李穎

在科學(xué)課教學(xué)中，如何幫助小學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念？需要哪些理論和策略？下面以如何引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)溶解概念為例進(jìn)行討論。

科學(xué)概念建構(gòu)的相關(guān)理論概述

概念是指人腦反映客觀事物本質(zhì)特性的思維形式，包括內(nèi)涵和外延兩個(gè)方面。內(nèi)涵是指概念反映的事物的一般特性（即共同關(guān)鍵特征），即概念的含義;外延是指概念包括對象的總和，即概念適用的范圍。概念是在實(shí)踐過程中抽象出事物的本質(zhì)屬性并推廣到同類的其他事物而形成的，能使一類事物與另一類事物區(qū)別開來。

科學(xué)概念是組成科學(xué)知識的基本單位，是科學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)概念的建構(gòu)對學(xué)生學(xué)習(xí)的不斷深入提供必要的基礎(chǔ)和條件，是建構(gòu)正確科學(xué)知識體系的基礎(chǔ)?？茖W(xué)概念的形成有助于學(xué)生正確有效地面對和解決生活、科學(xué)中的問題，并對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)科學(xué)研究的進(jìn)一步深入有不可忽視的作用。

學(xué)生進(jìn)入科學(xué)課堂之前，在日常生活和成長過程中逐漸形成了對一些事物的認(rèn)識、觀點(diǎn)和看法，這些長期積累的感性經(jīng)驗(yàn)我們稱之為前概念，前概念對新概念建構(gòu)可以產(chǎn)生積極或不良的影響。因此，如何將不完善或錯誤的前概念變成正確的科學(xué)知識，即概念的轉(zhuǎn)變，是教學(xué)研究的關(guān)鍵。概念轉(zhuǎn)變是學(xué)生對已有知識經(jīng)驗(yàn)的重新建構(gòu)或組合，包括同化和順應(yīng)兩種方式。概念的轉(zhuǎn)變有兩種可能：一種稱為“豐富”，即新知識補(bǔ)充了原有知識，通過積累的方式使這些知識發(fā)生變化，或稱為概念增長;另一種情況稱為“修正”，個(gè)體原有的某種知識經(jīng)驗(yàn)受到了與之不一致的新經(jīng)驗(yàn)的影響而發(fā)生重大改變，即從已有知識經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)概念的變化。

實(shí)施多種策略幫助學(xué)生建構(gòu)溶解概念

根據(jù)概念建構(gòu)理論， 在教學(xué)實(shí)施過程中， 教師可以通過課前分析學(xué)生前概念、課中幫助學(xué)生建立科學(xué)概念、課后對科學(xué)概念進(jìn)行評測三個(gè)階段來完成對溶解概念的建構(gòu)。

1.研究方法

選取本校三年級的學(xué)生作為被試，先后在3個(gè)班級進(jìn)行了前測，目的是對測試題進(jìn)行調(diào)整，針對學(xué)生情況設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，這樣有利于促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)溶解概念。在本項(xiàng)研究中，我們采用了前測問卷和后測問卷。此外，在課堂教學(xué)中為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)材料（食鹽、白糖、高錳酸鉀、水和攪拌棒等用品）。

2.前測

在測試前，告知被試將在充裕的時(shí)間內(nèi)（15分鐘）做一份關(guān)于“食鹽或白糖放入水中發(fā)生什么現(xiàn)象”的問卷，并告知被試問卷答案不涉及對與錯，只需要將自己的想法和答案寫在問卷上。在規(guī)定時(shí)間完成后由教師收回，然后由教師對問卷進(jìn)行評定和分析。前測中，我們編寫了3道題，參與測試的學(xué)生有43人，下面是對前測題的具體分析。

第1題：將食鹽或白糖放入水中，過一會兒，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

意圖：讓學(xué)生對于食鹽或白糖溶解出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行初步認(rèn)識，目的是考查學(xué)生在日常生活中是否有這種經(jīng)歷（通過訪談得知有一部分學(xué)生沒有配制鹽水和糖水的生活經(jīng)驗(yàn)），因此，這就成為教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

測試結(jié)果：學(xué)生答案中提及溶解的有6人，提及溶化的有3人，提及熔化的有6人，提及溶了的有1人，提及化了的有3人。

分析以上數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)近50%的學(xué)生提及不相關(guān)的答案，說明學(xué)生對溶解現(xiàn)象有一定的關(guān)注，一些有生活經(jīng)歷的學(xué)生能提及溶解的相關(guān)概念，測試結(jié)果也反映出學(xué)生的一些錯誤概念。因此，在教學(xué)中要設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變錯誤的概念。

第2題：在配制一杯糖水（或鹽水）的過程中，可能出現(xiàn)哪些變化？請使用畫圖搭配關(guān)鍵詞的方式對這個(gè)變化過程進(jìn)行解釋。

意圖：讓學(xué)生對溶解過程每一個(gè)變化進(jìn)行簡單的解釋。本題是檢測學(xué)生前概念中不完善的部分，這涉及教學(xué)設(shè)計(jì)中的重要部分。

測試結(jié)果：學(xué)生答案中提及顆粒變化的有9人，提及顏色變化的有4人，提及味道變化的有5人，提及位置變化的有8人，提及消失的有5人，提及氣泡的有8人，提及分解的有2人，提及溶解的有1人，做出無關(guān)解釋的有8人。

