引領學生建構科學概念的教學策略研究

葉仙梅

摘 要 本文闡述了建構科學概念的三點策略。策略之一采用“平等交流”和“多種方式表征”兩種方法，讓學生充分顯現“前概念”，為建構科學概念作鋪墊的策略。策略之二，在課堂上給學生提供有結構的材料和賦予有意義的活動，讓學生自主形成科學概念的策略。策略之三，采取“應用拓展”和“經常梳理”的方法，深化和鞏固已建立起來的科學概念。

關鍵詞 科學概念 認知主體 建構

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Teaching Strategies to Lead Students to Construct Scientific Concepts

YE Xianmei

（Chun'an Qiandaohu Qingxi Primary School， Hangzhou， Zhejiang 311706）

Abstract This paper describes the construction of a three-point strategy of scientific concepts. The first strategy， adopted "equal exchange" and "a variety of ways to characterize" are two ways to enable students to fully apparent "before the concept of" pave the way for the construction of scientific concepts of strategy. The second strategy， provide students with structured materials and give meaningful activities for students to form independent scientific concepts strategy in the classroom. The third strategy， take "application development" and "often comb" approach， to deepen and consolidate the scientific concepts have been established.

Key words scientific concept； cognitive subject； construction

1 探查學生大腦中的“前概念”

眾所周知，學生不是空著腦袋走進課堂，學生大腦也不是一張白紙，任憑教師涂畫。他們在接受正式的科學概念之前，對日常生活中感知的東西，已有很多的經驗積累和非本質的認識。這就是通常人們所說的“前概念”。如何探查呢？方法有以下兩種：

1.1 營造寬松民主的學習氛圍，讓前概念充分展現

學生頭腦中的前概念不僅普遍存在，而且差異較大，即他們對要探究的內容會有五花八門的認識。所以，教師必須營造一個師生平等的探究氛圍。采取對話教學的方式，讓學生在課堂上沒有拘束地發表見解。這種對話教學，教師盡量少“預設”或“不預設”，舍得花時間，盡量讓學生多發言，而且要做到不干涉；生生之間的交流，也不當裁判，并且允許學生之間互相爭論和評價。此環節教師的任務是“耐心傾聽”和“認真分析”。

案例：在上四年級《水能溶解一些物質》這一課之前，首先請學生說說平時經常用到“溶解”這個詞是什么意思？

師：同學們，你們認為“溶解”是指什么？

生：老師，溶解了就是沒有了。

生：不是“沒有”，是消失了。

生：老師，看不見了就是溶解了。

生：老師，如果水里加入白糖，水變甜了就說明溶解了。

生：老師，他說得不對，水多糖少的話，水也不會甜。

生：如果水里加其他東西又怎么說？

生：老師，是糖融化在水里就是溶解。

……

經過學生的充分對話后，發現80%的學生的前概念是：像白糖那樣在水中慢慢消失了，不見了就是所謂的“溶解”。

這樣的教學，教師就能得到生成性的教學資源，建構科學概念如何“下手”，就有了針對性。

1.2 倡導運用多種方式表征，以求前概念展示既全又深

雖然表達最主要的方式是語言，但有些問題，單靠語言表達，有時會不明晰，這也給揭示前概念帶來了障礙。所以，教師應提倡多種方式表達。美國認知心理學家布魯納研究認為，兒童在認知發展和表征方面共經歷了三個階段：一是“動作性表征”，即兒童通過做一些活動來學習新知識并表征事物。二是“映像性表征”，即兒童開始形成圖像或表象，去表現他們的世界中所發生的事物。三是“符號性表征”，即兒童能通過符號再現他們的世界。例如：“怎樣正確使用溫度計來測物體的溫度？” 與其讓學生用語言來表述，不如讓他動手演示一下更明了。還有些前概念不僅差異較大，而且隱蔽性很強，一般對話性交流，不易暴露，采用圖示法更明晰。如學完“液體的熱脹冷縮”之后，接著學習“空氣是否具有熱脹冷縮”的性質時，老師先在燒瓶口套緊一個氣球皮，然后放入熱水中，利用熱水可以清楚地看到氣球皮鼓起來。當問及學生是什么原因氣球皮會鼓起來？學生都說到：瓶子里的空氣受熱上升，把氣球皮鼓起來的……老師再請學生用圖畫表示出來時，想不到學生畫圖表示出來的意思是：瓶中的空氣受熱上升后，瓶子的下部就沒有空氣了（見圖1）。這是老師萬萬沒有想到的。這樣，通過圖示的方法使學生的思維可視化，老師就可以更清晰、更全面地了解學生的前概念。

因而，倡導學生運用多種方式表達，就能達到既全又深地揭示“前概念”的目的。

總之，揭示前概念的目的是研究前概念。研究前概念的最終目標是清除前概念，為建構科學概念做好鋪墊。

2 在活動中建構科學概念

建構主義認為，知識不是被動吸收的，而是由認知主體主動建構的。皮亞杰的“同化和順應”理論，更明白地說明了建構科學概念機制。同化是指主體將其所遇到的外界信息直接納入自己現有的認知結構中去的過程；順應是主體通過調節自己的認知結構，以使其與外界信息相適應的過程。同化和順應的結果，使一個個正確認識儲存于認知大腦中，從而調整了學生的原有的認知結構，即改變了原有“圖式”。

