在探究活動中幫助學生建構科學概念

管照生

【摘 要】小學科學教學提倡讓學生在親歷探究過程中建構科學概念。但在具體的教學中，由于部分教師受原有思維定式的影響，探究活動往往變成照本宣科、概念機械記憶活動。本文通過課例，從利用演示初步建立、自主設計方案中體驗、把握材料出示時機培養、對比實驗形成、小組合作確保有效、用于生活深化等方面引領學生建構科學概念。

【關鍵詞】探究；建構；科學概念

中圖分類號：G620 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2017）12-0104-02

“面向全體學生，學生為主體，探究為核心”是小學科學課程的基本理念。科學教材在經過幾次修改后，更加注重讓學生在親歷探究的過程中建構科學概念。基于此，現在的科學教學更加注重探究式教學，學生的探究能力因此得到了不同程度的提高，科學素養得到了一定的培養。然而，看似熱鬧非凡的探究課堂，學生卻是“玩時”盡興，“玩后”忘記。這是因為教師受原有思維定式的影響，探究活動中，教師往往將學生看成接受知識的容器，重視結果的機械記憶，生硬地將科學概念呈現給學生，忽視概念的形成與聯系規律，疏于聯系學生的生活經驗，導致科學探究流于形式。

一、小學科學教學中科學概念建構的重要性

“小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課。”（《義務教育科學課程標準》），從課標中知道，小學科學課的核心是探究，主要任務是培養小學生愛科學、學科學、用科學的志趣和能力。現以姚老師執教的《不同物質在水中的溶解能力》一課教學為例，談談如何在探究活動中幫助學生建構科學概念。

【課例簡錄】：教學目標：①科學概念：不同的物質在水中的溶解能力不同；②過程與方法：研究食鹽和小蘇打在水中的溶解能力；③情感態度與價值觀：認識到溶解在生活中應用的廣泛性和重要性。④重難點：了解不同的物質在水中的溶解能力是不同的。

上課伊始，教師通過實物結合播放圖片的形式出示兩種物質，讓學生根據物質形狀、顏色猜測是什么。明確物質名稱后，教師通過演示小蘇打溶于水的實驗，讓學生猜測在相同條件下小蘇打與食鹽溶解能力的強弱。接著，教師提出問題：你怎么知道某種物質在水中是不是溶解了？并要求學生用食鹽溶于水的實驗來說明。很快，學生憑著已有知識說出了溶解的概念。結合學生的回答，教師順勢引出：“要知道結果，我們可以通過實驗來驗證，現在請同學們小組討論設計比較食鹽和小蘇打在水中的溶解能力的實驗方案。”憑著前幾節課的經驗，學生很快擬出了實驗方案，并有三個小組上臺展示方案。在每位學生闡述方案的過程中，教師組織學生點評，確定初步的實驗方案：要兩杯水、小蘇打和食鹽各一份，分別放進水中，攪拌，直至不能溶解為止。

針對學生擬定的方案，教師繼續提問：這個實驗怎樣做才比較公平？哪些條件必須相同？哪些條件會不同？在同學們充分討論交流后，師生共同得出：相同的條件是“兩杯水一樣多、溫度相同、都要攪拌、每次加入的量要一樣多。不同的條件是分別加食鹽和小蘇打”。教師繼而讓學生思考：當物質溶解較慢時怎么辦？小組成員如何分工？實驗結果如何填寫？

二、在探究活動中如何幫助學生建構科學概念

《義務教育科學課程標準》的“基本理念”中提到：科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。正因為科學的學習是以直接經驗為基礎，我們的科學學習需要科學探究，而且探究式學習符合小學生心理發展的特點。

1. 在導入中利用演示初步建構科學概念

本課導入中，教師先和學生復習食鹽溶于水的內容，然后讓學生猜測小蘇打是否能溶于水，在學生猜測后，教師將小蘇打放入水中，讓學生觀察小蘇打的變化，在未充分溶解的情況下進行攪拌，在教師的操作下，小蘇打完全溶解于水。這時，教師問，在相同條件下小蘇打與食鹽誰的溶解能力更強？通過這樣的導入，用事實讓學生直觀地獲得了“不同的物質能溶解于水中”的概念。直觀的實驗演示，規范的示范，可極大程度地激發學生學習的興趣和欲望，更重要的是通過引導學生觀察、分析實驗現象，進行科學思考，能有效促進科學概念的建構。

