探查·创设·激活·运用：小学科学引领学生有效建构科学概念的策略

肖建娣

（浙江省杭州市临平区教育发展研究学院，浙江 杭州 311100）

1 探查建构科学概念的起点

1.1 探查学生的前概念

科学概念的建构是建立在学生自己原有的生活经验基础上，新概念是原有概念的重新组合与提升。这种学习之前的由长期的日常经验形成的对事物、现象的看法和观念，心理学家称之为科学“前概念”。科学“前概念”是学生构建科学新概念的心理基础和认知基础。所以在课前我们先要探查学生的前概念。

探查学生已有前概念的方法有:阅读教材，看看学生已经学过了哪些内容；课前调查，发现学生已经具备哪些知识；个别询问，了解个体的经验；课堂提问，可以快速了解全班学生对于概念的大概认识情况。

例：《跳动起来会怎样（一）》一课用前测了解学生的前概念。

在上课之前，我做了个前测：问学生“呼吸时我们吸入的气体是什么？”汇总后结果如下：选氧气的有27人，选空气的有18人，选二氧化碳的有1人，选氧气和二氧化碳的有5人。从中可以发现，关于呼吸前概念是吸进氧气与呼出二氧化碳，而且这个前概念根深蒂固，所以新概念需要在此基础上重建。

1.2 定位需建构的科学概念

作为教师，心中必须明确学生需要建构什么样的科学概念，这个科学概念对于学生的意义是什么，学生在建构这个新概念的过程中可能会遇到什么困难等。

例：《声音是怎么产生的》一课中这样定位需要建构的科学概念。

“声音是由物体振动产生的”是我们希望学生在本课中建构的科学概念。对于声音，学生一般都会认为是因为拍打、撞击等原因才使物体发出了声音。在动手做一做的过程中，他们往往会关注使物体发出声音的动作的本身，而不是发声物体的变化。即使有部分学生知道“声音是由物体振动而产生的”，但也不能说明怎样的运动是振动。所以在建构这个科学概念的时候，笔者努力让学生观察到振动的现象，寻找物体发声时在振动的证据，从而真正有效建构这个科学概念。

2 创设建构科学概念的平台

2.1 观察目的要明确

在教学中，观察不能是随意的观察，而要根据建构科学概念的要求在教师指导下全面地、准确地观察事物的本质特征。

例：四年级科学“骨骼、关节和肌肉”一课的观察目的。

在认识了骨骼、关节和肌肉以后，接下来的活动是让学生体验三者是怎样协调工作的。如果不提出明确的观察要求，学生的注意力就会被举起哑铃这个活动所吸引。为了学生能准确观察到骨骼、关节和肌肉的变化，笔者这样引导：（1）下面我们就借助哑铃来体会一下上肢的运动。请同学们仔细观察，老师用左手拿起放在桌面上的哑铃，慢慢地移到胸前。我的左上肢是怎样运动的？（2）拿哑铃的过程中，有哪些骨骼、哪些关节、哪些肌肉参与了活动？（3）为了便于研究，我们缩小范围，着重研究前臂骨、上臂骨，肘关节和肱二头肌、肱三头肌的运动和变化。那么，我们怎样才能知道他们的变化呢？（4）让我们反复做这一运动来体验一下，感受骨骼、关节和肌肉是怎样运动和变化的？并在记录表中记录下自己的感受。

2.2 实验指导要到位

实验方法掌握与否影响着实验的有效性，也影响着学生搜集建构科学概念的感性材料。所以实验指导要充分到位，有的放矢。一些相对简单的实验，教师可以先演示，然后指导学生按规定的实验步骤进行操作。

例：三年级上册《空气占据》一课的“纸不湿”实验指导。

（1）老师出示实验步骤：现在杯子底部塞入餐巾纸，然后竖直扣入水中，最后把杯子从水中竖直取出，并擦干杯口的水；（2）学生阅读实验步骤；（3）请一位同学演示实验，看了之后有什么意见或建议；（4）教师补充：餐巾纸要塞牢；烧杯要轻拿轻放；杯子竖直放进与取出等；（5）学生实验。

3 激活建构科学概念的思维

3.1 设置问题链驱动学生思考

在学生进行探究并获得有意义的经历之后，他们的内心已经有了相当多的、等待开发的语言思维。这种由前语言思维向概念思维的转化有一个过程，科学教育专家兰本达教授指出思维层层推进是促进这种转化的有效途径。笔者认为可以设置问题链驱动学生思考。

例：《空气占据空间吗》一课中的问题链。

“纸不湿”这个实验操作起来比较简单，所以我把重点放在引领学生经历从现象到结论的思维推进过程上。设置了如下问题链：（1）老师现在把一团餐巾纸塞在空杯子的底部，然后将杯子竖直倒扣入水中，杯子全部没入水中，你们猜纸会湿吗？能说说你的理由吗？（2）为什么杯子里有空气，纸就不湿呢？（3）为什么空气能把水挡在杯子的外面？（4）怎么请空气让出杯子的空间使水进去呢？

3.2 多方法外化显现学生思维

在建构科学概念的过程中，我们还要了解学生到底在想些什么，这就需要学生把自己的想法暴露出来。学生的想法暴露出来了，才能及时调控教学方法或教学方向帮助学生建构科学概念。思维可视化是指在用言语表达思维的过程中，用一种可以觉察的视觉方式将思维外化呈现，如用动作、板书或画图等方式，让听者在视觉感知的基础上产生表象，再以表象为基本材料进行想象，从而使听者从新的角度去看待事物。

例：《热是怎样传递的》一课，用画图的方式呈现思维。

根据日常生活中的经验，学生们往往会认为热传递是一个线型的过程，而“热在金属条中的传递”的活动更强化了他们的这种认识。那么热在金属圆片上是怎样传递的呢？每个孩子都有自己不同的想法，于是我引导学生用图画记录想法。

4 运用加深科学概念的理解

科学概念的运用是学习科学概念的目的，也是检验科学概念掌握情况的重要标志，还是加深对科学概念理解的重要环节。因为只有通过灵活运用，学生才能真正掌握科学概念，同时，也才能让教师了解学生的对于概念的掌握情况，以便进一步有针对性地加以纠正、完善和深化学生对于科学概念的理解。在教学中，可让学生完成一些解释或拓展活动，在灵活运用中加深对新科学概念的理解。

4.1 解释

解释是指学生对自己的经验开始抽象化、理论化，使其成为一种可交流的形式。学生往往要通过比较其他可能的解释，特别是那些体现科学性的解释，并通过进一步的观察和实验，对自己的解释进行修正、求证与评价。

4.2 拓展

在这一环节，学生要扩展自己的概念，使其与其他概念相联系，并运用所建构的新概念解释新情境问题，从而实现对新概念的验证、应用、巩固和提高。

例：五年级下册《摆的研究》一课。

学生通过实验、研讨建构了“摆长越长，摆动的次数越慢；摆长越短，摆动的次数越快”的科学概念后，教师就可以布置学生制作一个一分钟摆30次的摆。学生就要通过不断调整摆长来完成这个任务，而在这个制作的过程中学生不仅更深刻地理解了这个刚刚建构的新科学概念，也体会到这个新科学概念与实际应用之间的辨证关系。

一年多的实践，不仅使学生的思维能力、探究方法等在原有基础上得到了发展和提升，更重要的是教师真正做到了帮助学生在原认知基础上“有效建构”起新的科学概念。当然，同时进步的还有笔者自己，研究的过程也是一个我自身在教学经验、教学机智、教学水平等方面逐步积累和提高的过程。