引導學生建構溶解概念

李穎

在科學課教學中，如何幫助小學生建構科學概念？需要哪些理論和策略？下面以如何引導學生建構溶解概念為例進行討論。

科學概念建構的相關理論概述

概念是指人腦反映客觀事物本質特性的思維形式，包括內涵和外延兩個方面。內涵是指概念反映的事物的一般特性（即共同關鍵特征），即概念的含義;外延是指概念包括對象的總和，即概念適用的范圍。概念是在實踐過程中抽象出事物的本質屬性并推廣到同類的其他事物而形成的，能使一類事物與另一類事物區別開來。

科學概念是組成科學知識的基本單位，是科學知識結構的基礎。科學概念的建構對學生學習的不斷深入提供必要的基礎和條件，是建構正確科學知識體系的基礎。科學概念的形成有助于學生正確有效地面對和解決生活、科學中的問題，并對學生進行相關科學研究的進一步深入有不可忽視的作用。

學生進入科學課堂之前，在日常生活和成長過程中逐漸形成了對一些事物的認識、觀點和看法，這些長期積累的感性經驗我們稱之為前概念，前概念對新概念建構可以產生積極或不良的影響。因此，如何將不完善或錯誤的前概念變成正確的科學知識，即概念的轉變，是教學研究的關鍵。概念轉變是學生對已有知識經驗的重新建構或組合，包括同化和順應兩種方式。概念的轉變有兩種可能：一種稱為“豐富”，即新知識補充了原有知識，通過積累的方式使這些知識發生變化，或稱為概念增長;另一種情況稱為“修正”，個體原有的某種知識經驗受到了與之不一致的新經驗的影響而發生重大改變，即從已有知識經驗到科學概念的變化。

實施多種策略幫助學生建構溶解概念

根據概念建構理論， 在教學實施過程中， 教師可以通過課前分析學生前概念、課中幫助學生建立科學概念、課后對科學概念進行評測三個階段來完成對溶解概念的建構。

1.研究方法

選取本校三年級的學生作為被試，先后在3個班級進行了前測，目的是對測試題進行調整，針對學生情況設計課堂教學環節，這樣有利于促進學生建構溶解概念。在本項研究中，我們采用了前測問卷和后測問卷。此外，在課堂教學中為學生提供了實驗材料（食鹽、白糖、高錳酸鉀、水和攪拌棒等用品）。

2.前測

在測試前，告知被試將在充裕的時間內（15分鐘）做一份關于“食鹽或白糖放入水中發生什么現象”的問卷，并告知被試問卷答案不涉及對與錯，只需要將自己的想法和答案寫在問卷上。在規定時間完成后由教師收回，然后由教師對問卷進行評定和分析。前測中，我們編寫了3道題，參與測試的學生有43人，下面是對前測題的具體分析。

第1題：將食鹽或白糖放入水中，過一會兒，會出現什么現象？

意圖：讓學生對于食鹽或白糖溶解出現的現象進行初步認識，目的是考查學生在日常生活中是否有這種經歷（通過訪談得知有一部分學生沒有配制鹽水和糖水的生活經驗），因此，這就成為教師進行教學設計時需要關注的焦點之一。

測試結果：學生答案中提及溶解的有6人，提及溶化的有3人，提及熔化的有6人，提及溶了的有1人，提及化了的有3人。

分析以上數據，我們發現近50%的學生提及不相關的答案，說明學生對溶解現象有一定的關注，一些有生活經歷的學生能提及溶解的相關概念，測試結果也反映出學生的一些錯誤概念。因此，在教學中要設計一些實驗幫助學生轉變錯誤的概念。

第2題：在配制一杯糖水（或鹽水）的過程中，可能出現哪些變化？請使用畫圖搭配關鍵詞的方式對這個變化過程進行解釋。

意圖：讓學生對溶解過程每一個變化進行簡單的解釋。本題是檢測學生前概念中不完善的部分，這涉及教學設計中的重要部分。

測試結果：學生答案中提及顆粒變化的有9人，提及顏色變化的有4人，提及味道變化的有5人，提及位置變化的有8人，提及消失的有5人，提及氣泡的有8人，提及分解的有2人，提及溶解的有1人，做出無關解釋的有8人。

