科學探究活動對促進學生科學概念構建的作用分析

摘?要：小學科學課程的總目標是培養學生的科學素養，主要概念包括物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程4個領域。科學探究活動對這四個領域衍生的科學概念又有什么作用呢？文章以科學探究的基本要素“提出問題、作出假設、制訂計劃、收集證據、處理信息、得出結論、表達交流”為線索，展開對構建科學概念的研究。主要的研究方法有查找文獻、問卷調查、因素分析法?；谝痪€的任教經驗，用真實的案例解釋科學探究活動對促進學生概念構建的作用。

關鍵詞：科學探究活動;科學概念;構建;前概念

科學探究主要是指通過科學研究來尋找事物的規律和本質，而進行的一些探究性活動和自主性學習過程。建構主義認為，科學概念的構建是將前概念轉變為科學概念的一個過程。前概念絕大部分是來源于孩子前期的生活經驗，這些經驗常常是片面的，甚至是錯誤的，比如學習彈簧測力計引入重力概念時，生活中孩子們對秤的認識往往是用來稱物體重量的，通過科學探究活動發現并不是這樣的。科學探究活動能讓學生主動地構建并且不斷地完善科學概念。學生的認識是一種能動的建構過程，而不是被動的接受過程。問題解決是開展建構性認識或學習的有效途徑，而科學探究實際上是解決問題的一種方式。科學探究是以建構主義為認識論基礎的，科學探究方法能夠使學生“建構性”地學習科學知識，并且給學生大量的情境性體驗和過程經驗。科學探究和科學概念之間的關聯性，可以歸納為，科學概念是內容，科學探究是一種途徑或手段，是學習和理解科學概念的有效途徑。通過科學探究的方法，能夠更好地掌握科學概念。因此在課堂教學活動中，教師可以通過利用科學探究活動，讓學生構建科學概念，由片面不完整的前概念向科學合理的科學概念轉變?，F在從科學探究的基本要素方面，分析對科學概念的構建有哪些促進作用。

一、?提出問題，打破前概念

要想讓學生構建正確的科學概念，首先要了解他的前概念，所以關注孩子們的前概念尤為重要，老師可以通過創設情境談話法了解學生的前概念，比如“生活中，你們觀察過燒開水嗎？”“超市的飲料為什么都沒裝滿？”從而知道孩子們對所學知識的了解程度。但對于有些錯誤的前概念往往是根深蒂固的，要想新蓋一棟大樓，必須推翻舊樓，我們可以創設矛盾的情境，激發孩子提出疑問。

比如，在學習五下《沉與浮》單元時，在孩子們的生活經驗告訴他們物體在水中有些能浮，有些會沉，但他們潛意識里認為重的、大的會沉，輕的、小的會浮，在展示了大量材料時發現胡蘿卜在水中是浮的，回形針在水中是沉的，當現象和前概念發生沖突時，更容易引發思考，激發孩子提出問題，影響沉浮的因素究竟是什么？當孩子們提出問題時，錯誤的前概念就被打碎了，這是后期正確概念構建的基礎。

二、?作出假設，審視前概念

猜想假設是一種高級的思維活動，能引發思考，推動科學探究的進行。假設往往是基于孩子的前概念基礎上，孩子們根據自己之前的生活經驗對問題進行假設，至于假設的對與錯，就需要通過進一步探究活動來驗證，所以在教學過程中要鼓勵學生大膽地猜想。假設就是前概念的一種反饋。

再比如，在教科版三上《材料在水中的沉浮》一課中，在將實驗材料放入水中觀察沉浮情況之前，要求孩子們先進行預測。這個過程就是前概念的一種反饋，當孩子們通過探究活動發現事實和自己的預測相反時，才能引發更深層次的思考。

再比如，教科版五上《種子發芽實驗（一）》中，提出種子發芽需要哪些條件時，鼓勵學生說出自己的猜想，根據自己的經驗，他們會猜測水、空氣、土壤、陽光、適宜的溫度等等，只有大膽地猜想，思維才能得到鍛煉，才能從其中一個猜想中進行深入探究，從而構建新的科學概念。

三、?制訂計劃，把握構建概念的方向

眾所周知，有計劃才會有方向和目標，科學探究活動離不開計劃，學生通過制訂計劃，思維會變得更嚴謹，這是構建科學概念的有力保障。

在教科版五上《雨水對土地的侵蝕》一課中，有要求學生設計實驗計劃，在設計實驗中，同學們要考慮是否要設計對照組，實驗組和對照組哪些條件要相同？需要改變的條件是什么？要用什么實驗器材？什么裝置？這都需要一個詳細的計劃，這個過程中其實就已經形成了概念的前期條件。為后面概念的構建把握了方向。

