學生科學概念的形成及其運用之分析
——從《水能溶解一些物質》一課的教學過程設計談起

■朱建華

學生科學概念的形成及其運用之分析
——從《水能溶解一些物質》一課的教學過程設計談起

■朱建華

一、《水能溶解一些物質》一課的教學過程設計

《水能溶解一些物質》是小學四年級上學期《科學》中第二單元《溶解》的第一課。該課是實驗課，適于采用發現式教學方法，通過師生間“探究——研討”得出“溶解”概念。教學模式采用“概念的歸納——獲得”模式。為此，在課堂教學的過程設計中，設計了以下六個活動。

活動一：演示“小魔術”

1.教師邊講解邊演示：將一裝有大半杯水的燒杯用一塊布（最好是白布）蓋住，過一會兒揭開布，燒杯中的水變成了紫紅色。（謎底：教師在講解過程中，將手指縫中藏著的少量高錳酸鉀小顆粒偷偷伸入杯中攪拌）

2.提問：發生上述現象的原因是什么？要搞清楚這個問題，先讓我們做下面一個實驗。

活動二：觀察和描述食鹽和沙子在水中的變化過程

1.講解：“將一小匙食鹽、一小匙沙分別放入兩個盛水的玻璃杯中。”

2.猜想：食鹽和沙放入水中后，分別會出現什么現象？

3.制定實驗計劃：“怎樣去做好這個實驗？”

4.驗證猜想。（學生做實驗時，要求能夠彼此協作、配合，進行協作學習。教師要巡視，進行個別指導。）

5.交流、討論。

教師如何引導“鹽變成水了”這樣生成性的問題，需要發揮教師的教育機智。這個問題解決了，本課教學目的就基本達到了。

這里教師采取的措施有二：措施一是傳統的教法，即“不經意”。《科學教師教學用書》是這樣說明的：“在進行這部分內容的教學時，要充分調動學生原有的對溶解現象的認識，這是學生對‘溶解’的第一層次的理解。‘溶解’一詞的引入是不經意的，只要學生們能正常使用就行。”在很多教師執教后的關于該課的課堂實錄與點評中也只達到了這一步。但是，它只指明了“鹽化掉了”、“鹽消失了”、“鹽在水里變得看不見了”這樣的問題的解決方法，對于“鹽變成水了”這樣的生成性的問題，只能用“為什么整杯水變咸了”讓學生想象。

措施二就是可以直接采用類比的方法，比如將一跟粉筆折斷，讓學生比較折斷前后粉筆大小的變化情況，這時再回過頭來想象食鹽在水里的變化過程。類比所用的材料不一定就是粉筆，也可以是肥皂（可以用小刀很容易地切分成很小）以及運用多媒體課件進行演示等。

活動三：演示實驗，高錳酸鉀在水中的溶解

對于活動二，學生在頭腦中建立的“很小很小，看不見的微粒”這一知識點是不穩固的，畢竟“食鹽在水中的溶解過程”用肉眼是看不見的。這時如果讓學生觀察“高錳酸鉀在水中的溶解”就很好地解決了這個問題（因為高錳酸鉀是可視的，學生可以很形象、直觀地看到高錳酸鉀從可見到不可見的過程），從而鞏固了“很小很小，看不見的微粒”這一知識點。為后續用過濾的方法判斷“面粉在水中是否溶解”鋪平了道路。

活動四：歸納概括“溶解”的概念

1.提問：食鹽和高錳酸鉀在水中的溶解有哪些不同點，有哪些相同點？

2.得出“溶解”概念。

3.鞏固運用。

舉例說明：在我們的日常生活中，有哪些物質是溶解的？或在我們的日常生活中，你在哪里見過溶解現象？學生會說出很多物質，如：砂糖、奶粉、咖啡等在水中的溶解現象。

通過食鹽和高錳酸鉀，以及砂糖、奶粉、咖啡等的溶解現象，現在學生已經在頭腦中建立了比較穩固的關于“溶解”概念的認知結構，這時，運用“溶解”概念來判斷“面粉在水中是否溶解”的問題就順理成章了。

活動五：觀察描述面粉在水中的變化過程

1.猜想：“面粉在水中是否溶解，說出你的理由。”

