談科學探究中科學概念的連續性和發展指向

摘要：本文著重從“無破不立，科學概念的形成要符合學生的認知水平”、“科學探究要體現科學概念的連續性和發展指向”、“科學概念的發展是不斷搭建學生對自然科學認識的框架”三個方面結合自己的教學實踐談一些自己對《小學科學課程標準》的解讀和具體的教學策略，希望專家能給與批評和指正。

關鍵詞：親歷 科學概念 形成 連續發展 認知水平

中圖分類號：G62 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（C）-0000-00

《小學科學課程標準》在解析小學科學的基本理念上談到：科學課程不僅要使學生獲得重要的基本的科學概念并認識科學概念之間的聯系，還要使學生獲得科學探究的技能和方法，以及合作交往、語言表達的能力，更要使學生獲得善于思考、勇于開拓、實事求是的科學態度。科學知識、科學思想、科學方法和科學精神是科學的四個層面，應全面體現在課程內容中。那如何幫助學生獲得重要的基本的科學概念并認識到科學概念之間的聯系？如何在“學生能夠駕馭”和“科學的探究的技能與方法”之間找到黃金契合點？將是筆者今天主要闡述的問題。

1 無破不立，科學概念的形成要符合學生的認知水平

在本文的闡述中，筆者要強調的是“基于學生認知水平”的科學概念，在這個前提下“科學概念的發展指向”可能是從學生原有的知識發展到新知識的接收，也可能是從錯誤的認知轉變到正確概念的形成。

例如，在青島版小學科學三年級上冊《水面的秘密》一課中，“水是由許許多多的水分子組成的。水表面的水分子緊緊靠攏在一起，有一種相互吸引的力，這就是水的表面張力”的概念對于三年級的孩子來說實在有太多陌生的字眼，“水分子”是什么？“相互吸引”是個什么狀態？“張力”是什么樣的？所以根據三年級學生的認知水平，圍繞“水的表面張力”的探究是這樣一步步展開的：

（1）視頻“水黽”導入

學生觀看“水黽”的視頻，猜想為什么水黽能夠在水面上自由跳動

（目的一：聚焦問題，請學生將接下來探究的目標放在“水面”上，而不是水的其他特性，從而保證接下來的探究活動緊緊圍繞“水面的秘密”展開。目的二：學生通過觀察水黽的活動，開始基于自己認識的最初猜想：水黽為什么能夠在水面上自由跳動？因為水黽很輕，他能夠“浮”在水面上。學生在學過的《有趣的浮沉現象》基礎之上，將意見統一到此。）

（2）找出浮與沉

教師引導學生把硬幣、回形針、大頭針、塑料片、木片等物體放入水中，觀察他們的浮沉現象，并將浮在水面的物體撈出來，說說哪些物體沉在水底？

（觀察物體的浮沉，通過觀察，學生找出哪些像“水黽一樣浮在水面上”，哪些不能浮在水面上。為后面引發趴在水面的“鐵水黽”這一矛盾鋪墊。）

（3） 鐵水黽

教師引導學生試著讓沉在水底的物體像水黽一樣趴在水面上。

（讓沉在水底的物體“趴”在水面上，在學生的眼中無疑是一個不可能完成的挑戰，教師到下面的小組去幫著想辦法，并成功的讓“鐵水黽”趴在水面上了，學生的興趣高漲，紛紛嘗試。在實驗的過程中，學生不斷地思考“為什么原本沉在水底的物體又浮起來了呢？”順著學生的思路“浮”和“沉”應該是物體自己的本領，在沒有改變他的形狀、重量的情況下，他的這種本領是不會改變的，而讓原本沉下去的物體在沒有改變形狀、重量和水的密度等條件下，再“趴”在水面上，明顯違背了學生的前認知。此路不通繞道而行，學生自然而然的將觀察的重心放在水面，假如不是因為它很輕能夠浮在水中，又是什么力量將它托在水面上的呢？帶著這個問題學生開始了自己的猜想，“破”的過程體現于此。）