四、?實驗驗證，初步構建科學概念

驗證猜想的唯一辦法就是實驗，周密的實驗計劃，規范的實驗操作，才能獲得有力的證據來構建科學概念。

比如五上中探究摩擦力大小與接觸面狀況的關系時，不改變的條件是重量、彈簧測力計、運動軌跡，改變的條件的接觸面狀況，實驗組接觸面是桌面，相對光滑，對照組接觸面是毛巾，相對粗糙。結果顯示，在桌面上的摩擦力小，毛巾上的摩擦力大。為了避免誤差，我們又重復了三次實驗，結果相同。通過對比實驗，學生們初步得到感知，形成最初的科學概念：物體間接觸面光滑，摩擦力小;物體間接觸面粗糙，摩擦力大。

五、?處理信息，得出結論，形成科學概念

實驗的成功并不是一蹴而就的，往往經過反復多次的實驗驗證，加之小學生的思維能力和認知水平還處于發展階段，所以要經過不斷分析處理信息，才能通過現象逐漸構建抽象的科學概念。

比如四上《物質在水中是怎樣溶解的》一課中，在探究不同物質在水中的溶解時，我們選用了食鹽、沙子、面粉為材料，生活的經驗很容易讓他們猜想出沙子是不溶于水的，而食鹽溶于水，但面粉存在較大爭議。經過探究活動，比較面粉、沙、食鹽和高錳酸鉀在水中的狀態，從能否看見顆粒、分布是否均勻、是否有沉淀出現角度比較，同學們很容易得出沙子是不溶于水，食鹽和高錳酸鉀一樣，溶于水中。但是面粉，很多同學誤認為也是溶于水。最后，我們通過過濾的方法分離，發現面粉和沙子一樣，能被分離出來，而且如果靜置時間足夠長，面粉在水中是有沉淀的。同學們通過堅持不懈的分析處理，再分析再處理，才能真正區別溶解和不溶解的區別，最終構建出科學概念：溶解是形成均一的、穩定的液體，靜置后沒有沉淀，不能用過濾的方法分離。

六、?表達交流，運用科學概念

經過科學探究活動后，新課標要求學生還要能夠簡要講述自己的探究過程與結論，并與同學討論交流。在生活中運用科學概念是我們學習科學概念的目的，檢驗學生們對科學概念的掌握程度，也加深了學生們對科學概念的理解?？茖W概念來源于生活，應用于生活，只有在生活中運用科學概念，才能真正地掌握科學概念，同時，在應用的過程中還會暴露出問題，我們可以讓學生進一步加深對科學概念的理解。

比如在四下的《食物》單元，學生們學習《食物包裝上的信息》時，首先，筆者帶來了生活中同學們喜歡的食物，瞬間吸引了同學們的注意，學習的概念來自生活，那就讓學生們真實地走進生活，而不只是在課堂;其次，筆者讓學生們尋找食物包裝上都有哪些信息，找到并記錄下來;然后，對一些感興趣和不明白的信息進行處理;最后的亮點就是學以致用環節，模擬超市購物，準備一些三無食品和過期食品，讓學生上來挑選自己喜歡的食物。在學以致用環節，同學們很積極踴躍，通過科學概念的學習，他們在購物中會注意食物包裝上的信息，在詢問購買的理由時，他們知道選擇健康的、合格的產品。科學概念在應用的過程中已經變成了他們的思維模式、生活習慣，這就是構建科學概念的目的。

七、?成果與反饋

采用科學探究活動進行教學，對學生構建科學概念有哪些促進的作用呢？筆者用調查問卷的方法對南平實驗小學四年級的學生進行調查。其中在調查“你更喜歡哪種方式來評價你的綜合素養”時，83.7%的學生喜歡通過“探究及創新”和“實驗操作能力”方面來評價;81.84%的同學在探究實驗中能提出科學問題;88.62%的同學能在探究中發表自己的觀點;經過一學期的科學探究活動，71.27%的同學認為，獲得的科學知識有很多;90.51%的同學實驗動手能力有所增強;96.21%的同學認為自己的科學素養有了一定的提高。

研究發現，科學探究活動對科學概念的構建有促進作用，對培養學生的思維能力有非常重要的作用，體現在科學探究的各個環節中。教師能在科學概念的基礎上指導學生進行科學探究活動，科學探究活動同時也是構建科學概念的有效方法。

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作者簡介：陳慧，福建省南平市，福建省南平實驗小學。