其優(yōu)良的力學性能、加工性能和獨特的表面特征，成為現代產品設計中的一大主流材質，我們從事的金屬加工產業(yè)也有較為廣闊的市場和很好的發(fā)展前景。

但在我們對金屬加工和制造的過程中，面臨著巨大的問題：有大量的金屬生銹，情況尤其嚴重的為鐵，每年都有幾萬噸的鐵生銹，為我們帶來了巨大的資源浪費和經濟損失。

我們希望你們能研制出經濟、安全、可行的防銹辦法，幫助解決這一問題，你們的建議對于我們將會非常有價值，期待你們的回復。此致

敬禮！

潤揚金屬制品有限公司

2012年12月25日

當我鄭重其事地拿出這封求助信時，學生們表現出從未有過的驚喜，讀完之后，他們開始對金屬的優(yōu)良性能有了更多的關注，并認真回顧起科學課上已涉及到的金屬的特性（學生在3年級《認識金屬》一課中，已經對銅、鐵、鋁等金屬物質進行過探究，了解了金屬具有金屬光澤、易導熱和易延展等特性），建立金屬的特性與用途之間的聯(lián)系。同時，學生意識到鐵生銹原來可以帶來如此巨大的危害。我很欣喜地看到，學生可以在問題意識和實際情境的引導下，表現出積極主動的探究熱情，于是，我決定引導學生進行一系列的科學探究，通過鐵與鐵銹的對比，認識到鐵生銹的變化類型及其危害；再通過設計、操作實驗，找出鐵生銹的條件，并提出適合公司發(fā)展的經濟、安全、可行的防銹方法。

情境過程——呈現科學探究過程

利用概念圖，了解學生前概念

我使用的情境中涉及到金屬的特性，這是學生解決生銹問題的前提。6年級的學生已通過之前的學習和日常經驗對金屬有了一定的了解。但在真正開始探究之前，我仍然覺得有必要對學生的前概念作一次調查，以確定現在班級的學生對金屬的特性到底知道些什么，并根據他們對科學概念的掌握情況進行下一步的教學。

我知道了解學生前概念的方式有很多，如交談、提問、前測問卷、概念圖等，介于主題涉及的科學概念較多且系統(tǒng)性、序列性強，我決定采用概念圖的方式，讓學生以小組為單位，盡可能多地列舉出與金屬、金屬的特征與特性及用途相關的詞匯，并進行分類與關聯(lián)。

學生小組繪制概念圖時，我巡視在學生中間，參與他們的討論，請他們描述和解釋一些較為生僻的詞匯，如：硬度指什么，可以用什么方法知道金屬的硬度，磁鐵都能吸引哪些金屬等，以了解學生對概念的理解程度。概念圖是對學生的前概念進行科學概念發(fā)展評測的好方式，我決定把各小組制作的概念圖貼在科學教室的墻上，伴隨學生探究的全過程。

經過梳理和匯總，我發(fā)現學生的概念圖涉及面廣、各有側重，大致包含以下內容：

由此可見，學生根據已有的生活經驗和前面對于金屬的探究，知道銅、鐵、鋁、金、銀等物質都是金屬，平時見到的許多日常用品和交通用具都是由金屬制成的；了解金屬具有金屬光澤、易導熱、易延展、能導電、硬度大等特性，但是學生對于金屬還存在一些模糊甚至錯誤的前概念，如：學生誤認為磁鐵能吸引所有的金屬物質；只知道金屬會生銹，當讓他們作出具體解釋時，卻不清楚金屬生銹是一種什么樣的變化，對于金屬在什么條件下會生銹、生銹會給生產生活帶來怎樣的危害以及如何有效地防銹等問題還比較模糊。

因為鐵在生活中到處可見，其化學性質非?；顫姡F生銹是學生經常遇到的現象，所以我決定以常見金屬——鐵為出發(fā)點，引領學生從個別到一般，系統(tǒng)地認識金屬的生銹及預防，這需要用到不止一節(jié)課的時間。

基于探究模型，進行教學設計

根據學生已有的前概念，圍繞情境中呈現的問題，我?guī)ьI學生進行了兩次連續(xù)探究活動（見表1）：

在以往的教學中，由于沒有實驗瓶的設計，學生只能依靠自己的經驗來想象。如果學生缺乏經驗，就比較難對鐵生銹的條件提出預測，因此我在這個環(huán)節(jié)巧妙地運用實驗瓶作為情境引入。把水洗過的鐵釘放到密封的礦泉水瓶中，放置1～2周。學生經過仔細的觀察，會發(fā)現礦泉水瓶里有3個比較明顯的變化：鐵釘生銹了、瓶子內壁出現小水珠、礦泉水瓶變癟了。然后再讓學生思考這些變化之間的聯(lián)系，并引導學生一步步地推理和猜測，建立起水、空氣、鐵等各因素之間的聯(lián)系，再結合之前的預測，進行實驗設計。

