讓科學概念生“根”——例談引導學生建構概念的體會

周志定（浙江省諸暨市店口二中　浙江諸暨　311835）

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讓科學概念生“根”——例談引導學生建構概念的體會

周志定
（浙江省諸暨市店口二中浙江諸暨311835）

摘要：概念建構是指學生原有概念的改變、發展和重建，學習總是從學生已有的認知結構出發，所以在建構科學概念時，必須激活學生已有的知識和經驗，讓概念根植于其中。文章從鏈接新知生長點，運用類比，架設支架，通過比較，誘發爭議，尋找認知偏差等方面介紹如何從學生的認知結構出發，引導學生主動建構科學概念。

關鍵詞：認知結構；主動建構；科學教學

科學教學中，許多學生抱怨：“科學概念聽不懂”，或“一聽就懂，一做就錯”，表明即使教師在課堂上講得清清楚楚，但是學生對概念的理解還是不透徹、不準確，還是不能在新舊知識的聯系與區別中重建認知結構，表明科學概念還沒有真正根植于學生的認知結構中。心理學家尼克森認為，學習就是事實的聯系，把新獲得的知識與已知的東西結合起來，把零星的知識織進有機的整體。概念建構是指學生原有概念的改變、發展和重建，即學習者的前概念向科學概念的轉變過程。學生在各自的學習和生活過程中，已經形成了特定的認知結構，這些認知往往具有隱蔽性、片面性、主觀性，會影響、干擾、阻礙科學概念的建構。以人為本、以學生發展為本的新課程理念告訴我們：教學即學生研究，教學的過程也是學生研究的過程，即研究學生認知結構、認知規律、認知心理等。讓科學概念生“根”，就是要從學生已有的認知結構出發，引導學生建構、重構科學概念。

一、鏈接新知生長點，讓學生理解新知

新知如同“新枝”，總是長在原有“枝條”上，因此學習者要建構新知識，就需要以已有知識作為生長點，這樣新知識才能與原來的知識建立關聯，形成有意義的知識表征。教學中激活學生的知識和經驗，找準生長點，并加以延伸、拓展，建構起新的概念。

例如，關于“用排氣法收集CO2”的教學中，學生對于氣體沉浮原理缺乏明確的感性支持；課堂上老師為了節約時間往往無視學生的知識和經驗，導致對空氣排出的方向無法判斷。因此在實際教學中必須通過設計活動，尋找相關實例，挖掘出新知的生長點。（1）設置實驗：食用油與水充分混合后靜置，讓學生觀察和解釋現象；（2）觀察思考CO2使蠟燭火焰自下而上熄滅實驗；（3）讓學生舉出類似的實例，以加深對氣體沉浮原理的理解。

對于氣體向哪里排？為什么排？在學生的原有認知中是模糊的、隱性的，通過這些活動，促使其顯性化、可視化，為學生領悟科學原理奠定了基礎。實踐證明：激活學生的原有知識越多，形成新知識的時間越長，這樣建構的知識就越深刻、越牢固。

二、運用類比，化解教學難點

中學生的抽象思維能力較弱，有些科學概念較抽象，認知發展的階段性影響了對科學本質的理解，阻礙了抽象概念的建構。為了找到知識的“根”，用形象宏觀的事例作類比，讓那些抽象的概念，有一個形象的認識，達到觸類旁通的效果。

例如，分子作為微觀世界的入門概念，不能用微觀術語來解釋；同時本身缺乏直觀性，對于七年級學生來說，很難憑借原有的認知結構，實現對分子概念的建構，所以借助宏觀實例作類比，并通過學生的想象達到建構分子的目的。（1）讓學生舉例說明自然界中的物質是由非常小的顆粒構成，如巨大的沙雕可以研磨成很小很小的微粒；像大象、河馬這樣巨大的生物是由肉眼看不見的細胞顆粒構成等等，為建立分子模型構造出雛形，為理解蔗糖分子奠定了基礎。（2）蔗糖溶解實驗，通過對實驗現象的觀察和思考，讓學生想象：在水中蔗糖被“研磨”成極小的分子，以至于我們無法直接觀察到這些分子的存在。

對于分子，學生的原有認知幾乎是空白，通過類比讓學生從已有的認知結構中產生聯想和共鳴，勾勒出分子雛形，為理解溶液中的蔗糖分子打下基礎。可見，一個新概念的建立，一個新知識的學習，學生原有的認知結構起著不可低估的作用。

三、搭建支架，讓學生理解新知

受生活經驗的影響，學生的認知范圍是有限的，如果概念建構需要的認知超出學生的原有認知范圍，會導致難以理解。所以通過搭建與新知有關的支架，使其落在學生的認知范圍內，從而建構起牢固的概念。

