在科學課教學中發展學生的科學概念

李志堅

是科學知識結構的基礎。科學課程標準明確指出，在科學探究中要關注科學概念，科學教學應圍繞建立科學概念來組織活動。在實際的科學教學中，教師要重視科學概念的建立，思考如何在科學教學中培養學生的科學概念。

一、剖析前概念，找準發展科學概念的起點

在接受正式的科學教育之前，學生已經積累了豐富的自然科學體驗。這種相對原始、不夠精確的初始概念叫作前概念。許多研究表明：前概念是科學概念建構的基礎，了解兒童的前概念非常重要，不容忽視。所以在科學概念教學中，我們首先要充分了解每個學生的前概念，從中找到科學概念的出發點，從而真正培養學生的科學概念。

由于學生的前概念具有個性化、隱蔽性、表面性等特點，平時不易發現，這就要求教師善于通過多種方式了解學生的前概念。例如，為了了解學生對于“浮力”的個人前概念，課前我對三年級部分學生進行了訪談調查，情況如下。

從表中可知，學生對于物體在水中沉浮的原因有多種不同的想法，但大都是不全面的，甚至有些是錯誤的。有這樣的分歧并不可怕，恰恰相反，學生前概念的充分暴露，為教師后續的教學指明了方向。教師在了解學生前概念的基礎上，可以適當調整自己的教學步驟，將課堂教學的重點定位在幫助學生轉變錯誤的前概念上，從而幫助學生建構正確的科學概念。

二、引發矛盾，指明發展科學概念的方向

教師在充分了解學生的前概念之后，可以通過創設問題情境引發學生的認知沖突。學生發現自己對某一現象的認知和真實現象之間的矛盾，意識到同一事實的兩種或多種不同認知結構之間的沖突，便會逐漸調整自己的認知結構，使其與真實現象之間達成一致，進而建立與科學概念相一致的新的概念。

例如，在《連通氣球》一課中，教師出示玻璃管連接的大小氣球，問學生大小氣球連通后會出現什么現象。學生說出了多種猜測。這是他們基于自己已有的經驗做出的，其中大部分學生認為大小氣球連通后會是一樣大的。但學生通過實驗發現，大的氣球變得更大，小的氣球更小了。這與他們原有的前概念之間發生了沖突，從而引發學生思考，為什么大的氣球更大，小的氣球更小。這時學生的內心是疑惑的，他們既對自己原先的前概念產生了否定的態度，同時又無法尋找到正確的答案，學生探究的欲望就增強了。

又如，在《聲音是怎樣產生的》一課中，教師通過實驗和提問了解了學生的前概念，發現學生普遍認為：物體通過用力摩擦、敲擊、彈撥，或者讓它動起來，就能發出聲音。此時教師演示用力彎曲鋼尺，鋼尺不發出聲音;用力拉橡皮筋，橡皮筋也不發聲。然后提問：我對物體用力了，物體卻沒有發出聲音，這是為什么呢？這時出現的現象與學生的前概念之間發生了沖突，促使學生對物體發聲的原因進行進一步的探究，也朝著科學概念的建構更進了一步。

三、親歷探究，建構科學概念的必要條件

科學概念的建構主要來自學生對事物的體驗與感悟，學生只有在探究活動中充分參與，才會有深刻的體悟。在課堂教學中，當學生經歷了一個個探究活動之后，思維在經歷中被激發，學生的科學概念才能得到更深入的發展。

在研究物體沉浮的原因時，學生對物體沉浮的解釋大都認為重的沉，輕的浮。教師通過把重的木塊和輕的大頭針放入水中，出現的現象是重的浮，輕的沉，從而引起學生的思考：物體的沉浮到底和什么有關？難道真的與重量無關嗎？此時，學生探究興趣濃厚，他們非常渴望能通過實驗來驗證。這時教師給學生提供了兩組材料：一組是體積相同、重量不同的物體;一組是重量相同、體積不同的物體。實驗的結果是顯而易見的，學生在獲得這樣直觀的體驗后，他們會自然而然地修正原先的前概念，逐步構建起科學概念。

四、分析整理，建構科學新概念

科學概念的形成，通常需要對大量的事物和現象進行觀察，積累豐富的感性認識，再通過分析、比較等思維活動，尋找事物之間的因果關系和共同屬性，并從共同特征中抽象出本質屬性，構建科學概念。

在《聲音是怎樣產生的》一課中，學生原有的經驗認為：物體通過用力摩擦、敲擊、彈撥或者讓它動起來，就能發出聲音。教師借助對鋼尺和橡皮筋施力沒有發聲的現象，引發學生對自己原有的經驗產生質疑。所以，教師引導學生開展實驗探究并討論，從物體“摩擦、敲擊、彈撥”等不同發聲現象中尋找共同之處，通過分析、比較，從眾多的現象中抽象出共同的特征：聲音是物體振動產生的。

五、解決問題，鞏固深化科學概念

當學生剛剛形成一個新的科學概念時，這個概念在其認知結構中往往是孤立的，很容易受到其他因素的影響。通過創設具體的問題情境，運用已形成的科學概念來解決問題，學生才能真正掌握正確的科學概念，同時，幫助教師及時了解學生對新概念的掌握情況，以便進一步有針對性地加以糾正、完善和深化學生對于科學概念的理解。

概念的應用是一個從抽象到具體的過程，對學生來說有一定的難度。所以，教師在概念應用設計時，應該循序漸進，在已構建科學概念的基礎上逐層深入，并教給學生思考的方法，使其在解決問題的過程中深化概念。