進階視域下小學生水概念的認知發(fā)展研究與教學策略

董玉萍

【摘要】結(jié)合小學一到六年級學生有關(guān)水概念的學習內(nèi)容，文章采用調(diào)查法和訪談法展開研究，結(jié)果顯示，低中年段學生水概念的獲得以感知為主;中高年段學生可以通過間接經(jīng)驗獲得水的概念。教師在教學中應了解學生對水概念的認知狀態(tài)，引發(fā)學生的認知沖突，在教學中宜采用探究活動的方式幫助學生建構(gòu)正確的水概念。當水概念的建構(gòu)無法用感知覺去建構(gòu)時，適宜采用接受式教學。

【關(guān)鍵詞】進階視域;水概念;認知發(fā)展

一、問題的提出

2017年，教育部頒布了修訂后的《義務教育小 學科學課程標準》，修訂后的課程標準引進“學習進階理念”，課程目標，課程內(nèi)容標準按照低1-2年級、中年段3-4年級、高年段5-6年級分學段呈現(xiàn)，水概念是小學科學課程標準定的18個主要概念之一。在不同年段有不同的學習要求和目標。水在人們的生活中非常重要，接觸最多。調(diào)查各年段學生對水概念的理解和認知狀態(tài)，并對學生的這些前概念進行分階分層，有利于教師有針對性分年段設(shè)計水概念的教學內(nèi)容， 使教學內(nèi)容適合學生認識事物的能力和水平，促進學生有效地學習水概念。

二、研究方法與內(nèi)容

本研究所選的小學生年齡在6—12歲，分別在廣州市白云區(qū)4所小學隨機抽取了一年級164人，二年級157人，三年級155人，四年級131人，五年級108人，六年級86人，共計801人。

研究的內(nèi)容包括：1.水的基本性質(zhì)——顏色、形狀、味道、透明度;2.水在哪里;3.水的三態(tài)變化;4.水的作用。

研究工具：采用自制結(jié)構(gòu)式的調(diào)查表。

研究方法：采用調(diào)查法，輔以訪談法、看圖的方式進行。

三、進階視域下小學生“水的基本性質(zhì)”概念認知發(fā)展情況分析

（一）對“水的顏色”的認知發(fā)展情況分析

研究發(fā)現(xiàn)，一年級有9.15%、二年級有8.28%、三年級有7.10%，四年級有6.87%，五年級有5.56%，六年級有3.49%的學生認為水是有顏色的，在這部分學生眼中，從影像資料或者見過大海的說水有藍色;有的說綠色，有的說白色;還有的學生說褐色等，說明這部分的學生獲取水的顏色是從視覺體驗而來。

隨著學生年齡的增長認為水是無色的學生數(shù)量越來越多。由于日常學習生活獲得更多的經(jīng)驗，五六年級95%以上的學生已經(jīng)建立起“水無色”的概念。

（二）對“水的形狀”的認知發(fā)展情況分析

研究者提供了三個不同的容器，分別是燒杯，錐形瓶，上大下小的喝水普通杯子，裝了不同高度的水，問：“這三個容器里的水，它們的形狀一樣嗎？”

研究發(fā)現(xiàn)，一年級有91.46%、二年級有92.36%、三年級有93.55%，四年級有96.18%，五年級有96.30%，六年級有96.37%的學生認為水是沒有固定形狀的，認為這三個杯子的水的形狀跟容器的形狀有關(guān)，隨著年齡的增長，越來越多的學生認識到水是沒有固定形狀的，數(shù)據(jù)表明這部分學生已經(jīng)建構(gòu)起“液體沒有固定形狀，隨著容器的形狀改變而改變”的概念。

（三）對“水的味道”的認知發(fā)展情況分析

研究發(fā)現(xiàn)，一年級有35.37%的學生認為水是有味道的，用訪談法了解到，這部分學生中大部分認為水的味道是甜的，說明一年級學生受味覺影響比較大，跟他們平時生活的飲用水有很大關(guān)系。這部分學生還沒有建立起“水無味”的正確概念。

