小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中科學(xué)概念建構(gòu)的實(shí)踐與思考

◇楊春華

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在關(guān)于課程的性質(zhì)中指出：“小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的核心課程”。科學(xué)認(rèn)知作為學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分，也自然就使引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念成為科學(xué)課堂教學(xué)的主要任務(wù)。在基本理念中，《標(biāo)準(zhǔn)》也指出要堅(jiān)持“學(xué)習(xí)‘四位一體’的科學(xué)”，“以科學(xué)探究為最為重要的學(xué)習(xí)方式”，因此，在探究活動(dòng)中建立科學(xué)概念就必然成為科學(xué)課堂教學(xué)的主要形式和主要任務(wù)。

以探究為核心，“探”就是觀察和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)事物表象，“究”是比較、抽象思維，理解事物本質(zhì)。學(xué)生只有在探究中借助觀察和實(shí)驗(yàn)，通過比較和思考，才能建構(gòu)起科學(xué)的概念。下面就談一談我們在科學(xué)探究活動(dòng)中指導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)概念的一些實(shí)踐與思考。

一、科學(xué)概念建構(gòu)是對學(xué)生前概念的重建，探究是重建的抓手

建立科學(xué)概念不是簡單說得出知識(shí)點(diǎn)叫什么名字，而是在抽象思維基礎(chǔ)上對事物本質(zhì)的理解。科學(xué)概念所指向的事物也不是學(xué)生完全陌生的，在小學(xué)階段其所指向的事物多是學(xué)生好奇感興趣的或身邊生活中接觸頻繁的。學(xué)生對這些事物已有的認(rèn)知就是他們的前概念。這種前概念，不一定是錯(cuò)誤的，但在新的科學(xué)概念面前至少是片面的、不完整的。科學(xué)概念的建構(gòu)就是對學(xué)生錯(cuò)誤的、片面的前概念的重建或修補(bǔ)。這種重建或修補(bǔ)以及抽象的思維又是建立在諸多的具體觀察和實(shí)踐基礎(chǔ)之上的。前后相加就是探究的過程。

我們以《溶解》為例來說明科學(xué)的概念如何基于前概念并借助探究活動(dòng)建立起來。在學(xué)習(xí)之前已有很多學(xué)生能說出“溶解”這個(gè)詞，也能對一些物質(zhì)在水中是否溶解做出正確的判斷，但是不是已經(jīng)建有溶解的概念了呢？顯然不是的。在沒有一系列的探究活動(dòng)之前，溶解就是化了，這就是前概念。

“將食鹽、面粉和沙子三種物質(zhì)各一勺分別放入盛水的燒杯中，會(huì)怎樣？”

“食鹽會(huì)化掉看不見，沙子會(huì)沉下去，面粉不太清楚。”動(dòng)手做一做，細(xì)細(xì)觀察到底是怎樣的，這是第一次探究。在都經(jīng)歷了攪拌之后，面粉一顆顆地分散在水中各處，但底部要多一些。能看到一顆顆那就不是溶解，這離科學(xué)的概念還有一段距離，但比前概念豐富了一些。

再把少量的高錳酸鉀放入水中，攪拌，瞬間一杯漂亮的紫紅色液體出現(xiàn)了。這是第二次探究。學(xué)生再次看到了物質(zhì)在水中被分散到了每個(gè)地方，而且均勻透明，也是一顆顆的但卻看不出，是變得極小極小了。食鹽在水中也是這樣的嗎？高錳酸鉀這種狀態(tài)是不是溶解呢？一碗湯中每滴湯的咸淡是一樣的，食鹽在水中的分布也是均勻的。再出示事先配制好擱置了較長時(shí)間的食鹽溶液、高錳酸鉀溶液和面粉混合液。食鹽水和高錳酸鉀水不會(huì)沉淀，但面粉則更多地沉到了底下。溶解是物質(zhì)變成了很小很小的微粒，穩(wěn)定且均勻地分散在水中，液體是透明的。食鹽是無色的，所以我們什么都看不到，高錳酸鉀是帶紫色的，所以可以看到一片透明均勻的紫紅色。離科學(xué)的概念距離更近了一步。

