探查·創設·激活·運用：小學科學引領學生有效建構科學概念的策略

肖建娣

（浙江省杭州市臨平區教育發展研究學院，浙江 杭州 311100）

1 探查建構科學概念的起點

1.1 探查學生的前概念

科學概念的建構是建立在學生自己原有的生活經驗基礎上，新概念是原有概念的重新組合與提升。這種學習之前的由長期的日常經驗形成的對事物、現象的看法和觀念，心理學家稱之為科學“前概念”。科學“前概念”是學生構建科學新概念的心理基礎和認知基礎。所以在課前我們先要探查學生的前概念。

探查學生已有前概念的方法有:閱讀教材，看看學生已經學過了哪些內容；課前調查，發現學生已經具備哪些知識；個別詢問，了解個體的經驗；課堂提問，可以快速了解全班學生對于概念的大概認識情況。

例：《跳動起來會怎樣（一）》一課用前測了解學生的前概念。

在上課之前，我做了個前測：問學生“呼吸時我們吸入的氣體是什么？”匯總后結果如下：選氧氣的有27人，選空氣的有18人，選二氧化碳的有1人，選氧氣和二氧化碳的有5人。從中可以發現，關于呼吸前概念是吸進氧氣與呼出二氧化碳，而且這個前概念根深蒂固，所以新概念需要在此基礎上重建。

1.2 定位需建構的科學概念

作為教師，心中必須明確學生需要建構什么樣的科學概念，這個科學概念對于學生的意義是什么，學生在建構這個新概念的過程中可能會遇到什么困難等。

例：《聲音是怎么產生的》一課中這樣定位需要建構的科學概念。

“聲音是由物體振動產生的”是我們希望學生在本課中建構的科學概念。對于聲音，學生一般都會認為是因為拍打、撞擊等原因才使物體發出了聲音。在動手做一做的過程中，他們往往會關注使物體發出聲音的動作的本身，而不是發聲物體的變化。即使有部分學生知道“聲音是由物體振動而產生的”，但也不能說明怎樣的運動是振動。所以在建構這個科學概念的時候，筆者努力讓學生觀察到振動的現象，尋找物體發聲時在振動的證據，從而真正有效建構這個科學概念。

2 創設建構科學概念的平臺

2.1 觀察目的要明確

在教學中，觀察不能是隨意的觀察，而要根據建構科學概念的要求在教師指導下全面地、準確地觀察事物的本質特征。

例：四年級科學“骨骼、關節和肌肉”一課的觀察目的。

在認識了骨骼、關節和肌肉以后，接下來的活動是讓學生體驗三者是怎樣協調工作的。如果不提出明確的觀察要求，學生的注意力就會被舉起啞鈴這個活動所吸引。為了學生能準確觀察到骨骼、關節和肌肉的變化，筆者這樣引導：（1）下面我們就借助啞鈴來體會一下上肢的運動。請同學們仔細觀察，老師用左手拿起放在桌面上的啞鈴，慢慢地移到胸前。我的左上肢是怎樣運動的？（2）拿啞鈴的過程中，有哪些骨骼、哪些關節、哪些肌肉參與了活動？（3）為了便于研究，我們縮小范圍，著重研究前臂骨、上臂骨，肘關節和肱二頭肌、肱三頭肌的運動和變化。那么，我們怎樣才能知道他們的變化呢？（4）讓我們反復做這一運動來體驗一下，感受骨骼、關節和肌肉是怎樣運動和變化的？并在記錄表中記錄下自己的感受。

2.2 實驗指導要到位

實驗方法掌握與否影響著實驗的有效性，也影響著學生搜集建構科學概念的感性材料。所以實驗指導要充分到位，有的放矢。一些相對簡單的實驗，教師可以先演示，然后指導學生按規定的實驗步驟進行操作。