2. 在自主設計探究方案中體驗科學概念

概念的建構有賴于對事物的感性認識，只有親身經歷探究活動全過程才會對科學概念有深刻的感悟和體驗。在概念的建構過程中，教師代替學生大部分“工作”，確實是可以減少學生的錯誤， “節省”時間，但在減少與“節省”的同時卻剝奪了學生從錯誤中學習的機會，阻礙了學生的思維發展。本案例中，教師沒有急于將正確的做法直接告訴學生，而是在學生動手實驗前問了幾個問題：你們打算怎么做？是做完一個就記錄一個，還是全部做完了再記錄？記錄表上要填哪些內容？實驗完后，實驗器材該如何處理？然后讓學生分組討論，自主確定實驗方案。學生在小組內，通過自學教材和相互協商，很快就確定了實驗方案。這樣的體驗過程，可以引發學生的認知沖突，發展他們的思維，實現知識的內化，有效建構科學知識體系。

3. 備好探究材料，選好出示時機，把握科學概念

【教學記錄】：在本節課上，教師在學生明白了實驗方案后，馬上分發材料（水量相同的燒杯2個、等量小蘇打和食鹽各一包、玻璃棒2根）讓學生實驗操作。學生實驗場面很是熱鬧：一部分學生按部就班，做完食鹽再做小蘇打，一部分學生兩個同時在做，一部分學生這個做一下那個也做一下，偶爾東張西望看看其他同學……15分鐘很快過去了，按計劃本因停止實驗并匯報結果，可是，熱鬧的學生并沒能聽從老師的指示安靜下來，少部分學生的實驗也沒能完成。2分鐘后，在教師的多次要求下，學生終于安靜下來。

材料選擇得好，往往能激發學生的探究欲望，出示的次序直接決定著實驗操作的有效性。本課中，如果教師先讓學生做完食鹽的實驗后，再出示小蘇打，課堂的可控性和實驗的有效性會得到大大的提高。當然，如果教師能再多準備一兩種其他物質如白砂糖、味精等，既可照顧動手能力強的學生，也可以讓學生有更多的機會去把握概念內涵。畢竟，只有讓學生在探究活動中充分運用感官參與實踐，才能準確把握概念內涵，因為，概念的建構來自于對事物的真實感悟與體驗。

4. 對比實驗，明辨是非，形成科學概念

一個概念的形成通常需要學生對大量的事實與現象進行耐心的觀察，細致的分析，冷靜的對比等思維活動，繼而建構科學概念。這就需要學生對各種現象進行多層次的比較、分析與總結，在推測與驗證的思維過程中形成正確的科學概念。

【課例】

師：（將學生做小蘇打實驗的燒杯放在講臺上）為什么這個小組的實驗結果會和我們不同？請大家觀察這個小組的燒杯，然后說出原因。

生：老師，他們的杯底還有沉淀物，他們的小蘇打沒有完全溶解，因此他們的實驗結果并不科學。

案例中，對“不同的物質在水中的溶解能力是不同的”概念教學中，食鹽和小蘇打在水中的溶解能力這個實驗看起來不復雜，但學生做實驗時卻出現問題：大部分學生的實驗結果是食鹽的溶解能力要大于小蘇打的，有小部分學生的結果剛好相反。原來是學生在試驗中，沒等小蘇打完全溶解就放進另一包。要讓學生形成正確的科學概念，必須通過問題的引導，使學生對正確的現象清晰化，對錯誤的現象進行辨析，加深對概念的理解。

5. 小組合作，確保實驗有效性

《義務教育科學課程標準》提到：“科學課程要面向全體學生。這意味著要為每一個學生提供公平的學習科學的機會和有效的指導。”探究教學的過程是師生、生生交往的過程。

【課例】

師：實驗中要注意分好工，一個同學放物品，另一個同學負責攪拌，第三位同學負責觀察，最后一位同學負責記錄實驗結果，然后共同總結實驗現象。

一個實驗，涉及多種器材的使用，多項操作活動，現象的觀察、分析和記錄，作為小學生，在短短的40分鐘內，一個人的力量通常難以完成。實驗活動完成不了，既打擊了學生的學習積極性和信心，也不利于科學概念的形成，這就要求我們充分發揮小組的力量，以求實驗的有效性。

6. 在生活中應用科學知識，深化科學概念

“通過科學課程的學習，知道與周圍常見事物有關的淺顯的科學知識，并能應用于日常生活，逐漸養成科學的行為習慣和生活習慣。”是小學科學課程的總目標之一。

【課例】

師：通過本節課的學習，我們通過對比實驗驗證了不同物質在水中的溶解能力是不同的，請大家利用本節課學到的知識去解釋生活中的幾種現象：①蔗糖和洗衣粉在水中的溶解能力相同嗎？能設計一個實驗方案來證明嗎？②一些固體的物質能溶解于水中，一些氣體也能溶解在水中，你能舉一些氣體溶解在水中的例子嗎？③喝汽水后常常會打嗝，你能解釋其中原因嗎？

科學教學要幫助學生建立起科學概念體系，重視科學探究和合作學習，并用自主探究學習方式，幫助學生建構科學概念；更要讓學生會運用已形成的科學概念來解決生活中問題，這是建構科學概念的終極目的，深化科學概念的重要環節。

（編輯：趙 悅）