張陳江

【摘 ? 要】建構(gòu)科學概念是提升學生科學素養(yǎng)的基礎(chǔ)。因此，教師要重視實現(xiàn)科學概念建構(gòu)可視化的三個步驟：多角度充分觀察，夯實概念建構(gòu)基礎(chǔ);多層次展示思維，把握概念建構(gòu)進程;多樣化整理總結(jié)，展示概念建構(gòu)的成果。在概念架構(gòu)的過程中，實現(xiàn)提升學生科學素養(yǎng)的課程目標

【關(guān)鍵詞】小學科學;概念建構(gòu);可視化

建構(gòu)科學概念是小學科學教育的基本目標之一。國內(nèi)外許多研究表明，許多學生雖然暫時能順利通過科學測試，但在日常生活中會很快遺忘這些科學知識。其根本原因是：表層學習導(dǎo)致學生習得的是沒有實際應(yīng)用價值的孤立知識，沒有與學生已具備的知識和實際生活現(xiàn)象緊密相連，形成良好的概念結(jié)構(gòu)。

建構(gòu)主義教學觀認為，學生在進入科學探究前具有一些前概念。這些概念有些是正確的，有些是模糊的、不完整的，甚至是錯誤的。組織學生經(jīng)歷科學探究過程的目的是讓學生對事物和現(xiàn)象所持的概念從無到有、從舊到新、從膚淺到深刻、從隱匿到凸顯、從模糊到清晰。因此，教師應(yīng)關(guān)注實現(xiàn)科學概念建構(gòu)可視化的三個步驟——觀察·展示·整理。下面以教科版小學科學四年級上冊第三單元“食鹽在水中的溶解”教學內(nèi)容為例來闡述這三個步驟。

一、多角度充分觀察，夯實概念建構(gòu)基礎(chǔ)

觀察是人類認識自然的基本途徑，也是小學生初步認識自然事物進行啟蒙學習的重要途徑。維基百科對“觀察學習（Observational learning）”做了這樣的解釋：通過對學習對象的行為、動作以及它們所引起的結(jié)果的觀察，獲取信息，而后經(jīng)過學習主體的大腦進行加工、辨析、內(nèi)化，再將習得的行為在自己的動作、行為、觀念中反映出來的一種學習方法。科學觀察泛指在科學活動期間收集任何數(shù)據(jù)的活動，既包括憑借感官獲取信息，也包括使用儀器來記錄數(shù)據(jù)。雖然科學觀察是最主要的探究方式，但是學生真的會觀察嗎？

課始，教師先板書探究主題“溶解”，在實驗前提出相關(guān)問題：把食鹽放入水中，觀察到什么現(xiàn)象？這能說明食鹽在水中溶解了嗎？學生有的說食鹽看不見了，有的說攪拌以后食鹽才看不見的。在教師的追問下，學生開始描述食鹽顆粒通過攪拌后，慢慢變小，直到看不見的變化過程。

看似隨意的對話，實則將學生的注意力聚焦于“觀察”?！叭芙狻笔且粋€抽象的概念，不是一個具體可見的現(xiàn)象，需要學生用看到的現(xiàn)象來推理解釋：放入水中前，食鹽是白色的顆粒，雖然不太大，但是看得很清楚;放到水中后，食鹽的顆粒慢慢變小，如果攪拌溶液，食鹽顆粒就會跟著水流轉(zhuǎn)動并迅速變小，最后看不到食鹽了。這個過程需要學生聚精會神地觀察，并且要用語言來描述食鹽從看得清楚到越來越小再到看不見的動態(tài)變化過程。

食鹽看不見了，到哪里去了呢？是在水的上層，還是在水的底部？是聚集在中心還是分散在各處？當目不可及時，教師可以讓學生用“嘗一嘗”的辦法來驗證。學生觀察到：上層的水是咸的，底部的水也是咸的，整杯水都是咸的。由此發(fā)現(xiàn)水中的食鹽和沙子是有本質(zhì)區(qū)別的，確信食鹽“化”了，從而認識“溶解”概念。

