科學(xué)概念的特質(zhì)及“精準(zhǔn)化建構(gòu)”

在科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)概念具有奠基性意義。靜態(tài)地看，科學(xué)概念是科學(xué)知識(shí)形成的基本元素；動(dòng)態(tài)地看，科學(xué)概念是兒童進(jìn)行科學(xué)思維的基本單位?？茖W(xué)概念具有“清晰化”科學(xué)知識(shí)和“條理化”科學(xué)思維的學(xué)習(xí)功能。在兒童對(duì)科學(xué)概念進(jìn)行主動(dòng)建構(gòu)的過程中，教師不僅要引領(lǐng)兒童體驗(yàn)科學(xué)概念的誕生歷程，更要讓兒童理解科學(xué)概念間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，讓兒童形成科學(xué)的思想、方法和精神。

兒童科學(xué)概念的特質(zhì)解讀

所謂科學(xué)概念，是指兒童在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中對(duì)科學(xué)知識(shí)、規(guī)律等形成的具有科學(xué)本質(zhì)意義的認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)概念基于兒童的生活經(jīng)驗(yàn)，其形成依賴于兒童自主性、合作性、探究性的科學(xué)觀察、科學(xué)猜想、科學(xué)探究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。

過程性特質(zhì) 科學(xué)概念具有過程性和對(duì)象性雙重屬性。既表現(xiàn)為科學(xué)活動(dòng)的一系列猜想、實(shí)驗(yàn)與操作過程，又表現(xiàn)為特定的科學(xué)知識(shí)對(duì)象、結(jié)構(gòu)。比如“熱脹冷縮”概念，既表現(xiàn)為兒童對(duì)固體、液體、氣體等熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)過程的體認(rèn)，也表現(xiàn)為對(duì)熱脹冷縮概念的本質(zhì)理解——粒子運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，還要形成“事物特殊性與普遍性相統(tǒng)一”的哲學(xué)性的科學(xué)認(rèn)識(shí)，即金屬銻、鉍以及4℃以下的水等是熱縮冷脹的。將科學(xué)概念看作一個(gè)探究過程意味著科學(xué)概念的意義是動(dòng)態(tài)的；將科學(xué)概念看成對(duì)象則意味著科學(xué)概念具有鮮明的本質(zhì)屬性。

表象性特質(zhì) 科學(xué)概念具有豐富、鮮活的概念表象，同時(shí)兒童在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中往往是依靠科學(xué)實(shí)驗(yàn)的表象來進(jìn)行科學(xué)思維的。比如“改變材料的形狀，可以改變材料的抗彎曲能力”這一科學(xué)概念，兒童不是通過對(duì)科學(xué)概念的死記硬背來理解并形成概念的，而是通過“做紙的形狀與抗彎曲能力關(guān)系的對(duì)比實(shí)驗(yàn)”來掌握概念的。在兒童頭腦里留下的是“紙張的U字形、W形”等。換言之，兒童的科學(xué)概念不是形式化、抽象化的科學(xué)定義，而是一系列實(shí)驗(yàn)操作表征。

結(jié)構(gòu)性特質(zhì) 科學(xué)概念具有密切的聯(lián)系，由此形成了豐富的科學(xué)概念結(jié)構(gòu)。教學(xué)中，教師要善于從系統(tǒng)的角度去引領(lǐng)兒童研究概念，讓兒童形成科學(xué)“概念網(wǎng)”。比如“電流可以產(chǎn)生磁性”“電池的正負(fù)極接法或改變線圈繞線方向會(huì)改變電磁鐵南北極”“電磁鐵磁力大小與使用電池?cái)?shù)量、線圈匝數(shù)以及粗細(xì)長短等因素有關(guān)”等科學(xué)概念是相互融通的。教學(xué)中，教師要把握概念關(guān)系，將新概念納入到兒童已有的科學(xué)概念結(jié)構(gòu)中。

科學(xué)概念的“精準(zhǔn)化建構(gòu)”

科學(xué)概念的“精準(zhǔn)化建構(gòu)”，是指兒童在教師引領(lǐng)下對(duì)科學(xué)概念的外延和內(nèi)涵進(jìn)行深度的、精細(xì)的加工，以便讓兒童獲得科學(xué)概念的限制條件、例證和形象表征等。它追尋著兒童對(duì)科學(xué)概念的本質(zhì)把握和主動(dòng)探尋。

