以材料、方法、思维来建构小学科学概念

   秀洲区王江泾镇实验学校    王万良

摘要：小学科学概念的建构，核心在于科学探究。在有结构的材料的帮助下，运用合理的探究方法，并充分调动学生积极有效的思维将有力地帮助、推动学生对科学概念的建构。

关键词   材料   方法   思维   探究

小学科学是以探究为核心、以科学概念的形成为主要目标的一门课程。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。怎样更好地让学生建构科学概念，跟探究活动的材料、组织方法和学生思维的有效密不可分。

一、引起学生前概念与认知的冲突，是学生探究的源泉

皮亚杰认知发展的阶段性理论认为：儿童认知形成的过程是先出现一些凭直觉产生的概念（并非最简单的概念），这些原始概念构成思维的基础，在此基础上经过综合加工形成新概念，建构新结构，这种过程不断进行。因此，构建科学概念的过程是一个动态的发展过程，是学生的原有认知与新概念间不断发生冲突，通过学习又不断地相互融合的过程，而构建科学概念的过程教学应是促进学生依靠原有的前概念不断建构新的科学概念的教学。

学生对许多事物都有前概念，一些是正确但不全面的，一些可能就是错误的。但就是一些虽然是错误的，但口口相传下来已成约定俗成的经验，往往能成为激发学生不断探究的源泉和动力。

1、已有认知与观察现象间的冲突

我们在设计教学的时候，不仅考虑到组织教学的方法，所使用的材料，更重要的一步是要了解学生对将要探究的问题的前概念。只有充分了解学生的知识储备，才能更好地解构前概念，建构新的科学概念。这就要求教师对学生进行充分的了解，并进行交流与沟通，事先让学生准备并收集一些资料，做好课前谈话。

    例如，在上三年级下册《磁铁有磁性》一课时，让学生猜磁铁能吸哪些物质时，就有相当多的学生认为磁铁能吸所有金属物质，而不能吸纸、布、陶瓷等一些非金属物质。这时教师出示了一组材料，有铁、铜、铝、木块、布等，让学生用磁铁验证自己的猜测，结果铜和铝作为金属物质却不能被磁铁吸引，使得学生的原有认知和实际观察到现象产生了冲突，激发了学生进一步探究的欲望：这是怎么回事？

2、建立模型，引发冲突

纵观小学科学教材，学生对宇宙的了解最缺乏，存在的前概念不是错的就是不全的。这时就只能借助模型来引起冲突，刺激他们对探索宇宙产生新的兴趣。

例如：六年级的学生，大多数对月相变化知之甚少，停留在他们脑海中的概念只是八月十五的月亮是最圆的，月相除了圆圆的，就是弯弯的。至于是怎么弯的，什么时候弯的，基本处于空白状态。这些由他们日常生活中听来的，或者是不完整地观察来的景象，会左右我们这一课时的走向。但学生对宇宙又充满了向往，只要激发了他们的兴趣，那么这一课时的学习却又是那么精彩纷呈。

所以，在上《月相变化》一课前，事先让学生观察月相，并让学生说说自己看到过的月相。在课前，让学生把看到过的月相画下来，并贴到黑板上，进行整理，发现今年的还是和以往的学生一样，对月相的认知不是圆的就是弯的，并且出奇的一致认为只有八月十五的月相是圆的。

 解决这个问题，只有靠建立模型，让学生在实际操作中观察、记录，在这个过程中重新建构月相的概念。

二、建构科学概念的核心在于科学探究

建构科学概念的核心在于探究，探究的核心价值体现在学生良好科学习惯的建立。学生良好的科学习惯，包括发展学生有效的思维、具有科学品质的质疑和实证，及时记录和积极交流。

1、材料及材料的出现时机是建构科学概念的前提

任何科学探究活动都离不开有结构的材料。所谓有结构的材料，就是这些材料能在学生探究活动中，能起到关键作用，不仅能激发学生的探究兴趣，还能给不同层次的学生带来不同层次的感受与体验，能让学生的思维碰撞出火花。当然，一堂成功的科学课，不仅仅就是呈现材料，还应该恰当地把握材料呈现的时机。

例如在三年级下册《磁铁有磁性》一课的教学中，老师出示了一组材料：回形针、铁钉、铝片、小铁棒、铜丝、玻璃珠、大头针、塑料棒、木片、钢珠、纸片、布片、泡沫、橡胶等物品，让学生猜测哪些物品会被磁铁吸引，并记录在表格内。

这时，老师并没有出示磁铁，而是让学生把玩这些材料，让其根据自己的生活经验进行猜测，充分暴露学生的前概念。如果，这时就呈现磁铁，那么学生的注意力就会一下子被磁铁所吸引，无法达到通达猜测来暴露学生前概念的目的。之后，通过交流，让学生的产生冲突和疑问，再下发磁铁让学生进行检验实证，初步推翻学生认为的：金属都能被磁铁吸引的猜测。

2、调动学生积极有效的思维是建构科学概念的必需

探究活动中，如果不充分调动学生积极思维，那么，即使准备的材料再有结构性，也无非是提供学生把玩的玩具而已。学生在探究中，思维是否积极有效，具体表现为观察的专注度，记录的认真度，讨论的热烈度等方面。

任何伟大的发明发现，都是基于专注的观察之上的，就像奥斯特发现电磁现象一样，哪怕一点点细微的变化都能引起观察者足够的重视。所以，我们要指导学生学会正确的观察方法，提高学生思维的有序性。小学生有其独特的心理特点，在对观察对象进行观察时，一般都比较笼统、随意，并且受别人和自己情绪的影响很大。这就要求我们在让学生进行观察活动时，精心准备，加强指导，教给学生正确的观察方法，养成良好的习惯，培养学生的良好的思维习惯。

