1、基于科学概念的探究式教学以水能溶解一些物质为例谈如何建构科学概念浙江省舟山市定海区廷佐小学 王燕萍【摘要】：科学探究是科学学习的主要方式，建构科学概念是科学学习的重要目标。本文浅议了在教学水能溶解一些物质一课时如何帮助学生建构科学概念的策略。针对当前概念的建构凌驾于学生之上、为活动而活动等现象，在充分考虑教材和学生实际的基础上，提出“引发认知冲突、引领有效探究、引导有效交流、引致概念内化”等策略，帮助学生建构科学概念，提高课堂教学实效。【关键词】：前概念 科学概念 核心概念 结构化活动新课程标准指出，科学课程不仅要让学生亲历探究过程，更要注重引导学生在探究过程中建构科学概念，促使科学概念与科学
2、探究协调发展，以达到培养学生科学素养的目的。科学概念的建构要经历一个抽象概括的过程，如何帮助学生在以探究为核心的科学学习中建构科学概念？下面结合新教科版四下册水能溶解一些物质一课的教学谈谈粗浅的看法。一、依据学生的前概念，引发认知冲突建构科学概念的基础由于生活经历和学习情况的不同，学生在走进科学课堂之前已对日常生活中所感知的现象与对事物的认识形成了自己的看法，这就是学生的前概念。虽然学生的前概念是肤浅的，甚至是错误的，却是学习的起点，是建构科学概念的认知基础。奥苏伯尔认为：如果我必须将教育心理学的全部原理归结为一句话，那么我将会说，影响学生学习最重要的一个因素乃是学生已经知道的东西，肯定这一点
3、并据此教学。因此，教学要充分考虑学生的前概念，从激发学生的认知冲突与学习动机出发，促成完善概念的转化。我们可以采取一定的方式了解学生对学习内容已经有了哪些认识，以此为基础开展教学，比如熟悉教材、课前调查、课堂提问、图画展示、观察分析等方式。在教学水能溶解一些物质前，学生对“溶解”这个词并不陌生，但不清楚究竟什么是溶解。我在上这课时采用课堂提问的方式首先暴露学生对“溶解”的原有认识：师：妈妈在炒菜时会加一些食盐、白糖之类的物质，等我们吃的时候怎么找不到这些颗粒了呢？生 1：因为它们溶化了。生 2：因为它们溶解到菜里去了。师：哦，溶解？你能给大家解释一下什么是溶解吗？生 1：溶解就是溶化了。生 2
4、：溶解就是一样东西消失了。生 3：溶解是被热气给化开了，没有了。师：其他同学有补充吗？生 4：我认为溶解的意思是溶化了，分解开了。从学生的回答当中可以看出他们对溶解概念的认识是错误的。要转变错误的前概念，就得让学生从原有的认知结构中走出来，引导他们重新认识溶解的本质特征。不过，从教材的安排来看，溶解概念的建构是通过本单元水能溶解一些物质和水是怎样溶解物质的两课的教学来完成的。在起始课水能溶解一些物质的探究活动中承载的概念内涵是：物质变成肉眼看不见的微粒；不会沉淀；不能被过滤。教学可以从设置问题情境开始：大家原先认为“溶解”是这种物质消失了、不见了，但是，大家都知道物质是不会“逃走”的，还在水里
5、，既然还在水里怎么看不见了呢？当学生无法用自己已有的前概念来解释观察到的现象时，就不得不对已有的前概念进行反思，引发更深的思考，探究活动也就一步步深入进去。二、设计结构化的活动，引领有效探究建构科学概念的关键活动是建构科学概念的载体，学生在一个个活动中不断修正、重构前概念，从而建构起科学概念。所谓结构化活动，就是知识逻辑与认知逻辑相统一的学习活动。设计结构化的活动时，能围绕科学概念，恰当地选择、组织、呈现活动及活动所承载的科学概念，促进学生科学概念的主动建构与发展。1构建支架式活动“支架”原是建筑行业的术语，也可称“脚手架” ，美国著名的心理学家和教育学家布鲁纳最早把这个术语运用到教学上。他指
6、出：“学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。 ”如果把科学概念以阶梯状呈现，支架式活动就是引领帮助学生自己一步一步向上迈或为他们提供一根迈步的拐杖。为此，事先要把科学概念加以分解，用一个个有结构的活动把学生的理解逐步引向深入。水能溶解一些物质一课有三个活动内容，活动承载的概念内涵是不同的，呈递进关系，所以，活动内容也要有递进关系，以支架式的活动初步建构溶解概念。2. 提供有结构的材料“巧妇难为无米之炊”。科学课堂上，提供有结构的典型材料是实现学生有效探究、构建科学概念必不可少的设计内容。教师要引导学生通过对材料的操作、观察和思考，使学生能从直观现象中感悟、获取科学知识的方法和过程，从