探尋“前科學(xué)概念”，精準(zhǔn)建構(gòu)科學(xué)概念 兒童并非一張白紙，兒童的“前科學(xué)概念”是非常豐富的。兒童科學(xué)學(xué)習(xí)的“先前概念”、生活中的“現(xiàn)象解釋”等，都能在兒童直面科學(xué)概念的一瞬而被激活。在這個(gè)意義上，兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)就是兒童對(duì)“前科學(xué)概念”系統(tǒng)進(jìn)行修正、完善和夸張的過程。例如：教學(xué)教科版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)《水能溶解一些物質(zhì)》，兒童由于日常生活中的經(jīng)驗(yàn)積淀能夠認(rèn)為“食鹽溶解于水”“沙子不能溶解于水”等，但對(duì)于“面粉能否溶解于水”等缺乏認(rèn)識(shí)。教學(xué)時(shí)，筆者讓他們談?wù)劯髯詫?duì)溶解現(xiàn)象的理解，都坦露自己的看法，認(rèn)為“溶解要均勻、不能沉淀”等。之后，他們通過觀察發(fā)現(xiàn)“對(duì)著光線可以看到水中面粉的顆粒，但不能看到食鹽顆?！?；靜置后沙和面粉都會(huì)沉降到水底，但食鹽不會(huì)。最后，筆者通過過濾實(shí)驗(yàn)，讓兒童精準(zhǔn)建構(gòu)溶解概念——“不能用過濾的方法把溶液中的物質(zhì)分離出來”。

提供結(jié)構(gòu)化素材，精準(zhǔn)建構(gòu)科學(xué)概念 所謂結(jié)構(gòu)化素材，是指經(jīng)由教師精心設(shè)計(jì)、加工過的實(shí)驗(yàn)材料。好的結(jié)構(gòu)性素材是兒童科學(xué)概念發(fā)展的導(dǎo)師。教學(xué)中，教師可以通過結(jié)構(gòu)化素材激發(fā)兒童科學(xué)思考，讓兒童經(jīng)歷科學(xué)概念的誕生歷程。例如：教學(xué)教科版科學(xué)教材五年級(jí)下冊(cè)《沉浮與什么因素有關(guān)》，筆者首先向孩子們提供“回形針、小石塊、泡沫塑料、蘿卜、橡皮、帶蓋的空瓶”等材料，讓他們按照體積大小排列做實(shí)驗(yàn)，再按照質(zhì)量大小排列做實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，他們看不出體積、質(zhì)量與物體沉浮的關(guān)系。接著，筆者向孩子們提供結(jié)構(gòu)性素材——“體積相同質(zhì)量不同的球”與“質(zhì)量相同體積不同的正方體”。如此，讓兒童自己控制變量，探索物體沉浮原因，將兒童的科學(xué)認(rèn)識(shí)精準(zhǔn)導(dǎo)向“物體的密度”這一科學(xué)概念。

應(yīng)用概念圖，精準(zhǔn)建構(gòu)科學(xué)概念 科學(xué)概念圖是展示科學(xué)概念、科學(xué)實(shí)例、科學(xué)要素等關(guān)系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)圖。教學(xué)中，教師必須引領(lǐng)兒童建立科學(xué)概念域，織成科學(xué)概念網(wǎng)，增進(jìn)科學(xué)概念的解釋力和生成力。比如教科版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)中，當(dāng)教學(xué)《大樹和小草》《蝸牛和蚯蚓》時(shí)，筆者用“維恩圖”讓孩子們將大樹和小草、蝸牛和蚯蚓的共同特點(diǎn)寫在維恩圖的中間，將不同點(diǎn)寫在兩邊；當(dāng)教學(xué)《塑料》《材料在水中的沉浮》時(shí)，讓他們將塑料的特性、木頭的特性等用“氣泡圖”進(jìn)行記錄；當(dāng)教學(xué)《水》時(shí)，要求他們將對(duì)水的知識(shí)的了解用“網(wǎng)狀圖”表示出來。通過概念圖，兒童精準(zhǔn)建構(gòu)科學(xué)概念。

兒童對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)知是循序漸進(jìn)、逐漸科學(xué)化的過程，由表及里、由淺入深、由經(jīng)驗(yàn)而本質(zhì)。它建基于兒童的“前科學(xué)概念”，形成于兒童的科學(xué)實(shí)驗(yàn)或準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)探究。要讓兒童主動(dòng)經(jīng)歷科學(xué)概念生成、發(fā)展與完善的全過程，進(jìn)而精準(zhǔn)掌握科學(xué)概念的本質(zhì)屬性。

（作者單位：江蘇省如皋市白蒲小學(xué)）