但學生在運用觀察來分析、推斷現(xiàn)象的成因或趨勢時，有時會出現(xiàn)一些誤區(qū)。例如，教師指導(dǎo)學生以一杯冷水和一杯熱水為實驗對照，通過控制水量、時間、攪拌等變量，比較冷水和熱水里的食鹽誰溶解得快。學生經(jīng)過觀察，這樣描述實驗現(xiàn)象：“冷水里面的鹽溶解得慢，熱水里面的鹽溶解得快?！钡@不是實驗現(xiàn)象。學生之所以描述不準確，并不是沒有觀察到現(xiàn)象，而是思維從現(xiàn)象直接跳躍到推論上去了。這也是科學概念建構(gòu)中的常見問題。學生建構(gòu)科學概念時，教師要引導(dǎo)學生如實描述觀察現(xiàn)象，記錄觀察證據(jù)——“剛開始，冷水里和熱水里的鹽一樣，都很多，但后來熱水里的鹽迅速變少了。”學生只有收集到足夠的證據(jù)，才能進行合理的猜想、假設(shè)、分析、推理，直至形成一定的論斷。

實驗現(xiàn)象是可以通過感官感知的，是一切猜想、推理的基礎(chǔ)。因此，在實驗前，要提醒學生認真觀察實驗現(xiàn)象，做必要的記錄;實驗時，要提醒學生從哪些方面來觀察;實驗后，要組織學生描述觀察到的實驗現(xiàn)象。教師有必要和學生較真，幫助學生厘清現(xiàn)象和推理步驟，經(jīng)歷用現(xiàn)象佐證推理，進而解釋現(xiàn)象的科學探索和應(yīng)用的過程，完成科學概念的建構(gòu)。

二、多層次展示思維，把握概念建構(gòu)進程

科學思維是科學最本質(zhì)的特征，思維活動是課堂教學的核心活動。在小學科學教育中，越來越多的教師認識到“科學探究應(yīng)該是基于思維的探究”。然而，無論是“促進學生從低階思維走向高階思維的深度學習”，還是“在內(nèi)在關(guān)聯(lián)的判斷中、在歸納演繹的推理中發(fā)展思維”，都有一個前提——看到學生的思維發(fā)展現(xiàn)狀。因而，教師不僅需要了解學生前概念發(fā)展狀況，還需要了解科學探究活動中學生的思維變化。

語言是思維的外殼。學生的思維可以通過口頭語言、書面語言和圖畫語言來表達，可以通過交流、對話、辯論等活動來展示自己的想法?？陬^語言是一種很直接的表達方法，便于產(chǎn)生頭腦風暴，但它留存時間短，容易遺忘，不易讓聽眾抓住重點、掌握全面信息。書面表達雖然具有表述詳細和留存時間長的優(yōu)點，但對于學生來說，它耗時多且語言組織難度大。而圖畫形象、直觀，是一種觀點表達的輔助辦法，可以由扶到放地指導(dǎo)學生展現(xiàn)思維發(fā)展過程，故深受學生和教師的喜愛。

《怎樣加快溶解》一課用多幅簡筆畫呈現(xiàn)了學生在教師指導(dǎo)下設(shè)計、完善實驗方案的思維發(fā)展歷程。首先，教師請學生設(shè)計一個證明加熱能加快食鹽溶解速度的實驗。學生建議在兩個相同的杯子中分別加入冷水和熱水，教師隨即畫圖1。有學生質(zhì)疑兩個杯子里的水有差異，認為這樣會影響溶解速度，產(chǎn)生偏差，教師根據(jù)學生的回答對圖1進行修改（見圖2）。