7、而揭示科学概念的结构和本质。在水能溶解一些物质这一课中，学生通过观察、比较食盐、沙、面粉在水中的不同变化，发现溶解和不溶解的主要区别和特征。辨别食盐和沙在水中是否溶解了对学生来说不难，关键是如何把它们在水中的变化描述出来。因此，在这个环节中增加了小苏打和荞麦（泡茶喝的小颗粒）两种物质，既有学生熟悉的食盐和沙子，又有跟面粉外观相似的小苏打，还有在比较长时间内会浮的荞麦颗粒，使学生的感性认识更加丰富，也为本单元后面研究小苏打溶解度做了铺垫。教材中的过滤实验对四年级学生来说要求过高、操作过难，而且在一节课的时间内很难完成，因此，设计了简易版的过滤装置（右图） ，方便又快速，同样使学生建构起“溶解了的
8、物质是不能用过滤的方法过滤的”概念。3收集事实依据科学事实是检验科学结论的唯一标准，证据是进行科学分析的根据。将观察、实验收集的证据与已有的知识联系起来，进行归纳、概括、推理等思维活动，找到问题的因果关系，形成新的理解，作出自己的解释或结论，并内化纳入学生的知识结构之中。收集证据的过程还是学生自我反思、自我评价的过程。学生要运用多种方式对证据进行整理、加工，去伪存真，去粗取精，可以反映出学生科学素养的发展。在观察食盐、沙、小苏打和荞麦颗粒在水中是否溶解时，学生要对观察到的现象进行判断，我就引导他们从判断的依据是什么去分析；面粉在水中的状态是像食盐、小苏打，还是像沙子、荞麦？也要求学生去寻找依据
9、。用事实作为证据，既明确了概念又培养了学生收集证据的能力。三、紧扣核心概念，引导有效交流建构科学概念的保障交流是学生学习的有效途径。没有交流和沟通，就不会产生互动，那些只有交流的形式表现而无实质性交流发生的“教学”不是实质意义上的教学。只有通过师生间、学生间动态的信息交流，实现师生互动互补、相互沟通、相互影响，才能达到共识、共享、共进，真正实现“教学相长”。交流研讨也是讲究策略的。韦钰院士在科学教育的原则和大概念一书中指出：科学教育的目标不是用一堆事实和理论堆砌知识，而应是实现一个趋向于核心概念进展的过程，这样有助于学生理解与他们生活相关的事件和现象。本文中提到的核心概念不是指课程里的 24
10、个核心概念，而是以一堂课为视角，把本课所要建立的认知和能力作为目标概念，其中最为核心的知识概念作为核心概念。水能溶解一些物质的核心概念是“物质的颗粒变成肉眼看不见的微粒，这个微粒是不能被过滤出来的。 ”整个教学活动围绕这个核心概念展开；任务布置中明确提出“观察、描述物质在水中的颗粒大小变化”；课堂交流研讨也以颗粒的大小变化为落脚点：“物质的颗粒在水中发生了什么变化？” “食盐还在水里吗？”（在）“为什么看不见了呢？”（变小了，小得我们看不见了。）“是的，食盐颗粒在水中变小、变小、变小小、小、小小到我们的肉眼无法看见，我们把它叫做微粒”。“你觉得沙在水中溶解了吗？它的颗粒在水中的变化跟食盐的颗粒
11、有什么不同？”核心概念的思考使我更深刻的理解教材，更好地把握住了教材的重难点；指向核心概念的提问使教学环节紧扣核心内容，突出重点，促进了新旧概念的转变，提高了课堂教学效率。四、运用概念于实际，引致概念内化建构科学概念的实效学生完成概念重组、形成科学概念后，如果能在实践中运用，说明这个概念已内化。学生在构建了“溶解”概念后，可以呈现一个泡手磨咖啡的资料，让学生分析：为什么要用咖啡滤纸？说明什么？咖啡在水中溶解了吗？咖啡渣不能溶解，要用滤纸过滤出来；咖啡色的液体不能被过滤出来，说明咖啡已经溶解了。如果学生能分析出来，说明学生对溶解概念已完全掌握并已内化为已有概念。应用概念于实际是概念的具体化过程，而概念的每一次具体化，都会使概念进一步完善和深化，对概念的理解就会更加全面，更加深刻。综上所述，科学概念的建构是不断修正和完善前概念的过程，老师要采用多种教学策略帮助学生在活动中主动积累认识和经验，从而一步步建构起科学概念。【参考文献】1吴建春.浅谈小学科学课堂中学生科学概念的有效建构策略新课程(小学)J .2013年07期2龙洁.在科学探究过程中建构科学概念J. 湖南教育(下).2011 年 10 期3杨苏兰.站在孩子的角度建构科学概念J. 小学时代(教育研究). 2012 年 08 期4 http:/