（4） 改變水面讓鐵水黽沉下去

教師在“鐵水黽”的旁邊滴上一滴油，“鐵水黽”沉下去了。

（學生通過觀察發現，散開的油花花改變了水面，是給還沒有發現問題出在“水面”上的同學一個機會，將研究重心聚焦在“水面”。）

（5） 學生猜想“鐵水黽”趴在水面的秘密

根據自己的觀察學生開始猜想是“水面有一層膜”、“平靜的水面有托住水黽的作用”教師歸納學生的發言，得到水的表面張力的初步概念：水面有一種力，可以讓原本沉在水底的東西趴在水面上。當水面被破壞的時候，這種力量就消失了，鐵水黽就會再次沉入水底。

（根據學生的觀察與發現，得到了基于學生認識水平的科學概念，概念的語言符合學生的理解能力，生動形象，但這個概念無疑是片面的，不完善的。教師接下來需要做的是輔助學生繼續開展探究活動，將初步形成的科學概念伸展到更大的范圍，一步步接近完整的科學概念。）

（6）滿而不溢的水杯

教師引導學生往加滿水的杯子里放回形針，學生先猜想能夠加入幾個，然后動手實驗。

（實驗的過程中，教師不斷地問能再加嗎？為什么？水面凸起來了。再加幾個試試？通過不斷地問答，不斷地嘗試，一次次突破學生認為“滿”的心理防線。）

學生根據自己的觀察總結水面的另一根本領：水面的這種力能夠讓凸出杯沿的水不流出來。

教師提出“水的表面張力”的概念

（教師的歸納總結將實驗結果提升為科學概念）

2 科學探究要體現科學概念的連續性和發展指向

當前的課堂學生作為主體已經占據了絕對高地，教師作為課堂的引導、調控者實際上的位置也絕不能小覷。作為施教者，教師不得不把備課任務的重頭戲放在“背課”上，生怕哪句話問不到后面的就無法進行下去。但實際上，科學概念的定制并不是隨性而為之的，它的形成不是一蹴而就的，需要一個過程，新課標要求教師讓學生像科學家一樣親歷探究過程，同樣的，作為教師，教師也可以引導學生親歷科學概念的形成過程，也就是引導學生體驗科學概念的連續性和發展性。

例如，在青島版小學科學三年級下冊《螞蟻》一課中，對于螞蟻身體形態的探究是這樣展開的：

（1）找螞蟻

課前捕捉螞蟻，說說看自己是怎樣捉到螞蟻的？

（課前觀察初步認識“什么樣的動物是螞蟻”。）

（2）畫螞蟻

師：看來同學課前已經跟螞蟻們打過招呼了，那如果現在我請你用筆畫一只螞蟻，你行嗎？

生：行。

教師：好，請拿出準備好的紙筆，用簡單的線條和圖形畫一只螞蟻。開始

（憑借已有的生活經驗，學生能夠成功的分辨和捕獲螞蟻，但這并不代表著他們對螞蟻的形態特征有足夠的了解，學生的認知是粗略的，大概的，在這個前提條件下，讓學生憑借印象繪制螞蟻恰恰能夠引起學生對螞蟻形態特征的關注）

（3）觀察螞蟻

教師：大部分同學都已經畫完了，那小螞蟻是不是像我們畫有那么多的節？那么多的腳？今天我們就把這些小朋友們請到了我們的課堂上，讓我們以四人小組為單位開始我們的觀察，請注意觀察要求。

（“千奇百怪”的螞蟻引發學生的思考，將問題聚焦到螞蟻的身體到底有多少節？螞蟻到底有多少只腳？學生在問題的驅使下迫不及待的的想要一探究竟，當然，這也使得我們接下來的觀察目的異常明朗。）