這時，有學生提出應(yīng)該在每個杯子里放入同樣多的食鹽，教師追問如何才能做到。于是學生想到上節(jié)課在研究水的溶解時介紹過的“平勺法”，即用計量勺舀一勺鹽，把上面多余的鹽刮掉，就可以讓兩個杯中加入的鹽一樣多，這樣就能觀察哪個杯子里的鹽溶解得快。教師隨即畫圖3，并詢問學生有什么建議或問題。學生認為可以同時攪拌兩個杯子中的液體，加快溶解速度。最后，教師請學生說說加入食鹽的先后順序，學生認為只有同時加入食鹽，才能確保實驗現(xiàn)象的科學性，所以應(yīng)該準備兩份同樣多的食鹽，同時加進去（見圖4）。

三年級學生的口頭表達能力有限，文字組織和書寫又跟不上思維的速度，而用簡筆畫和簡單文字相結(jié)合的方式可以讓學生的思維可視化。經(jīng)過教師的指導(dǎo)，學生已經(jīng)能夠利用教師提供的畫有兩排燒杯的記錄紙，用畫圖的方式來設(shè)計“攪拌能否加快食鹽溶解”的實驗（見圖5）。從圖中可以看到學生對于實驗參照組的設(shè)置、“相同條件”和“不同條件”的變量控制，以及利用熱水來加快食鹽溶解現(xiàn)象發(fā)生的優(yōu)化策略，學生的思維過程發(fā)展躍然紙上。

三、多樣化整理總結(jié)，展示概念建構(gòu)成果

課堂探究活動不僅要讓學生的思維經(jīng)歷提問、假設(shè)、設(shè)計實驗、驗證、整理分析、得出結(jié)論等環(huán)節(jié)的激蕩，還要讓學生經(jīng)過替代或迭代，獲取新的科學概念。學習科學概念不是只為了完成學科測驗，而是為解決生活中的實際問題提供知識基礎(chǔ)。比如沖泡塊狀板藍根時，學生會想到熱水能加快食鹽的溶解的操作經(jīng)歷，會想到攪拌也能加快食鹽溶解的技巧，也會想到顆粒狀板藍根比塊狀板藍根更快溶解的原型——方糖溶解實驗的場景。學生雖然不用說出“溶解”和“加快溶解”的定義，但有可能用到探究過程中的某個技巧、某個變量的控制。

所以在《怎樣加快溶解》的結(jié)課階段，黑板呈現(xiàn)的是關(guān)于“加熱”“攪拌”因素的實驗設(shè)計圖和學生自主設(shè)計的關(guān)于“搗碎”因素的實驗方案（見圖6）。通過教師的引導(dǎo)回顧，學生可以很清楚地回顧自己在探究活動中的所見所聞、所思所想，以及動手操作后觀察到的現(xiàn)象。這些都是形成“提高溫度、攪拌、搗碎能加快物質(zhì)在液體中的溶解”概念強有力的佐證和支持。學生在這樣的結(jié)課中，既看到清晰明確的科學概念，又看到自己經(jīng)歷的整個探究過程，為解決生活中的物質(zhì)溶解問題奠定認知基礎(chǔ)。

除板書外，思維導(dǎo)圖也能讓學生很好地看清知識體系，了解現(xiàn)象與現(xiàn)象之間、概念與概念之間、現(xiàn)象與概念之間的聯(lián)系，并將許多小概念串聯(lián)、歸并成具有學科引領(lǐng)作用的大概念，進而更好地認識科學，把握科學的規(guī)律。

無論是板書，還是思維導(dǎo)圖，都應(yīng)該是動態(tài)生成的，是順著學生的探究過程和探究思維一點一點形成的。開展這樣的探究活動，能促進學生充分觀察體驗現(xiàn)象、深層理解和應(yīng)用概念，是有利于學生思維發(fā)展的。

科學概念的建構(gòu)不是一蹴而就的，需要遵循學生的學習心理和學習規(guī)律。教師要抓準概念建構(gòu)的關(guān)鍵步驟，調(diào)動學生感官去觀察體驗，運用形象表達方式提高學生的思維可視程度，從而完成概念的梳理和完善，提升學生的科學素養(yǎng)。

參考文獻：

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[3]張文杰.基于思維的科學教學[J].湖北教育（科學課），2018（4）.

（江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)東沙湖小學 ? 215021）