學生“物質的變化”相異構想對比調查與建議

◇李萍萍（山東：淄博高新技術產業開發區第四小學）

已有的知識經驗是影響學生學習的重要因素，學生對科學概念頭腦中存在各種各樣的想法。通過對五、六兩個年級學生的訪談、問卷調查，發現學生在“物質的變化”相關概念中存在相異構想。在物質的變化分類標準、腐蝕、蒸發條件等方面，教師對學生相異構想的認識是準確的；在可逆變化與不可逆變化的區分、燃燒是化學變化、水的三態變化這些方面，教師對學生相異構想的認識與學生的實際有偏差。本文根據教師的訪談情況與學生所具有的相異構想之間的差異，提出合理化的教學建議。

一、問題的提出

（一）學生頭腦中存在較多的相異構想

科學概念對小學生來說是比較抽象的。小學生在學習科學概念之前，頭腦中對事物就有了自己的簡單理解。這些看法有些與即將學習的科學概念相一致，有一些卻是與科學概念不一致的。那些與科學概念不一致的看法，將阻礙學生的科學學習和科學素養的培養。我們將學生頭腦中存在的這些想法、看法，稱為相異構想。這些相異構想如果不及時探查出來，并采取有效的教學措施及時修正，會影響學生對科學概念的系統學習。

（二）教師對學生知識經驗的認識存在偏差

在農村小學，科學課并不受重視，大多數教師是兼職的，而且小學科學是一門考查科目，學生和教師都不重視。很多教師認為，“他們的腦袋是迷糊的，什么都不知道”，“學生的認識經驗非常缺乏”，“缺少必要的基本知識”。從中可以看出，雖然不愿意承認，但是不少教育者不同程度地持有“白板說”。在當前的小學科學教學中，仍然存在大量不了解、忽視學生相異構想的現象。這會影響學生對小學科學概念的正確理解，從而影響他們科學素養的提升。

二、學生“物質的變化”相異構想調查

“物質的變化”這一主題，包括的概念有：物體、物質、物理變化、化學變化、可逆變化和不可逆變化。整理出“物質的變化”的相關概念之后，筆者對學校五名科學教師進行了訪談調查。之后設計了二段式測驗問卷發給五、六年級的學生，并回收做了問卷分析。

通過訪談、問卷結果分析，我們發現，學生對“物質的變化”最容易出現的相異構想有以下幾種。

對水是否有固定形狀不能正確認識。在調查中，五年級學生認為水有固定形狀的占87.9%；六年級認為水有固定形狀的占81.4%。水蒸氣與水之間的變化認識不清。認為水和水蒸氣不是同一種物質，五年級學生有這種想法的占72%；六年級學生占74.3%。

認為水的蒸發不是任何時候都可以進行的。有這種想法的五年級學生占66.3%；六年級學生占46.4%。

鐵鍋生銹這種腐蝕現象，認為是物理變化或者沒有發生變化。有這樣相異構想的五年級學生占78.3%；六年級學生占60.7%。

不可逆變化與化學變化的概念混淆。五年級有65%的學生發生了混淆；六年級有52.1%的學生發生了混淆。

以上是學生最容易產生的相異構想。這些概念，有些是學生已經學習過的，有些是學生沒有學習過的，產生這些相異構想的原因是多方面的。

通過對比可以看出，學生頭腦中的相異構想并沒有因為我們的教學而消失，轉為科學概念。所有考查的內容，六年級學生全部學過，但是，相異構想依然存在，類型基本沒有減少，甚至還有新的相異構想出現。由此不難發現，傳統的教學方法沒能成功修正學生頭腦中的相異構想，需要我們采取一些特殊的教學策略來幫助學生修正相異構想，構建科學概念。

三、對小學科學“物質的變化”教學的建議

（一）轉變教師觀念，重視學生的已有經驗

由于教師對學生的相異構想存在一些偏差，所以在“物質的變化”相關概念的教學中，教師要摒棄原來自以為是的想法，去了解學生頭腦中的真實想法。對于學生頭腦中早已存在的正確的相關概念，例如，熱脹冷縮、沸騰，我們可以少花一些時間，沒必要讓學生刻意加深印象。而對于學生頭腦中的相異構想，不管學生的想法有多么“幼稚”，我們都要尊重他們的想法，與學生有效地溝通，引導學生意識到自己理解的錯誤，從而自愿去修正錯誤想法，在頭腦中重新建立準確的知識結構，形成正確的科學概念。

比如，《蒸發》這節課，蒸發的現象在生活中比比皆是，學生都有體驗，但是他們不能把生活體驗上升為科學概念。所以在課堂上，教師可以將提前拍攝的生活中的一些照片、視頻向學生展示。比如，我們的衣服洗完之后晾曬，最后變干了；游泳完上岸會感覺比較冷；路上的積雪都融化不見了。讓學生觀看這些生活中的視頻，引導他們思考：這些現象是什么原因造成的呢？從而進入蒸發的學習，通過小實驗明白蒸發在任何條件下都能發生，蒸發是吸熱的。最后一定回扣主題：我們課前所了解的生活中的這些現象都是蒸發。然后讓學生課下再搜集一些蒸發的小例子，下節課匯報。從學生的日常生活入手進行教學，輕松有趣，既攻破了難點又習得了新知。