（4）再畫螞蟻

在觀察的過程中，請大家修改自己的螞蟻畫像。

（學生在觀察的同時修改自己的螞蟻畫像，經歷了科學概念“先破后立”的過程，小組合作觀察一組螞蟻，在交流中發現自己的畫的跟觀察到的不一樣，那自己觀察到的和同學看到的一樣嗎？在修改畫像的過程中，小組成員間自然不自然的開始交流到底應該怎樣畫。）

（5）總結形態

教師拿出幾幅學生修改后的螞蟻畫像展示給全體學生，說說看他們畫的有什么共同點。從而總結螞蟻的形態特征。

（教師對學生作品的展示一方面是對第一次學生作品“千奇百怪的螞蟻”的一個對比，這是實證后的有根據的作品，學生通過看到“統一形態后的螞蟻”驗證了自己觀察結果；另一方面也是對螞蟻形態特征的一次歸納。）

（6）認識昆蟲

在自然界中還有很多像螞蟻這樣：身體分為頭、胸、腹三個部分，頭部有一對觸角，腹部有三對足的動物，我們叫他們昆蟲。

（從螞蟻到昆蟲，這個家族的擴大，讓學生能夠將更多的動物歸到一起，知道他們有個共同的名字——昆蟲，是“昆蟲”而不是“蟲”蜈蚣、蝎子就被開除了“昆蟲”的大家族。“螞蟻的形態特征”的概念發展到了“昆蟲綱的共同形態特征”讓學親歷了整個概念的形成與發展，為他們能夠將生活中發現的動物歸類奠定了基礎。）

3 科學概念的發展是不斷搭建學生對自然科學認識的框架

教師對于科學概念的認識應先于學生，并提前在自己的備課中勾畫出一個框架，這個框架是交錯縱橫相互聯系的，進而，在引導學生探究的過程中，才能夠幫助學生搭建起一個連續的、發展的、可以不斷改進的知識框架。讓學生能夠看到科學概念不是一個個單獨存在的知識個體，而是整個只是堡壘中的一塊磚、一片瓦，慢慢的學生能夠在“壘磚”的過程中知道自己實際上是在“創造一棟建筑”，進而想象自己創造的這棟建筑將會成為什么樣。我們所得到的每一個科學概念都是森林中的一棵樹，在科學概念的連續性和發展性的作用下，學生不僅僅能“舉一反三”更能夠“觀一葉而知森林，聞一粟而知滄?！?。當然，這一系列的設計規劃都以教材為基礎的，而教材也本著“以小學生生活經驗的發展為主線，遵循兒童生活經驗的發展規律，認知規律和心理、生理特點?！?的原則，每個單元都圍繞一個中心概念輻射開來，或縱向伸展（例如三年級下冊第三單元電的本領，學生先通過自己的實踐探究找到“燈泡亮了”的方式方法和科學原理，認識基本的電器元件及其作用；進而改進自己的電路，通過并聯、串聯兩種方式，從而達到“讓更多燈泡亮起來”的目的；然后從細小處著眼，分析在導電性能上“誰的本領大”，并給后面的“安全用電”做了充足的知識鋪墊；最后由“安全用電”收尾，教育學生在課后能夠安全使用電器，注意用電安全。）或橫向鋪開（例如五年級上冊第四單元中給大家展示的“木材”、“紙”、“陶瓷”、“金屬”、“玻璃與塑料”等生活中的材料），力求讓學生能夠在連續的探究活動中不斷完善自己的知識體系。

科學課以探究為核心，以學生為主體，尊重探究、尊重事實、尊重學生也就是尊重教師自己的這個講臺。讓科學課像彈鋼琴一樣連貫的奏出和諧的音符，而不像小和尚敲木魚一樣蹦跳著沒有根基。唯有如此，學生才能夠在獲得科學知識的基礎上樹立科學的思想，在科學思想的指導下學會科學的方法，在科學方法的幫助下，保有科學精神。

參考文獻

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