最后是過濾。過濾很費(fèi)時(shí)，很多操作還很難，尤其是用玻璃棒引流，但也正是這樣，學(xué)生就特別的感興趣，印象深刻：溶解的物質(zhì)食鹽和高錳酸鉀沒法過濾出來，不溶解的物質(zhì)面粉和沙子能過濾出來。“溶解是物質(zhì)在水中變成了很小很小的肉眼看不見的顆粒，均勻穩(wěn)定的分散在水中，形成透明的溶液，無法用過濾的方法從水中過濾出來。”至此，對小學(xué)生來講，溶解的科學(xué)概念已經(jīng)建立，只需通過練習(xí)加以鞏固。

讓學(xué)生記住“溶解”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)很容易，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，學(xué)生到網(wǎng)上自己也能搜到。但是，科學(xué)概念的建構(gòu)還是要借助科學(xué)探究過程來實(shí)現(xiàn)。要舍得花時(shí)間，準(zhǔn)備充分典型的材料展開一個(gè)個(gè)探究，層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣。使學(xué)生在探究中獲得必要的感性認(rèn)識(shí)，乃至與原有的認(rèn)知發(fā)生激烈的沖突，消除錯(cuò)誤的前概念，發(fā)展不完整的前概念，獲得新的正確的概念。

二、科學(xué)概念的建立以形成知識(shí)體系為最終目標(biāo)，科學(xué)探究是知識(shí)體系構(gòu)建的紐帶

在科學(xué)探究活動(dòng)中建構(gòu)的一個(gè)個(gè)科學(xué)概念，不應(yīng)該是孤立和靜止的，它們是構(gòu)建知識(shí)體系的“物質(zhì)”基礎(chǔ)。科學(xué)探究是知識(shí)體系構(gòu)建的紐帶。當(dāng)然，對于小學(xué)生而言，建立的知識(shí)體系也必然是初步的、不完整的，他們也很難自主地去建構(gòu)，需要我們積極地去創(chuàng)造條件和機(jī)會(huì)。

我們以五下《浮力》和《水的熱脹冷縮》為例來加以說明，浮力先學(xué)，然后是水的熱脹冷縮。很多的老師教學(xué)時(shí)是把這兩個(gè)知識(shí)割裂開來的，但我們通過探究讓學(xué)生在這兩個(gè)知識(shí)之間建立起了聯(lián)系——受熱可以使物體體積膨脹，密度減少，由沉變浮。

用塑料袋從水槽中取冷水，觀察冷水袋在水槽中的狀態(tài)，再把冷水袋放在熱水中加熱，觀察。冷水袋逐漸飽脹起來。學(xué)生說水受熱膨脹了、熱脹冷縮。很對，但我們將他們的發(fā)現(xiàn)直接“忽視”了，而是演示把熱過的冷水袋放回冷水槽中。

“又有什么發(fā)現(xiàn)？”

“浮起來了。”

“由沉變浮了，一般由什么變化引起？”

①重力不變，體積變大，排開水增多，浮力變大；②體積不變，物體變輕了。

“水變輕了嗎？我們準(zhǔn)備好了天平，稱一稱就知道了。”

“沒輕。”

“是體積變大，浮力也增大了。”冷水袋一小部分露出水面了，可見，體積

增大得還不小。體積增大是由受熱引起的。

在這樣的探究活動(dòng)中，我們把水的熱脹冷縮的知識(shí)和浮力的概念、密度的概念聯(lián)系在了一起，建立了初步的相關(guān)的知識(shí)聯(lián)系，浮力的科學(xué)概念得到了鞏固，邏輯思維能力得到了鍛煉，認(rèn)識(shí)也得到了提高，懂得自己學(xué)的知識(shí)是有用的，可以推理出新的科學(xué)道理來。在探究中，學(xué)生也接觸到了物體熱脹冷縮的本質(zhì)，只是體積發(fā)生了變化，而質(zhì)量沒變，對他們以后正確認(rèn)識(shí)質(zhì)量屬性也很有幫助。而常規(guī)的熱脹冷縮的教學(xué)沒有這樣的知識(shí)滲透的。

科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為核心、注重實(shí)踐；觀察和實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)是科學(xué)課堂的主角。這些都是由小學(xué)生年齡特點(diǎn)、知識(shí)水平和思維能力決定的。學(xué)生在基于實(shí)踐的科學(xué)探究活動(dòng)中思考、提煉、概括，才能構(gòu)建起科學(xué)概念和知識(shí)體系。