到了二年級有87.26%，三年級有87.74%，四年級有87.79%，五年級有89.81%，六年級有91.86%的學生認為水是沒有味道的，從二年級到六年級，認為水沒有味道的學生比例增加不明顯，與學生在往后沒有再學習“水無味”的概念有關(guān)。

（四）對“水的透明度”的認知發(fā)展情況分析

學生對“水的透明度”的認知達到100%，學生獲取水的透明度是從視覺體驗而來。

四、“水存在哪里”的認知發(fā)展情況分析

（一）對“食物里是否有水”的認知發(fā)展

研究者用調(diào)查表進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)一到三年級有95%以上的學生認為蘋果、橙子、西瓜里面有水份。學生解釋說榨果汁、吃蘋果和西瓜有水份流出來。有的學生認為“水果”本身是含有水份的，從水果的角度來解釋。

部分學生從視覺的角度判斷青菜葉子和南瓜沒有水份;多數(shù)學生通過嘗的方法認為香蕉沒有水份。

整體來看，多數(shù)學生對蘋果、西瓜等含水量豐富的水果能建立正確的概念;學生對青菜、南瓜、香蕉等的含水量低的食材，多數(shù)學生不能建立正確的概念。

學生對“淀粉類食物是否有水份”，多數(shù)學生都處于錯誤概念發(fā)展階段，雖然五六年級學生建構(gòu)的正確概念比一二年級學生多，但高年段學生難以解釋“淀粉類食物是否有水份”，只是用生活經(jīng)驗來解釋：“餅干、面包是和面用到水”。學生很難用視覺、吃的感覺來判斷“餅干、面包”這類食物里面是否有水。

（二）對“植物里是否有水”的認知發(fā)展

一年級有70.73%、二年級有83.44%、三年級有85.16%、四年級有90.08%、五年級有91.67%、六年級有93.02%的學生認為植物里面有水。

低年段的學生關(guān)注到植物的葉子有水珠，下雨之后葉子是濕的。關(guān)注的是樹葉的外部而不是樹的內(nèi)部。

中年段的學生關(guān)注到植物需要吸收水分，種植植物需要澆水。三年級學生有種植鳳仙花的活動，學生能從種植鳳仙花需要定時給花澆水，推理出植物是需要水分的。

高年段的學生，知道植物的根吸收水分，輸送到葉子，有的學生知道植物有蒸騰作用，雖然認知不全面，但多數(shù)學生知道“植物里面有水”的正確概念。

（三）對“動物里是否有水”的認知發(fā)展

一年級有52.44%、二年級有38.22%、三年級有28.39%、四年級有19.08%、五年級有17.59%、六年級有12.79%的學生認為“動物的身體里面沒有水分”。

低中年段學生也有不少學生建立了錯誤的概念，但多數(shù)學生意識到人們需要喝水，動物需要喝水，意識到動物的身體里面是需要水分的。

高年段多數(shù)學生知道動物的身體大部分都是水分，個別學生知道人體有大約70%的是水分。多數(shù)學生從人推理出其它動物的身體里面有水分。

（四）對“自然界哪里有水”的認知發(fā)展

研究者采用開放回答的形式，讓學生充分表達“自然界哪里有水”，并對研究結(jié)果進行分類。發(fā)現(xiàn)學生首先回答：“大海”“河流”“小溪”“自來水”等，極少部分學生能回答“人的身體里面有水”。中年段和高年段的學生在回答這個問題時并沒有提到動植物身體里面有水，說明學生的日常生活經(jīng)驗所觀察到的結(jié)果會比較牢固地存在他們的意識里。而間接經(jīng)驗對構(gòu)建“自然界哪里有水”的概念起的作用不大。