通過數據分析，不難看出少數學生的前概念是零散且不完整的，甚至一些學生的前概念是錯誤的。針對這一問題，教師應當思考如何引導學生建構正確的概念。

第3題：你知道以上現象在科學上叫什么嗎？

意圖：通過讓學生對配制鹽水和糖水這個生活現象下定義的方式了解他們對溶解這個科學概念的理解。

測試結果：學生答案中提及溶解的有4人，提及水溶的有2人，回答不知道的有37人。

以上數據反映出只有少數學生能提及溶解這一正確概念。隨后，教師對這些學生進行了訪談，讓學生具體描述什么是溶解現象時，他們不能清晰闡述溶解過程中產生的每個變化。因此，教師在溶解概念的教學中，需要利用一系列的引導性問題，引導學生具體描述實驗現象，啟發他們利用關鍵詞闡述溶解過程中的主要變化。

3.概念轉變的教學策略

基于前測，我們精心設計了教學過程，利用三個環節幫助學生建構溶解概念。

環節一：學生動手配制鹽水和糖水，初步觀察溶解現象。本環節要達到兩個目的：一是讓學生感受溶解現象是從顆粒的變化開始的，對溶解概念獲得感性認識;二是讓學生對溶解現象進行猜想，提出他們的解釋。

環節二：由于食鹽和糖的溶解中，不能清晰地看出顆粒變小，教師引導學生更換實驗材料，利用高錳酸鉀做進一步觀察。學生通過畫圖的方式記錄高錳酸鉀在水中溶解的過程。在這一教學過程中，教師有意識地讓學生通過俯視和側視等多視角觀察高錳酸鉀在水中的溶解現象，并和不溶解的沙進行對比，啟發學生描述溶解現象并進行解釋。觀察結束，教師引導學生利用“顆粒由大變小”“均勻分散”等關鍵詞對溶解加以描述，幫助他們建構正確的溶解概念。

環節三：教師帶領學生對一些與溶解容易混淆的科學概念進行辨析。教師給出溶化、溶解和熔化等概念，讓學生舉例說明，然后教師給予正確的解釋。通過概念辨析，有助于加深學生對溶解概念的認識。

4.后測

后測一共有3道題：第1題讓學生運用圖示與關鍵詞相結合的方法對溶解概念直接進行陳述;第2題讓學生利用溶解過程中的幾個變化判斷面粉在水中是否溶解;第3題通過冰棍化成水的現象，考查學生是否理解溶解概念。以下是各題的后測數據和分析。

第1題，學生答案中提及顆粒變化（顆粒變小）的有8人，提及均勻分散的有7人，沒有人提及肉眼看不見的微粒，提及消失的有20人，提及其他現象的有20人。

第2題，能正確判斷的有21人，能正確解釋的有15人，判斷錯誤的有10人，解釋錯誤的有9人，給出其他解釋的有2人。

第3題，能正確判斷的有26人，能正確解釋的有22人，判斷錯誤的有5人，解釋錯誤的有2人，給出其他解釋的有3人。

分析以上數據，我們發現，與前測題相比，學生能用關鍵詞（如顆粒變化、均勻分散、消失等）描述溶解概念的數據明顯上升。近60%的學生對面粉是否溶解能作出正確的判斷，并能給出合理的解釋，這說明了相當一部分學生理解了溶解這一科學概念。通過后測還發現，大多數學生能夠通過對比的方式，對一些與溶解容易混淆的概念進行辨析，說出它們的異同。通過后測，我們發現實施概念轉變策略后，學生對溶解概念的建構有明顯的提高。

通過上述研究，我們認為，在學生建構科學概念時，教師要盡可能讓學生的生活經驗與新概念之間發生聯系，形成認知沖突，實現自我建構。在學生建構科學概念時，教師要幫助他們梳理概念的關鍵詞，利用圖示與關鍵詞相結合的方式進行教學，將抽象知識具體化，這些是促進學生理解、記憶的有效方法。在新概念生成后，應當要求學生將新概念與原有概念進行對比，這樣可以加深他們對新概念的理解，將新概念納入已有的認知結構當中。總之，引導學生建構科學概念時，需要對他們的前概念進行深入分析，運用多種策略幫助他們實現概念轉變，提高教學的有效性。