在認知沖突中推動概念的發展

摘 要：作者通過所聽的一節科學課《馬鈴薯在水中的沉和浮》，認為教師只有把教學轉變為教學生親歷科學探究的過程，讓學生學習科學探究，學習搜集科學事實、科學證據，學習用科學事實、科學數據說話，學習尊重證據，才能養成科學的學習方法。

關鍵詞：科學課； 親歷探究

中圖分類號：G623．6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2010）12-095-001

教師首先請學生拿著兩個大小不同的馬鈴薯分別放到實驗驗桌上老師事前準備好的兩水槽的水中，孩子們就試了。結果孩子們很興奮，因為孩子們發現放到一號水槽里時兩個馬鈴薯都浮在了水上；放到二號水槽里時兩個馬鈴薯都沉底了。

一個孩子在匯報時說：“放到鹽水里會浮在水面上。”

老師說：“你怎么知道是鹽水的？那是你的猜想，是吧？請坐下。”

老師說得很快，替學生作總結，不給學生思考的空間。

這里應該仔細地追問：你是怎么知道是鹽水的？說說你的想法。要等待孩子的敘述。只有這樣，才能發現孩子原有的概念，才能因勢利導地引導。

我分析這里面可能有兩個原因：1.教師唯恐學生說出鹽水浮力的原理，因為學生一旦說出今天的原理，老師就覺得沒法上課了。2.老師根本就不知道要追問學生的想法。追問是最好的打開學生的思路的方法。

憑著眾多發生過的教學實況看，學生說出那杯水是鹽水，應當是書本對學生的影響。如果不用課本，學生手中沒這個冊子，還能會想到是鹽水嗎？所以，課堂上學生的說法，“其實這不是學生的猜想，這一定是學生看過這樣的知識”，是看到的，是念書念來的。書上說是鹽水，學生先看了，上課時就能說出來——鹽水！這表明馬鈴薯的沉浮改變曾引起過學生的好奇、引起過學生的沖動、引起過學生的關注，但這些好奇、沖動、關注很快就被課本中隨后的兩個探究活動中隱約可見的答案給撲滅了！

我們暫且認為這個認識是學生的前概念吧。不過，我們要清楚地看到這個前概念是與學生已經具有的其他概念之間并無太多的聯系，而是一個孤立的點。絕大多數的學生沒有相關的探索經歷。在這個前提下，老師如何教學呢？

我認為，首先，我們的教學目標不能僅僅是“知道鹽水中馬鈴薯會上浮”，而應當是“探索馬鈴薯的沉浮與液體的關系”更合適。然后，利用這個前概念，構造一些認識上的沖突，通過解決沖突，推進概念的發展。正是基于這個想法，我改為用糖水！一燒杯濃濃的糖水。濃糖水上浮著土豆，這會讓學生吃驚的！當他們說是鹽水的時候，那精神勁是多足啊。說說理由！小手比天高啊。

那就是鹽水，一定是咸的。有的小聲說：書上有，是鹽水。——注意：理由是“書上有”！

你有什么理由說是鹽水??？你怎么知道這是鹽水？好好，你嘗嘗！

一嘗，不是咸的，是甜的！——沖突！暫且讓它懸著。

這里還有一杯呢，土豆也是浮著的。猜猜這杯里是什么？學生只會搖頭，不敢再說了。因為書上只是說鹽水啊，沒提到糖水，糖水居然也能讓土豆浮著！這一杯是什么東西？弄不準又會猜錯的，那怎么好意思??！

是糖水？好好，嘗嘗看！媽啊，怎么這么古怪的味道！（我沒說這是什么，因為，這是一杯濃濃的堿水！）——又來了沖突，腦袋中不再是只有鹽水可以讓土豆浮著了，也不只是糖水才可讓土豆浮著了。

這里還有一杯呢，土豆也是浮著的，猜猜看，這是什么？沒人敢說了。（呵，這一杯才是真的鹽水浮著土豆?。?/p>

新問題來了，新問題就是：物體在液體中的沉浮與這些液體有關嗎？不用想了，有！學生的沉浮的概念向前發展了一大步！這一步依賴于四個緊密相關的基本事實（土豆在清水中下沉，在濃糖水、濃堿水、濃鹽水中上?。┑闹С?。

剛才一開始就有學生說第一杯水是鹽水，但并不是所有學生都那么認為的。那到底鹽水中土豆會浮上來吧？這個問題還在那兒懸著呢。好，全班動手試試看，是不是真的能讓土豆浮起來?；顒雍?，老師再拿一杯子清水，向里面加一小勺鹽，土豆能浮起來嗎？學生答：不會！再加一小勺，土豆能浮起來吧？不會！再問：有鹽的水，土豆就能浮起來吧？不一定！那你加多少鹽？學生回答……這里，學生已經看到了水中溶解的物體多少引起了土豆的沉浮改變。不是有鹽的水土豆就可以上浮的，而是要有足夠濃的鹽水土豆才可以上浮。學生剛剛建立的概念又向前發展了一步。

第三個杯子中到底是什么？學生還不知道呢！有沒有辦法知道這里是什么？順理成章，杯子中的液體是什么的探究活動開始了。

學生探究完畢，我“小心”地演示調一杯極濃鹽水的過程，然后慢慢地倒出半燒杯，學生只是莫名地看。再接著，向這半杯濃鹽水中用小棒導流緩緩地倒入許多自來水。完畢，捏起土豆，作放入水中之勢，問：這回土豆會上浮還是下沉？學生興致來了：上??！上浮！為什么？濃鹽水中土豆會上??！一松手，土豆下沉了！唉！好悲涼。呀，浮上來了！上?。≌坡暲讋?！掌聲未落，土豆下沉了！唉！下沉了！全班的眼睛盯著土豆，誰知，最后土豆晃晃悠悠地停在了不上不下的位置！這是怎么回事？不待我問，理由就從學生的嘴吧里迸了出來：濃鹽水重，沉在下面，上面是清水，土豆在濃鹽水中上浮，在清水中下沉。所以土豆就懸在清水和濃鹽水之間了?！獙W生關于沉和浮的概念再一次向前發展了，生出了懸浮的概念來了。

回顧前文，為什么土豆在清水中下沉、在稀鹽水、稀糖水、稀堿水中也下沉，而在濃鹽水、濃糖水、濃堿水中卻上浮著？在下部是濃鹽水上部是清水的液體中既不上浮也不下沉？這些是怎么回事？學生再一次被卷進沖突中去。通過逐步討論，學生意識到液體中溶解其他物質，可能引起（一定體積）的液體重量變化了。最終引導學生沉浮概念再一次向前發展，這個沉浮概念越來越清晰指向“物體在比它比重大的液體中會上浮，在比它比重小的液體中會下沉，在與它相同比重的液體中可以懸浮在任意位置”。只是學生不能明確用這樣的語言來表達出來吧。

這個過程，是建立在尊重學生已有概念基礎之上，并充分利用這些已有概念制造沖突，推進學生概念發展的過程。這是一個學生感到好奇、矛盾、快樂、思索的概念發展過程。有了這樣的沖突經歷，無論何時，再談論起沉浮現象時，學生的腦海中一定會不由自主地回憶起這個探究過程的。如果把這種學習方式遷移到其他的科學探究過程中去，學生的科學學習將不再是以書本為本，也不再是以識記為主要方式。