例：三年級上冊《空氣占據》一課的“紙不濕”實驗指導。

（1）老師出示實驗步驟：現在杯子底部塞入餐巾紙，然后豎直扣入水中，最后把杯子從水中豎直取出，并擦干杯口的水；（2）學生閱讀實驗步驟；（3）請一位同學演示實驗，看了之后有什么意見或建議；（4）教師補充：餐巾紙要塞牢；燒杯要輕拿輕放；杯子豎直放進與取出等；（5）學生實驗。

3 激活建構科學概念的思維

3.1 設置問題鏈驅動學生思考

在學生進行探究并獲得有意義的經歷之后，他們的內心已經有了相當多的、等待開發的語言思維。這種由前語言思維向概念思維的轉化有一個過程，科學教育專家蘭本達教授指出思維層層推進是促進這種轉化的有效途徑。筆者認為可以設置問題鏈驅動學生思考。

例：《空氣占據空間嗎》一課中的問題鏈。

“紙不濕”這個實驗操作起來比較簡單，所以我把重點放在引領學生經歷從現象到結論的思維推進過程上。設置了如下問題鏈：（1）老師現在把一團餐巾紙塞在空杯子的底部，然后將杯子豎直倒扣入水中，杯子全部沒入水中，你們猜紙會濕嗎？能說說你的理由嗎？（2）為什么杯子里有空氣，紙就不濕呢？（3）為什么空氣能把水擋在杯子的外面？（4）怎么請空氣讓出杯子的空間使水進去呢？

3.2 多方法外化顯現學生思維

在建構科學概念的過程中，我們還要了解學生到底在想些什么，這就需要學生把自己的想法暴露出來。學生的想法暴露出來了，才能及時調控教學方法或教學方向幫助學生建構科學概念。思維可視化是指在用言語表達思維的過程中，用一種可以覺察的視覺方式將思維外化呈現，如用動作、板書或畫圖等方式，讓聽者在視覺感知的基礎上產生表象，再以表象為基本材料進行想象，從而使聽者從新的角度去看待事物。

例：《熱是怎樣傳遞的》一課，用畫圖的方式呈現思維。

根據日常生活中的經驗，學生們往往會認為熱傳遞是一個線型的過程，而“熱在金屬條中的傳遞”的活動更強化了他們的這種認識。那么熱在金屬圓片上是怎樣傳遞的呢？每個孩子都有自己不同的想法，于是我引導學生用圖畫記錄想法。

4 運用加深科學概念的理解

科學概念的運用是學習科學概念的目的，也是檢驗科學概念掌握情況的重要標志，還是加深對科學概念理解的重要環節。因為只有通過靈活運用，學生才能真正掌握科學概念，同時，也才能讓教師了解學生的對于概念的掌握情況，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。在教學中，可讓學生完成一些解釋或拓展活動，在靈活運用中加深對新科學概念的理解。

4.1 解釋

解釋是指學生對自己的經驗開始抽象化、理論化，使其成為一種可交流的形式。學生往往要通過比較其他可能的解釋，特別是那些體現科學性的解釋，并通過進一步的觀察和實驗，對自己的解釋進行修正、求證與評價。

4.2 拓展

在這一環節，學生要擴展自己的概念，使其與其他概念相聯系，并運用所建構的新概念解釋新情境問題，從而實現對新概念的驗證、應用、鞏固和提高。

例：五年級下冊《擺的研究》一課。

學生通過實驗、研討建構了“擺長越長，擺動的次數越慢；擺長越短，擺動的次數越快”的科學概念后，教師就可以布置學生制作一個一分鐘擺30次的擺。學生就要通過不斷調整擺長來完成這個任務，而在這個制作的過程中學生不僅更深刻地理解了這個剛剛建構的新科學概念，也體會到這個新科學概念與實際應用之間的辨證關系。

一年多的實踐，不僅使學生的思維能力、探究方法等在原有基礎上得到了發展和提升，更重要的是教師真正做到了幫助學生在原認知基礎上“有效建構”起新的科學概念。當然，同時進步的還有筆者自己，研究的過程也是一個我自身在教學經驗、教學機智、教學水平等方面逐步積累和提高的過程。