分享小組內設計好的實驗方案是一個必不可少的環(huán)節(jié)，我建議同學們認真傾聽并提出質疑，這是一個進發(fā)智慧火花的良機，一定要好好把握。學生們很愿意接受我的建議，因為這些疑問也是他們在設計實驗時遇到的難題。一個組的同學提到要創(chuàng)建一個只有空氣或者水的環(huán)境，另一個組的同學就會質疑如何創(chuàng)設、空氣中包含的水蒸氣或自來水中包含的空氣如何去除等問題。這些問題提得非常好，我也會利用其他小組同學的質疑順勢引導，讓學生展開激烈的思維活動，碰撞他們智慧的火花。

大部分小組進行了空氣或水的單因素假設，因此他們設計的大多是一組公平實驗，而有個別的同學或小組堅持認為空氣和水都是鐵生銹的條件，他們居然還可以設計出來一組實驗：1號鐵釘放置在空氣中；2號鐵釘放置在水中；3號鐵釘放置在僅有少部分水的試管中；4號鐵釘放置在真空的試管中。盡管他們沒有考慮到空氣中存在的少量水蒸氣，也沒有考慮到水中存在的少量空氣，在實驗條件的控制上也不是很嚴密，但這樣“出奇”的實驗設計讓我非常驚喜。

學生小組根據各自的實驗設計進行了操作，他們非常盼望看到預期的實驗結果。1周后的實驗結果與學生的預期有所不同，這讓他們很驚奇，也帶給他們更多的思考。匯總了全班同學的實驗結果后，學生的思路變得愈加清晰，原來只研究一個變量還不能解決這個較為復雜的問題，需要幾組公平實驗同時進行（如下圖）。

通過對實驗結果的綜合分析，學生不難發(fā)現：在只有水、只有空氣、水和空氣都沒有3種情況下，鐵釘不會生銹，而在水和空氣2個條件必備的情況下，鐵釘才能生銹。并且，水和空氣越充足的地方，鐵銹就越多，如第3個試管中水和空氣交界處的鐵釘部位鐵銹最多。

完善概念圖，評測學生發(fā)展

學生動手操作了一系列的探究活動，親身經歷了一個完整的探究過程，在這個過程中，學生的科學概念也隨著探究的深入不斷地修正和完善。在我的鼓勵下，學生們回顧了之前的概念圖，并增加了他們學到的新知識。

從概念圖的變化可以看出來，經過探究，學生關于金屬的許多概念得到了修正，對金屬生銹的認識也在進一步系統(tǒng)和完善。

情境處理——解決實際問題

情境的作用并非只在教學的開端，在總結的環(huán)節(jié)中也能通過情境激發(fā)學生的積極性，促使學生主動地進行總結，同時還可鍛煉學生語言文字的表達能力。經過探究，學生知道了鐵銹的巨大危害，了解了鐵生銹會給人們的生產生活帶來巨大的危害；學生還理解了如果能有效地控制水、空氣等條件，就可以有效地防銹，其實學生已具備了解決情境中所呈現的實際問題的能力。

“如今工廠急切需要的是經濟、安全、可行的防銹辦法，如何把已有的理論應用到工廠實際問題的解決上？”在活動最后我采用了聽證會的方式，拋出了這個問題，在全班范圍內進行廠方、專家等角色的扮演，經過全方位地論證，處理這個具體的情境問題。會后，秘書組的成員整理了會議的發(fā)言稿，并作出了如下回復，還附上了實驗的結果。

潤揚金屬制品有限公司：

上月收到貴公司的求助信后，我們研究組認真研讀，成立了專門的研究小組，對貴公司提出的問題進行研究。經過一系列的周密實驗，我們發(fā)現：金屬放置一段時間后會生銹，鐵尤其容易生銹。影響鐵生銹的主要因素是空氣和水，二者缺一不可，尤其是長期放置在水分和空氣（氧氣）比較充足的環(huán)境中，會加快鐵生銹的速度。因此，防止金屬表面與水、空氣直接接觸，可以達到防銹的目的。

我們提出以下建議。

1 把金屬原料或者金屬制品放置在干燥的環(huán)境中，盡量減少水分的侵入。

2 在金屬制品上涂漆、鍍瓷、抹油，這樣可以防止金屬與水、空氣的接觸，還能達到美觀的效果。

希望我們的建議能夠幫助貴公司解決面臨的問題。此致

敬禮！

育才實驗學校6年級14班研究組

2013年1月18日

基于情境，最后又回到情境中。這使得將科學上的物質特性變化的學習和解決工業(yè)中遇到的防銹問題有機地結合在一起，隨著探究的進程，學生對情境的了解逐步深入，對科學概念的理解逐步完善和正確，對解決實際問題的方法也逐漸清晰和明了，學生對于工業(yè)生產實踐中使用的技術不再覺得陌生，自然而然將學生帶入科學、技術、工程等更廣泛的學習之中。