（二）引發學生的認知沖突，自覺修正相異構想

根據建構主義理論，學生的學習是一個主動建構的過程，是將新知識合理同化到原有的知識結構中。當學生發現他原有的舊知識不能解決新問題時，就會想方設法用新的方法解決這一問題。我們在課堂上，就是要通過創設情境，在情境中讓學生意識到，他頭腦中的原有想法是無法解釋現實現象的，只有更正自己的想法，才能合理解釋這個情境。

比如，關于凝結現象，學生非常熟悉：夏天剛拿出來的雪糕周圍會有“白汽”；打開冰箱冷凍門，會發現有“白霧”產生；揭開煮飯的鍋，會看到有大量的“白汽”冒出來。這些“白汽”“白霧”是什么？對于這個問題，學生往往受到表面現象的蒙蔽或者無形中加入自己的想象，認為是水氣化形成了水蒸氣，這些白汽就是水蒸氣。這時候教師就要加以引導，讓學生運用前面所學的知識來檢視自己的答案。水蒸氣是無色的，所以“白汽”“白霧”不是水蒸氣，從而讓學生發現自己的答案是矛盾的，自己的想法是錯誤的。教師要和學生一起分析這個現象，最后得出正確的結論。把學生生活中的一些常見現象搬到課堂上，他們會非常感興趣，知識接受得就特別快，也更容易修正自己的相異構想。

（三）提供動手實驗的機會，豐富學生的感性經驗

小學生的語言表達和理解能力相對較弱，思考問題也缺乏邏輯性，如果我們僅從語言上讓他們去發現自己的想法是不合理的，會比較困難。因此，我們要給學生提供盡可能多的動手實驗的機會，讓學生通過親身體驗，親自觀察實驗現象，從而與自己頭腦中的相異構想發生碰撞，進而修正相異構想，形成正確的科學概念。

最典型的實驗就是鹽的溶解。食鹽在水中溶解是非常好理解的，關鍵是溶解之后變回原來的狀態不好理解。所以這里一定要安排實驗，給學生準備好實驗器材，做完食鹽溶解的實驗之后，進行后續實驗之前，一定讓學生先預測實驗現象，然后再做實驗。要讓學生仔細觀察實驗現象與自己的預測是否一致，讓學生意識到自己原先的想法是錯誤的，這樣學生才會自覺自愿地去修正頭腦中錯誤的想法。

又比如，鐵生銹這個實驗。這個實驗周期比較長。教師可以提前幾節課準備好實驗器材，讓學生分組先準備實驗。有的鐵釘完全放入水中；有的完全置于空氣中；有的一半浸入水中，一半置于空氣中。一周后課堂上觀察實驗現象。同時，讓學生搜集家中生銹的鐵釘，通過鐵釘的生銹，讓學生認識到腐蝕現象。理解腐蝕是物理變化還是化學變化是難點，可以利用鐵能夠被磁鐵吸附的特性來區別鐵和鐵銹，從而讓學生直觀地認識到，腐蝕是一種化學變化，從而修正他們原來頭腦中的相異構想。

（四）引導學生畫概念圖，強化對整體的理解

受到教材編排的限制，我們的教學都是將知識體系分散開，分為幾個章節。這些知識在學生頭腦中只是簡單羅列，他們不會自發地形成相互聯系的知識體系。當遇到比較綜合性的問題時，知識提取就會遇到困難。因此，在教學之初，我們就要注意知識體系的建立，整個學習的過程就是不斷完善整個概念知識體系的過程。當整個單元或模塊學完之后，關于這個概念的知識體系也隨之形成。

例如，在學生學習完“物質的變化”之后，往往容易混淆物理變化、化學變化，可逆變化、不可逆變化。這時候，我們可以引導學生梳理“物質的變化”思維導圖。這些知識可能分散于科學教材的不同年級、不同單元，這樣一整理，打破了單元的界限，以同一個主題作為梳理知識的主線，學生的知識結構就會更系統，更有條理，而且在整理的過程中，通過對食鹽溶解、玻璃融化、西瓜榨汁、水泥變硬等例子的對比分析，學生對于物理變化、化學變化、可逆變化、不可逆變化有了更加深刻的理解，更容易進行區分，突破了教學的難點。

又比如，對于“水的三態變化”知識的學習，學習之初，我們就可以引領學生構建關于這一知識的初步概念圖。隨著學習的推進，逐步將蒸發、沸騰、凝結、水的三態變化等知識填充到概念圖中，整個單元學完之后，水的三態變化概念圖就形成了。這樣不僅有助于學生對這一單元知識的理解記憶，還可以幫助學生更有效地提取知識，解決問題，減少相異構想的生成。

小學科學的相異構想，不僅存在于“物質的變化”這一主題中，在其他的主題方面也不同程度地存在。我們有必要通過訪談、二段式診斷測驗等方式，探查出學生頭腦中存在的相異構想，進一步改進我們的教學方式、方法，運用一些特殊的教學策略來修正學生已存在的相異構想，讓這些相異構想逐漸轉化為科學概念，便于學生后續科學的學習。