2.制訂實驗計劃（講清要求）：

①要取少量面粉，不要太多（最好演示給學生看，“少量”到底是多少）；

②放入水中后，先不攪拌，觀察30～40秒；

③攪拌后的觀察；

④靜置2～3分鐘后，觀察現象。

3.實驗驗證。

4.交流、討論。

The basic principle of ADCs is based on mode selective coupling. The maximum power coupling efficiency is given by

①由于面粉在水中的變化過程需靜置才能沉淀，因此，在交流、討論的過程中，教師可以采取學生做完實驗后，將他們每一組的杯子都放到講臺上，使面粉能夠充分沉淀，同時，將正在興頭上的學生的注意力轉移到教師這里來，起到控制教學節奏的作用，從而避免課堂的“不可控制”。

②提問：我們除了用眼睛看“是否沉淀”來判斷物質在水中是否溶解，還有沒有更直截了當的、更科學的方法來判斷物質在水中是否溶解呢？

③在學生們討論的基礎上，引出過濾的方法。

活動六：整理觀察研究結果（如果課堂時間不允許，可留給學生做課外作業）

教師提供整理表，建議學生對各種物質在水中變化的異同進行整理，幫助學生學會用恰當的詞匯對“溶解”的概念進行概括和提取。

現象 名稱 食鹽 沙子 高錳酸鉀 面粉顆粒是否可見是否均勻分布是否沉淀能否用過濾方法分離是否溶解

從以上六個活動的安排可看出，該課的主要設計思路采是支架式教學策略。

支架式教學策略由以下步驟組成：

（1）搭腳手架——圍繞當前學習主題，按“最臨近發展區”的要求建立概念框架。

（3）獨立探索——讓學生獨立探索。探索開始時，要先由教師啟發引導（例如演示或介紹理解概念的過程），然后讓學生自己去分析；探索過程中教師要適當提示，幫助學生沿著概念框架逐步攀升。

該課教學過程的設計中，第一步即活動一的作用就是搭腳手架，圍繞“溶解”這一學習主題建立概念框架。激發學生興趣及指引學生的活動朝向預定的教學目標。第二步通過提出問題“發生上述現象的原因是什么？”“要搞清楚這個問題，先讓我們做下面一個實驗”將學生引入“觀察和描述食鹽和沙子在水中的變化過程”這樣一個問題情境。第三步即活動二、活動三和活動五，是學生對猜想的驗證過程，讓學生獨立探索。

“很小很小，看不見的微粒”這一知識點是學生理解“溶解”概念的鑰匙，這一部分的講解宜慢不宜快，以便讓學生在頭腦中建立與“溶解”相應的認知結構，并且這個認知結構越穩固越好。該教學過程設計中，活動二后緊接著進行活動三，其目的就是為了使“很小很小，看不見的微粒”這一知識點穩定、牢固，從而使得出的“溶解”概念也同樣穩定、牢固，讓“溶解”概念成為“起固定、吸收作用的原有觀念”，在此基礎上進行活動五，就水到渠成了。試想，如果在活動二后進行活動五，學生對于“溶解”概念是是而非，還沒有在頭腦中形成比較穩固的認知結構，在判斷“面粉是否溶解”上就會失去支撐，就無法去辨別、判斷。

該教學過程設計，根據奧蘇貝爾有意義接受學習的理論，活動二、活動三和活動四屬于上位學習，即：

而從活動四到活動五是一個下位學習（派生的下位學習），即

教學設計是一個系統，構成教學系統的要素有四個，即教師、學生、教材（教學內容）、教學媒體。教師和學生是人員要素，教材（教學內容）是信息要素，教學媒體是物質要素。教學的指導思想是關于教學系統如何利用、如何把握的問題，它可以決定系統要素間的聯系和運行方式。

教材是一門學科的知識結構，它影響著教學中學生的認知結構的形成，我們常說“要用教材教，而不是教教材”、“教材只是作為教學的參考”等等，就是讓我們教師能夠在課堂教學中充分發揮主觀能動性，強調學習過程的最終目的不是完成教學目標，而是完成“意義建構”，使學生在頭腦中高效率地建立穩固的認知結構。

（作者單位：湖北工業大學附屬小學）

責任編輯 廖 林