五、對“水的三態(tài)變化”是同一種物質(zhì)的認知發(fā)展情況分析

通過調(diào)查法和訪談法，表明低年段有96%、中高年段100%學生認為“冰融化變成水”“水可以變成冰”“水可以變成水蒸氣”“水蒸氣可以變成水”。已經(jīng)為“冰是固態(tài)的水，水蒸氣是氣態(tài)的水”的概念構(gòu)建做好了準備。但是，這部分學生里面有的認為：“水蒸氣是氣體，冰是固體，水是液體，所以水蒸氣不是水，冰不是水”，認為這是三種不同的物質(zhì)。

經(jīng)過訪談，表明中年段學生已經(jīng)能意識到“冰——水——水蒸氣”之間的三態(tài)變化跟溫度有關(guān)。能解釋變干，多數(shù)知道溫度影響結(jié)冰、沸騰、蒸發(fā)。

六、對“水的作用”的認知發(fā)展情況分析

研究者采用開放回答的形式，讓學生充分表達“水有什么用”，并對研究結(jié)果進行主題分類。發(fā)現(xiàn)學生提到最多的是“洗”“喝”;低年段的多數(shù)學生提到水最多的是作為家庭生活起的作用如洗衣服做飯喝水拖地等;中年段多數(shù)學生能夠突破日常生活的范圍，意識到水可以發(fā)電作為能源作用、農(nóng)作物需要水、水可以在公園作為景觀使用、工業(yè)需要用水等;高年段的大部分學生能從更深的意義回答水在自然界中循環(huán)，在各個領(lǐng)域都離不開水，并意識到要珍惜水資源。

七、進階視域下小學生水概念的轉(zhuǎn)變教學策略

（一）教學要符合學生的年齡特點，以探究活動為主

在教學時，教師要善于在教學中運用探究式教學，讓學生充分運用感覺知覺的體驗來建構(gòu)水的正確概念。

低年段學生對水概念的獲得以直接感知為主，教師提供有結(jié)構(gòu)的材料從感覺特別是觸覺、視覺、味覺讓學生進行科學探究活動，可以更好地促進低年段學生對水概念的建構(gòu)和認知發(fā)展，讓學生充分感知水是無色、無味、沒有固定形狀、透明的。使用動畫、故事、科普類影片也能促進學生正確的科學概念的形成。

中高年段的學生對水概念獲得來源于間接經(jīng)驗，教師可運用抽象化的教學方式，如科普故事，科普短文，甚至理性的說教也能建構(gòu)正確的水概念，但教師提供相關(guān)實物進行探究活動幫助學生建構(gòu)概念的正確率會更高。

（二）教學前要了解學生對水基本性質(zhì)的認知狀態(tài)

研究結(jié)果顯示，隨著年齡的增加，正確建構(gòu)水概念的學生數(shù)量在增加。

對于“水概念”的認知，低年段的學生還處于事實水平，只看到水的表面特征，這部分學生以“體驗感覺”方式進行判斷，在視覺和味覺上感知尤為重要。所以有的學生認為水是有顏色的，水是有味道的。

對于“水概念”的認知，中年段的大多數(shù)學生處于理解水平，能夠回答“水沒有固定形狀”的理由。

高年級大多數(shù)學生的認知達到理論水平，這部分學生對水概念的解釋已經(jīng)提升到普遍規(guī)律的認識，如能直接表述“水是無色無味無固定形狀透明的”。高年段的學生還能直接表述“水有三種狀態(tài)，溫度變化導致水的三種狀態(tài)相互轉(zhuǎn)化”“水的用途廣”“生物需要水”“人們的生活生產(chǎn)離不開水”等。

（三）教學時要引發(fā)學生對水概念的認知沖突，適當采用接受式教學

學生通過探究活動，發(fā)現(xiàn)水確實是有味道，這跟每個學生的感覺體驗不同有關(guān)，這就跟“水無味”的概念發(fā)生認知沖突，這時候水概念的建構(gòu)無法用感知覺去建構(gòu)時，適宜采用接受式教學，如直接告訴學生：“水無味，水無色”“冰是固態(tài)的水、水蒸氣是液態(tài)的水”。著名教育心理家奧蘇貝爾曾經(jīng)倡導采用直接告知的方式也是有意義學習的一種方法。

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