基于上述認識，筆者在建構科學概念的教學中，設計有結構層次的探究活動，讓學生在事實依據面前糾正錯誤概念，在活動中形成正確的科學概念。

比如：引領學生建構“磁性”概念的時候，先提供給學生一些回形針、小鋼珠、小石塊、鐵螺母、鐵釘、銅片、鋁片、紙片、木片、布片、橡皮筋、玻璃珠等材料，讓學生分組活動：哪些物體能被磁鐵吸引？哪些物體不能被磁鐵吸引？通過自主探究發現：回形針、小鋼珠、鐵釘、鐵螺母能被磁鐵吸引，得出磁鐵能吸引鐵材料做的物體，而不是所有金屬。然后又不失時機地提供另一組材料讓學生探究：一角新幣、一角舊幣、五角荷花幣、五角梅花幣、一元硬幣等。{▲注：硬幣材料：⊙1元→鋼芯（主要成分是鐵）鍍鎳 ⊙5角（荷花）→銅鋅合金⊙5角（梅花）→鋼芯（主要成分是鐵）鍍黃銅 ⊙1角（舊幣）→鋁鎂合金 ⊙1角（新幣）→不銹鋼（主要成分是鐵）}結果經過探究后，最終發現：磁鐵還能吸鈷、鎳材料做的物體。

這樣，經過層層推進的探究活動的基礎上，學生才真正建構“磁性”這一科學概念。

3 深化和鞏固建構起來的科學概念

認知心理學家維果茨基指出，學生的學習一定會受到社會的影響。在學習科學過程中，部分學生由于受到應試教育的影響，往往對科學概念不求甚解，死記硬背，遇到具體問題，又會回到“前概念”老路上去。

另外，由于學生接受新知識日益增多，往往對前一段所學的知識容易遺忘，或者說，對已經形成的科學概念記不清楚，特別是相近的概念容易混淆。

上述情況出現，倘若不采取措施，原已建構起來的科學概念最終將所剩無幾。所以，教師要根據“最近發展區”的理論進行施教，了解學生目前的認知狀況，不斷地診治和彌補，切勿趕進度。

應采用下列兩種方法，予以深化和鞏固。

第一種方法：應用拓展、及時評估。應用拓展是指對剛獲得的科學概念，放在新的環境或問題中去實踐、驗證。及時評估是對學生反饋的信息的評估。

在教學五上科學《運動與摩擦力》一課時，學生經過探究，已經知道“物體輕重、物體間接觸面光滑粗糙程度與摩擦力大小”的關系。在實驗探究結束后，筆者拋出了一個問題：同學們在趣味運動會上要舉行拔河比賽了，若想贏的話，你有什么“法寶”？同學們開始發表各自的“高見”：

生：老師，挑選大個子就行了。

生：胖子上場更好。

師：拔河比賽要講公平，體重要一樣。

生：噢，老師，我明白了，最好選粗糙的場地。

師： 場地是受限定的，雙方場地不可能有太大差異。

生：嗯，我有“制勝法寶”了，穿一雙嶄新的、花紋深的運動鞋。

生：老師，我們都戴上棉手套上場。

生：我還有一個好辦法，不戴手套，在手心蘸點水。

師：這是啥道理？

生：老師，我幫媽媽挖過地，媽媽教我在手心里吐點口水握住鋤頭再挖，應該是增大摩擦力吧。那么，在拔河時，在手心里蘸點水，抓繩就更牢了。

師：同學們，這位同學很善于觀察和聯系身邊的生活學科學，掌聲鼓勵一下！不過，請思考：手上蘸點水是不是增大摩擦力？

生：老師，我想應該是減少摩擦力吧！比如，踩在有水的地板上易滑倒，摩擦力就減小了。（這時同學們紛紛點頭表示贊成）

師：這位同學說得非常有道理。

“一石激起千層浪”，一個小問題使學生鞏固了已形成的關于“摩擦力”的科學概念，更重要的是學生還會用建構起來的科學概念辯證地分析問題、解決問題。

第二種方法：經常進行階段性梳理，使科學概念體系化，讓學生大腦中形成概念網絡結構。經驗表明，有序擺放的物品，很容易找到，亂放的物品不易找到。同樣，零碎的知識容易遺忘，有結構、成系統的知識不易遺忘。梳理的方法可以用文字，也可以用圖形。如六年級學生學完《種類繁多的動物》一課以后，可以用概念圖來梳理動物的分類（圖2）。

圖2

如此，每一個單元，梳理一次或幾次。幾經反復，學生頭腦的“知識樹”或“科學體系”就建立起來了，其中的科學概念也就進一步理解和鞏固了。

總之，小學生接受科學知識有一定的難度，所以進行建構科學概念教學時，必須講究一些策略，做到循序漸進，逐步鞏固和發展。

參考文獻

[1] 陳華彬，梁玲.小學科學教育概論.高等教育出版社，2003.

[2] 張紅霞.科學究竟是什么.教育科學出版社，，2003.