以四年级的电单元为例，学生对串联和并联搞不清楚。这时，我就把两种电路画到黑板上，让同学观察这两种联接方法的不同。一些同学还是没有头绪，我就让同学试着在上面画电流的方向，再看看有什么不同。当学生把两种联接方法的电流方向画在黑板上后，再观察，就发现串联电路只有一条电路，并联电路有二条电路。这样，学生才明白串联和并联的区别。

只有观察而没有记录的过程是不完整的，科学探究过程不仅重视学生的探究过程，也应该重视学生的观察记录，并让记录成为学生探究时应该养成的习惯。当然，记录的内容老师应该视学生年级大小而定，低年级的学生往往设计表格时都比较简单，避免让学生用大段文字做记录，费时费力。上例三年级《磁铁有磁性》一课的记录表，我们就简单设计成让学生在能吸引的物品后面打√，在不能吸引的物品后面打×。

在探究活动结束后，一般都要对活动进行交流与反馈，这一环节其实是科学探究的重点所在，如果探究之后对交流不重视或是不了了之，那么相当于人在进食之后没有消化。交流需要语言，交流是客观反应学生在探究过程中的思路、收获、疑问等环节的载体，必须让学生的所思所想所获充分展示出来，才能真正体现科学探究的本质。我们只要在学生交流展示时，多问几个你是怎么想的，你为什么会这么想等问题，及时把学生的思路挖掘、拓宽，及时疏理学生的各种认识，使学生的思路更加有序、深刻，那么，对学生的后继发展将有深远的影响。

3、质疑和实证是学生科学概念建构的途径

儿童认识世界往往带着强烈的好奇心，喜欢探究新事物，新现象，但是我们经常遇到一些有趣的现象，就是他们在没有足够的证据面前，因为认知结构和前概念的原因，容易接受一些比较不靠谱的观点或结论，而缺乏必要的质疑。

简单地说，质疑就是让学生在思考问题时，不轻易下结论，信结论，而是要建立在有一定的证据、依据地情况下科学地思考问题，凡事多想几个为什么，凭什么，这个结论的得出还有没有值得推敲的地方。这是我们科学老师在上课时比较容易忽视的环节，值得大家引起重视。

不久前在我校进行的教研共同体活动中，《磁铁有磁性》这一课的磁铁能隔着一些物体吸铁这一环节，当同学们通过对老师出示的材料进行探究后，得出了一个结论：磁铁能隔着一些物体吸铁。这时，一个小男生举手，说：“我要补充一下，如果物体厚一点，可能就不行了！”当时上课教师明显地愣了一下，说：“你观察得很仔细，关于这个问题，我们会在以后的课中研究！”我们暂且不论这个小男孩是怎么知道物体厚一点就不能隔着吸铁，但我相信，在这么多听课老师在场的情况下，他能如此有把握地进行质疑，肯定是他掌握了足够的证据。此时如果老师能够让他说出这个想法是从何而来的，或者让他用自己的方法来证实一下的话，那么就相当完美了。

无论是质疑还是实证，其目的都是为了还原一个事实的真相，可以是证实，也可以是寻找反面例子来证伪，而这个还原真相的过程就是科学探究的过程。

三、帮助学生学会对知识的整理，有助于对科学概念的建构

建构主义学习主张：“一切知识都是从学生自身的经验主动建构的，而不是被动地接受现成的新知识。但它强调在知识的形成过程中，对知识现象的发现，则要把学生个体知识作为建构的基础，通过师生对话，抽取本质特征，形成科学概念。”这就要求我们在教学中，要帮助引导学生学会对知识的整理，这样有助于学生对科学概念的建构。

1、学生自我对比前后概念

在探究活动结束后，我们教师喜欢作一些总结，有时很多的问道，通过这节课，我们收获了什么，或者明白了什么。假如我们有时间的话，可以换种方式，我们可以在上课时，有意识地把学生的前概念写在黑板边上，然后把通过探究后形成的概念也写在黑板上，让学生自己进行对比，发现二者的区别，经常如此训练，学生会形成习惯，经常性地进行对比、归类，下意识地有了科学的思维方式，将极大地推动学生对科学概念的建构。

还是以《磁铁有磁性》一课为例，在探究前，教师问学生磁铁可以吸哪些物质时，把学生说的金属写上。到几个活动结束后，再去解释金属包括：铁、铜、铝、金、银等，然后与实验结果对比，学生自然加深了磁铁只能吸含有铁成分的物质，而不能吸所有的金属物质（钴、镍等除外）。

2、运用图表让学生学会知识整理形成科学概念

到了高年级，那么要求就自然要高一点，不仅要对每一课进行自我对比，还要教会学生对整个单元进行结构性总结对比。比较简单的做法，就是教会学生运用图表的形式，对单元知识进行整理。

如六年级物质单元，可以将图表呈现出来，让学生进行整理：

还可以让学生用这种方式表示：

物           物理变化——只改变形状、大小等：如木条折断

质          （不产生新的物质）

变                             发光发热：如蜡烛燃烧

化

           化学变化             产生气体：如小苏打与白醋混合

        （产生新的物质）

                                产生沉淀或附着物：硫酸铜+铁钉

                               颜色改变： 铁生锈

综上所述，我们在探究活动中，灵活运用多种方法，将有结构的材料出现在最恰当的时机，并充分调动学生积极有效的思维，引导学生分析整理，将新学概念整合到原有知识结构中去，那么，学生科学概念的建构就水到渠成了。

参考文献：

［1］科学（3-6）年级课程标准解读

［2］郁波《关注科学概念》2006.1   教科版小学科学教材培训

［3］张红霞《科学究竟是什么》教育科学出版社