建構觀在初中科學概念教學中的實例研究

柴亞平

摘 要：概念是人類的思維工具，是人類認識世界、表達思想的載體，它是知識結構的聯結點，構成了知識的基礎。本文在建構主義學習理論指導下，在元認知策略的運用、前科學概念、概念的轉變、元認知的發展、概念的結構化表征幾方面，通過實例，對初中科學概念教學過程進行探討，以促進學生思維發展。

關鍵詞：質量；密度；元認知；相異概念

人類對科學本質的認識經歷了由科學的“真理觀”向科學的“建構觀”的轉變。建構主義的學習觀認為：學習并非學習者對于所授知識的被動接受過程，而是一個以其已有的知識和經驗為基礎的主動建構過程。換句話說，獲得知識的多少取決于學習者根據自身經驗去建構有關知識意義的能力，而不取決于學習者記憶和背誦教師講授內容的能力。以下是教學過程中，在建構主義學習理論指導下，對初中科學概念教學的實例探討。

一、基于元認知巧設情境構建新概念

基于元認知的教學關鍵在于巧妙安排各類具體、豐富的學習情境，精心設計有層次性的問題于各類學習情境中，引導學生進行深度思考，使學生感受到原有概念不能解決現有的問題，從而能夠主動建構新概念，以提升對概念本質的認識。

在講“密度概念”的探究性教學設計中，教師給每組學生準備三種不同材料構成的6個實心物品（外觀上無法辨識），讓學生分組探究，辨出構成物品的材料的異同并歸類。物品的選擇和處理，一是要能避免學生靠視覺、聽覺、嗅覺和觸覺就能分辨出物品的材料構成；二是要能引導學生用考慮體積和質量（兩個變量）的思路，解決材料辨別問題。

為形成有梯度的探究過程，在準備材料時，教師選擇了外形、體積相同的6個物品，其中兩個物品質量也相同，對于初中生來說，在小組合作下，很容易把這兩件物品歸為一類。挑出兩個后，剩下的4個雖然形狀各異，通過測量發現有兩個物品的凈重是一樣的。因此只要比較它們的體積，即可判斷出材料是否一樣。測量可知，這兩個物品的體積也一樣，因此判斷是同樣的材料。最后剩下的兩個物品，不僅形狀各異，而且通過測量得出它們內裝材料的凈重和體積均不一樣，根據提示，可推斷它們是同種材料。

此環節關鍵在于，能否引導學生用前面的辨別經驗推斷他們是同種材料。這既是學習過程的應用，也是本次探究的升華過程。因此，要判斷其中所裝材料是否一樣，必須綜合考慮每一個物品的質量和體積并進行對比分析，從而可能產生“根據質量和體積的比值可以區分”的猜測，實現密度概念的有效建構。

學生根據已有的經驗可以解決其中一部分問題，但另外一部分問題，必須超越已有的經驗認識，探尋新的解決辦法才能解決。這種基于學生已有經驗，而又驅動他們超越經驗的問題解決活動，有利于調動學生積極、主動地投入到智力活動中，對于他們形成正確的科學概念、獲得對科學積極的情感和態度，也許是最有價值的一種體驗。

二、基于元認知的發展，追根溯源建立新概念

教學中有些概念對于老師來說也只是書面上的理解，平時很少對它們的出處進行考究，這使我們向學生傳遞的信息也只停留在表面，更無法談及深入學習。所以在教學過程中，教師首先要能吃透概念，利用先進的現代網絡技術，獲得想要的信息，也為學生提供多樣化的信息來源，再根據自己的理解，發揮聰明才智，使學習者通過意義建構來優化和完善認知結構，獲得自身發展。

比如在講“質量”這一概念時，教材上給出“物體所含物質的多少”的定義，從概念到定義都很抽象，同時我們也注意到，教材中還給出在英文物理文獻中，質量對應的詞為：mass。這個概念是怎樣來的？通過查找可獲得以下內容：牛頓在其《原理》一書中最早引入mass（質量）的概念來表示物質的量。在牛頓之前，描述物質的量的常用詞為bulk和 moles。“bulk”在中文里合適的對應詞是“大塊頭”。另一個詞“moles”來自拉丁語，也是一大團、一大塊的意思，如果加個小詞，變成molecule（molecula），就成了一小塊，漢語標準譯法為“分子”。也就是說“一大塊”是由“一小塊”，即物質由分子構成。這樣介紹后，會給學生一種質量是由微小粒子堆加累計的印象，再給出質量是物體所含物質的多少的定義，學生更容易接受，同時可生成以下知識：質量是物體的屬性，它不隨狀態、形狀、溫度、位置的改變而改變。

這樣不僅深化了對概念的理解，也為學生提供了一種深入學習的途徑：通過網絡查詢所需的資料，培養學習過程中的追根索源的精神。

三、從生活前概念出發，促前科學概念轉變

前科學概念指的是與科學概念的內涵、外延不盡一致的個體概念，包括錯誤概念、前概念、相異概念等。錯誤概念并不是內涵完全錯誤的概念，實際上是與科學概念不盡一致的相異概念，但是錯誤概念和相異概念都是易使人們產生歧義的術語。狹義的前概念指的是原發性前科學概念，廣義的前概念指的是前科學概念，包括原發性前科學概念與繼發性前科學概念。這樣的概念形成后，不易被重建，也極易成為今后學習的誤區。如在講密度概念時，進行如下課堂教學設計：

師：同學們，鐵和木頭相比，哪個重？

生：鐵比木頭重

師：（出示一枚小鐵釘和一塊體積較大的木頭）這枚鐵釘比這塊木頭重么？（學生否定）那你們為什么就說鐵比木頭重呢？請修正原來的表述。

生：體積相同的鐵和木頭，鐵要比木頭重。

師：如果不是比輕重，而是比質量大小呢？

生：體積相同時，鐵的質量比木頭大。

師：很好！體積相同的不同物質，質量大小并不相同。

由此，引出密度的概念。

上述案例，教師用比較一枚鐵釘和一塊木頭誰重的質疑，引發學生認知沖突，從而促使學生主動修正原有的觀點，構建起密度的概念，實現前科學概念的重建。

通過上訴建構主義教學實例，我們發現，建構主義學習觀能充分考慮學生已有的認知結構，選擇學生理解得更為透徹的概念作為概念轉變的生長點，考慮學生已有知識或前科學概念，實現新概念的有效構建。概念教學中其他各方面因素的影響，如教學方法的選取、現代教學手段的應用等，這都需要進一步的研究。至于文中提出的一些觀點和看法，也有待于在教學實踐中進一步完善和發展。

參考文獻

1.羅星凱，劉小兵，梁維剛，吳嫻，張琴美，李萍昌.“密度概念的引入”探究性教學設計.人民教育，2002（9）.

2.曹則賢.質量與質量的起源.物理學咬文嚼字之十一.

3.李高峰.科學教育中的“前科學概念”.教育學術月刊，2010.9.

4.鄭青岳.鄭青岳科學教育講演錄.浙江教育出版社，25.

（作者單位：浙江省諸暨市榮懷學校）