例如，在測定空氣中氧氣含量實驗中，學生對于“空氣中物質的除去，氣體體積測量”這些知識點是模糊的、片面的，而教師往往高估了學生的認知結構，忽略對實驗現象的分析，導致新知難以“消化吸收”，所以通過架設支架，使其納入學生的認知范圍，實現知識的建構。（1）反復操作膠頭滴管吸取液體的過程，讓學生初步體會用轉換法測量氣體體積的思想。（2）點燃集氣瓶內的紅磷，并立即蓋上瓶塞，觀察并思考實驗現象：集氣瓶的瓶塞為何不易打開？從而讓學生明白：集氣瓶內氧氣減少并導致氣壓降低。

教學中由于彌補了學生的認知缺失，使得新知落在“學生的最近發展區”，從而自然無痕地建構起新知。所以恰當的鋪墊能成為促進學生思維拓展的關鍵點，達到啟迪思維、促進遷移的目的。

四、通過比較辨別，讓學生的認知更清晰

初學科學時，學生的認知結構具有片面性，許多相似概念容易混淆，且有負遷移作用。通過比較辨別相互間的異同點，消除干擾，使學生準確地掌握相似概念的區別與聯系。所以教學中老師應通過概念的比較、辨別，讓學生的認知更清晰，有更堅實的根基。

例如，以元素和原子為例，雖然老師講解和學生練習花了大量時間，但是學生對二者關系始終模糊不清。為了深刻學生對概念的認識，運用了比較的方法。（1）比較1H、2H、3H三種微粒的區別和關系，（2）比較H與1H、2H、3H的關系，在學生的比較辨別過程中，克服了原有認知中的片面性，明確了二者之間的區別和聯系，進而達到“柳暗花明又一村”的教學效果。

題海戰術的最大問題在于，沒有真正認識到學生的認知結構，不僅造成師生精力的浪費，還使學生喪失學習興趣。對于概念之間的關系教師只有在學生已有知識結構的基礎上，通過比較辨別，建構知識網絡，才能達到有效建構的目的。

五、通過誘發爭議，讓學生從錯誤中醒悟

受思維定勢的影響，學生認知中的有些錯誤想法是根深蒂固的，單純依靠正面的示范和反復練習的方式，很難改變。讓學生在錯誤點上誘發爭議，在相互爭辯中展示學生真實的認知結構，激起解決問題的強烈愿望，達到從根本上改變錯誤認知，重構科學概念的目的。

例如，為了辨別飽和溶液與濃溶液的關系，首先，設置問題讓學生在爭議中，調動學生的思維積極性，并充分展示自己的認知，如判斷：飽和溶液加水就變成稀溶液，有的學生認為是正確的，理由是飽和溶液就是濃溶液，溶質含量一定多，加水稀釋后溶質含量減少就變成了稀溶液。而有的學生馬上反駁：飽和溶液本身并不一定是濃溶液，如：飽和石灰水中溶質含量仍很少。然后在學生情緒高漲，思維活躍的情況下，針對暴露出來的錯誤，老師作為引導者，把學生思考的方向引導到概念的定義上，使學生更容易接受，最后讓學生反思產生錯誤的原因。生1：我受表面文字的誤導，認為濃溶液總是飽和溶液；生2：我雖然會背概念，但在思考問題時又忽視了概念。

每個學生都有自己的生活經驗和知識基礎，面對同一個問題，都有各自不同的思維方式，教師只有充分意識到這一點，才能最大限度地激發學生的創造性，并從根本上糾正學生的錯誤認知。

六、尋找認知偏差完善概念內涵

學生在學習新概念時，已經具有特定的認知結構，這些特定的認知有時會影響、干擾、阻礙新概念的建構，導致學生對科學概念的理解具有片面性、主觀性。因此教師要正視這些認知結構，通過教學活動不斷調整或完善原有的認知結構，讓學生建構起完整的科學概念。

例如，關于探究“物質燃燒條件”的教學中，對于可燃物燃燒的兩個條件，一位學生問老師：在水中不也有氧氣嗎？為什么水下的白磷不會燃燒？而另一位學生很快地替老師解圍：水火不相容，水能滅火啊。為了糾正學生的認知偏差：（1）讓學生在類比中領悟：為什么鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中能燃燒？（2）在含有白磷的熱水中通入氧氣，觀察水中白磷的燃燒現象。（3）讓學生舉例說明不能用水來滅火的實例，這樣使學生對于燃燒條件有更深刻的認識。

學生基于“水火不相容，水能滅火”這種生活經驗，產生了認知偏差，老師圍繞這一觀點，將學生置于新知與已有經驗的矛盾中，引領學生的思維交鋒，不斷更新和改變原有的認知模式，豐富和完善概念內涵。

尊重學生，不僅表現在人格上，更在于對學生的認知結構、認知規律、認知心理的了解和尊重，還在于對學科中有利于學生發展因素的挖掘。教師只有認識到學生的原有知識結構，意識到學生已有的知識和經驗的重要性，讓學生的思維活躍起來，

按其內在的節律生長，才能真正做到讓知識扎根于學生頭腦中，實現有效建構。

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doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.007

文章編號：1008-0546（2016）01-0021-02

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B