通過數(shù)據(jù)分析，不難看出少數(shù)學(xué)生的前概念是零散且不完整的，甚至一些學(xué)生的前概念是錯誤的。針對這一問題，教師應(yīng)當(dāng)思考如何引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)正確的概念。

第3題：你知道以上現(xiàn)象在科學(xué)上叫什么嗎？

意圖：通過讓學(xué)生對配制鹽水和糖水這個(gè)生活現(xiàn)象下定義的方式了解他們對溶解這個(gè)科學(xué)概念的理解。

測試結(jié)果：學(xué)生答案中提及溶解的有4人，提及水溶的有2人，回答不知道的有37人。

以上數(shù)據(jù)反映出只有少數(shù)學(xué)生能提及溶解這一正確概念。隨后，教師對這些學(xué)生進(jìn)行了訪談，讓學(xué)生具體描述什么是溶解現(xiàn)象時(shí)，他們不能清晰闡述溶解過程中產(chǎn)生的每個(gè)變化。因此，教師在溶解概念的教學(xué)中，需要利用一系列的引導(dǎo)性問題，引導(dǎo)學(xué)生具體描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，啟發(fā)他們利用關(guān)鍵詞闡述溶解過程中的主要變化。

3.概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略

基于前測，我們精心設(shè)計(jì)了教學(xué)過程，利用三個(gè)環(huán)節(jié)幫助學(xué)生建構(gòu)溶解概念。

環(huán)節(jié)一：學(xué)生動手配制鹽水和糖水，初步觀察溶解現(xiàn)象。本環(huán)節(jié)要達(dá)到兩個(gè)目的：一是讓學(xué)生感受溶解現(xiàn)象是從顆粒的變化開始的，對溶解概念獲得感性認(rèn)識;二是讓學(xué)生對溶解現(xiàn)象進(jìn)行猜想，提出他們的解釋。

環(huán)節(jié)二：由于食鹽和糖的溶解中，不能清晰地看出顆粒變小，教師引導(dǎo)學(xué)生更換實(shí)驗(yàn)材料，利用高錳酸鉀做進(jìn)一步觀察。學(xué)生通過畫圖的方式記錄高錳酸鉀在水中溶解的過程。在這一教學(xué)過程中，教師有意識地讓學(xué)生通過俯視和側(cè)視等多視角觀察高錳酸鉀在水中的溶解現(xiàn)象，并和不溶解的沙進(jìn)行對比，啟發(fā)學(xué)生描述溶解現(xiàn)象并進(jìn)行解釋。觀察結(jié)束，教師引導(dǎo)學(xué)生利用“顆粒由大變小”“均勻分散”等關(guān)鍵詞對溶解加以描述，幫助他們建構(gòu)正確的溶解概念。

環(huán)節(jié)三：教師帶領(lǐng)學(xué)生對一些與溶解容易混淆的科學(xué)概念進(jìn)行辨析。教師給出溶化、溶解和熔化等概念，讓學(xué)生舉例說明，然后教師給予正確的解釋。通過概念辨析，有助于加深學(xué)生對溶解概念的認(rèn)識。

4.后測

后測一共有3道題：第1題讓學(xué)生運(yùn)用圖示與關(guān)鍵詞相結(jié)合的方法對溶解概念直接進(jìn)行陳述;第2題讓學(xué)生利用溶解過程中的幾個(gè)變化判斷面粉在水中是否溶解;第3題通過冰棍化成水的現(xiàn)象，考查學(xué)生是否理解溶解概念。以下是各題的后測數(shù)據(jù)和分析。

第1題，學(xué)生答案中提及顆粒變化（顆粒變小）的有8人，提及均勻分散的有7人，沒有人提及肉眼看不見的微粒，提及消失的有20人，提及其他現(xiàn)象的有20人。

第2題，能正確判斷的有21人，能正確解釋的有15人，判斷錯誤的有10人，解釋錯誤的有9人，給出其他解釋的有2人。

第3題，能正確判斷的有26人，能正確解釋的有22人，判斷錯誤的有5人，解釋錯誤的有2人，給出其他解釋的有3人。

分析以上數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，與前測題相比，學(xué)生能用關(guān)鍵詞（如顆粒變化、均勻分散、消失等）描述溶解概念的數(shù)據(jù)明顯上升。近60%的學(xué)生對面粉是否溶解能作出正確的判斷，并能給出合理的解釋，這說明了相當(dāng)一部分學(xué)生理解了溶解這一科學(xué)概念。通過后測還發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)生能夠通過對比的方式，對一些與溶解容易混淆的概念進(jìn)行辨析，說出它們的異同。通過后測，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)施概念轉(zhuǎn)變策略后，學(xué)生對溶解概念的建構(gòu)有明顯的提高。

通過上述研究，我們認(rèn)為，在學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念時(shí)，教師要盡可能讓學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)與新概念之間發(fā)生聯(lián)系，形成認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)自我建構(gòu)。在學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念時(shí)，教師要幫助他們梳理概念的關(guān)鍵詞，利用圖示與關(guān)鍵詞相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，將抽象知識具體化，這些是促進(jìn)學(xué)生理解、記憶的有效方法。在新概念生成后，應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生將新概念與原有概念進(jìn)行對比，這樣可以加深他們對新概念的理解，將新概念納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)當(dāng)中?？傊?，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念時(shí)，需要對他們的前概念進(jìn)行深入分析，運(yùn)用多種策略幫助他們實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變，提高教學(xué)的有效性。