在小學科學教學中提升科學概念

一、挖掘日常概念，引發內心沖突

1 深入問題訪談，發掘錯誤概念

了解或診斷學生的前科學概念的最有效的方法是訪談法。教師可以在課堂或課下專門地設計一些問題讓學生去回答以論及自己的思想，以此獲得學生的前科學概念。比如我們就溫度計液柱受熱膨脹現象，請二年級學生作出解釋。給5名受訪學生每人一根溫度計，請每位學生將溫度計液泡浸入熱水中，大家很快發現液柱上升。老師問：“溫度計的液柱為什么會上升呢?”第一名學生說：“因為熱脹冷縮。”第二名學生答：“因為有熱氣進去了液泡，所以液柱上升。”老師問第一名學生：“你說的熱脹冷縮是怎么回事?能解釋一下嗎?”第一名學生答：“和姜晨(第二名學生)說的意思差不多，也就是有熱氣進了液泡，只是說法不同而已。”老師問：“熱氣是指熱空氣嗎?”受訪學生一番七嘴八舌后，給出了一個比較統一的意見：“熱氣是指熱的水汽。”老師問第一名學生：“你怎么知道熱脹冷縮這個詞的?”答曰：“看課外書知道的。”從這里可以看出，學生對通過各種渠道接觸到的科學概念可能存在錯誤的理解。如果在教學中，老師僅僅是由于學生說出了概念的名詞。就以為學生了解了科學概念的內涵．后果是嚴重的。通過訪談有效地發掘出學生的錯誤概念．對老師有針對性地幫助學生構建科學概念十分有效。

2 引發內心沖突．打破錯誤概念

所謂認知沖突，就是學生原有認知結構與新現象之間無法包容的矛盾。學生在學習新知識的時候，總是試圖用原有認知結構來同化對新內容的理解。教師應該允許學生為自己的前科學概念辯護，使學生間或師生間充分交換對同一事物與概念的不同看法。當學生發現他人的觀念比自己更合理．能更好地解決自己懸而未決的問題時，他們往往會對自己先前所持有的觀念提出懷疑和自我反省。當遇到不能解釋的現象時，就會引發認知沖突。一旦引發認知沖突，就會激起學生的求知欲望和好奇心，從而更易于接受新的、正確的科學概念。例如《食鹽在水里溶解了》一課，當學生認為自己對于“溶解”的解釋是正確的時候，教師呈現面粉和水的混合物，讓學生觀察面粉在水中是否溶解了。此時，教室里就出現了不同的聲音，有的認為面粉看不見了，是溶解了：有的認為面粉的顆粒沒有消失，沒有溶解；還有的認為面粉一部分溶解了一部分沒有溶解……這時學生就對自己對“溶解”的解釋產生一絲疑惑，一絲懷疑，正是這種懷疑，為“溶解”概念的學習注入強大的動力。

二、指導探究活動，構建科學概念

按照皮亞杰的觀點，學生改變原有認知結構的主要機制是順應。所謂順應，是指對原有認知結構的調整和改變，以便更好地理解和接納新現象。也就是說，當新知識和原有認知有較大的差異和矛盾時，必須將原有知識進行結構調整和改變，通過順應學習才能接納新知識，解決認知矛盾，實現由原有的前概念向新的科學概念的轉變。

1 豐富感性積累。初建科學概念

研究證明，學生對自然事物已經形成的初步認識，在頭腦中往往是根深蒂固的，如果僅僅靠說教的方式，很難讓學生形成科學概念，它必須通過一系列有思維參與的科學探究活動，把握自然事物的本質特征，形成科學概念。科學教學中一般可以通過探究性實驗積累感性認識，實現認知順應。感性認識是進行思維加工以形成科學概念的基本材料，是激發學生學習動機和興趣的有效武器。感性認識不足，是學習科學概念的主要障礙。因此，要使學生更好地掌握科學概念．必須創造一個適應教學要求，借以引導啟發學生挖掘問題、思考問題、探索事物的共同特征和本質屬性的學習環境。使學生獲得必要的、充分的感性認識。

實驗是獲得感性認識的重要途徑。運用實驗來展示有關的科學現象的過程．可以使學生獲得更典型、更生動、更深刻、更能反映事物的本質屬性和共同特征的感性認識。

比如在引導學生研究“擺”時，學生多次測試，發現一個擺在單位時間內的擺動次數是一定的，繼而提出了擺的快慢與什么有關的研究問題。通過實踐，學生發現擺的次數與擺繩的長短有關。教師又出示了兩個擺繩一樣長、擺錘長度不一樣的擺，讓學生推測兩個擺的快慢情況，當事實告訴學生兩個擺繩一樣長的擺居然擺動次數不一樣時，與原有的認知又產生了矛盾。學生又提出了擺錘長度也會影響擺動次數的推測，并且制定了新的探究方案：準備三個擺繩一樣長、擺錘長度不一樣的擺，分別測試它們單位時間內擺的次數。經過反復實踐，學生對擺的次數與擺繩的長短有關的認識逐漸加深。又如《食鹽在水里溶解了》一課，通過讓學生觀察食鹽在水中的變化。高錳酸鉀在水中的溶解過程，以及過濾食鹽水等實驗。引導學生逐步建立起更深入的“溶解”概念。

2 通過比較實驗。完善科學概念

當學生通過觀察等一系列活動對于概念有了新的認識時．在這一過程的教學中教師應提供具體的類比，把要學習的新觀念與學習者先前熟悉的觀念或事物進行類比，促進學生對新概念的理解。在《食鹽在水里溶解了》一課中，有一個活動是觀察高錳酸鉀的溶解過程。食鹽在水中溶解過程是怎樣的。溶解后在水中是如何分布的無法看見。怎么辦?最好找一種溶解過程是可視的，溶解后分布情況是可視的物質作類比。學生觀察高錳酸鉀溶解的過程中，形象地觀察到了高錳酸鉀從可見到不可見的過程，水從無色到紫色的過程，水由濃變淡，擴散后均勻分布的過程。從而學生順應地理解了食鹽、白糖一類物質的溶解過程和溶解后在水中的分布情況。這時．學生頭腦中溶解的概念又豐富了一層：物質在水中溶解的過程是慢慢擴散的，溶解后是均勻分布在水中的。