在探究活动中帮助学生建构科学概念

管照生

【摘 要】小学科学教学提倡让学生在亲历探究过程中建构科学概念。但在具体的教学中，由于部分教师受原有思维定式的影响，探究活动往往变成照本宣科、概念机械记忆活动。本文通过课例，从利用演示初步建立、自主设计方案中体验、把握材料出示时机培养、对比实验形成、小组合作确保有效、用于生活深化等方面引领学生建构科学概念。

【关键词】探究；建构；科学概念

中图分类号：G620 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2017）12-0104-02

“面向全体学生，学生为主体，探究为核心”是小学科学课程的基本理念。科学教材在经过几次修改后，更加注重让学生在亲历探究的过程中建构科学概念。基于此，现在的科学教学更加注重探究式教学，学生的探究能力因此得到了不同程度的提高，科学素养得到了一定的培养。然而，看似热闹非凡的探究课堂，学生却是“玩时”尽兴，“玩后”忘记。这是因为教师受原有思维定式的影响，探究活动中，教师往往将学生看成接受知识的容器，重视结果的机械记忆，生硬地将科学概念呈现给学生，忽视概念的形成与联系规律，疏于联系学生的生活经验，导致科学探究流于形式。

一、小学科学教学中科学概念建构的重要性

“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课。”（《义务教育科学课程标准》），从课标中知道，小学科学课的核心是探究，主要任务是培养小学生爱科学、学科学、用科学的志趣和能力。现以姚老师执教的《不同物质在水中的溶解能力》一课教学为例，谈谈如何在探究活动中帮助学生建构科学概念。

【课例简录】：教学目标：①科学概念：不同的物质在水中的溶解能力不同；②过程与方法：研究食盐和小苏打在水中的溶解能力；③情感态度与价值观：认识到溶解在生活中应用的广泛性和重要性。④重难点：了解不同的物质在水中的溶解能力是不同的。

上课伊始，教师通过实物结合播放图片的形式出示两种物质，让学生根据物质形状、颜色猜测是什么。明确物质名称后，教师通过演示小苏打溶于水的实验，让学生猜测在相同条件下小苏打与食盐溶解能力的强弱。接着，教师提出问题：你怎么知道某种物质在水中是不是溶解了？并要求学生用食盐溶于水的实验来说明。很快，学生凭着已有知识说出了溶解的概念。结合学生的回答，教师顺势引出：“要知道结果，我们可以通过实验来验证，现在请同学们小组讨论设计比较食盐和小苏打在水中的溶解能力的实验方案。”凭着前几节课的经验，学生很快拟出了实验方案，并有三个小组上台展示方案。在每位学生阐述方案的过程中，教师组织学生点评，确定初步的实验方案：要两杯水、小苏打和食盐各一份，分别放进水中，搅拌，直至不能溶解为止。

针对学生拟定的方案，教师继续提问：这个实验怎样做才比较公平？哪些条件必须相同？哪些条件会不同？在同学们充分讨论交流后，师生共同得出：相同的条件是“两杯水一样多、温度相同、都要搅拌、每次加入的量要一样多。不同的条件是分别加食盐和小苏打”。教师继而让学生思考：当物质溶解较慢时怎么办？小组成员如何分工？实验结果如何填写？

二、在探究活动中如何帮助学生建构科学概念

《义务教育科学课程标准》的“基本理念”中提到：科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。正因为科学的学习是以直接经验为基础，我们的科学学习需要科学探究，而且探究式学习符合小学生心理发展的特点。

1. 在导入中利用演示初步建构科学概念

本课导入中，教师先和学生复习食盐溶于水的内容，然后让学生猜测小苏打是否能溶于水，在学生猜测后，教师将小苏打放入水中，让学生观察小苏打的变化，在未充分溶解的情况下进行搅拌，在教师的操作下，小苏打完全溶解于水。这时，教师问，在相同条件下小苏打与食盐谁的溶解能力更强？通过这样的导入，用事实让学生直观地获得了“不同的物质能溶解于水中”的概念。直观的实验演示，规范的示范，可极大程度地激发学生学习的兴趣和欲望，更重要的是通过引导学生观察、分析实验现象，进行科学思考，能有效促进科学概念的建构。

2. 在自主设计探究方案中体验科学概念

概念的建构有赖于对事物的感性认识，只有亲身经历探究活动全过程才会对科学概念有深刻的感悟和体验。在概念的建构过程中，教师代替学生大部分“工作”，确实是可以减少学生的错误， “节省”时间，但在减少与“节省”的同时却剥夺了学生从错误中学习的机会，阻碍了学生的思维发展。本案例中，教师没有急于将正确的做法直接告诉学生，而是在学生动手实验前问了几个问题：你们打算怎么做？是做完一个就记录一个，还是全部做完了再记录？记录表上要填哪些内容？實验完后，实验器材该如何处理？然后让学生分组讨论，自主确定实验方案。学生在小组内，通过自学教材和相互协商，很快就确定了实验方案。这样的体验过程，可以引发学生的认知冲突，发展他们的思维，实现知识的内化，有效建构科学知识体系。

3. 备好探究材料，选好出示时机，把握科学概念

【教学记录】：在本节课上，教师在学生明白了实验方案后，马上分发材料（水量相同的烧杯2个、等量小苏打和食盐各一包、玻璃棒2根）让学生实验操作。学生实验场面很是热闹：一部分学生按部就班，做完食盐再做小苏打，一部分学生两个同时在做，一部分学生这个做一下那个也做一下，偶尔东张西望看看其他同学……15分钟很快过去了，按计划本因停止实验并汇报结果，可是，热闹的学生并没能听从老师的指示安静下来，少部分学生的实验也没能完成。2分钟后，在教师的多次要求下，学生终于安静下来。

材料选择得好，往往能激发学生的探究欲望，出示的次序直接决定着实验操作的有效性。本课中，如果教师先让学生做完食盐的实验后，再出示小苏打，课堂的可控性和实验的有效性会得到大大的提高。当然，如果教师能再多准备一两种其他物质如白砂糖、味精等，既可照顾动手能力强的学生，也可以让学生有更多的机会去把握概念内涵。毕竟，只有让学生在探究活动中充分运用感官参与实践，才能准确把握概念内涵，因为，概念的建构来自于对事物的真实感悟与体验。

4. 对比实验，明辨是非，形成科学概念

一个概念的形成通常需要学生对大量的事实与现象进行耐心的观察，细致的分析，冷静的对比等思维活动，继而建构科学概念。这就需要学生对各种现象进行多层次的比较、分析与总结，在推测与验证的思维过程中形成正确的科学概念。

【课例】

师：（将学生做小苏打实验的烧杯放在讲台上）为什么这个小组的实验结果会和我们不同？请大家观察这个小组的烧杯，然后说出原因。

生：老师，他们的杯底还有沉淀物，他们的小苏打没有完全溶解，因此他们的实验结果并不科学。

案例中，对“不同的物质在水中的溶解能力是不同的”概念教学中，食盐和小苏打在水中的溶解能力这个实验看起来不复杂，但学生做实验时却出现问题：大部分学生的实验结果是食盐的溶解能力要大于小苏打的，有小部分学生的结果刚好相反。原来是学生在试验中，没等小苏打完全溶解就放进另一包。要让学生形成正确的科学概念，必须通过问题的引导，使学生对正确的现象清晰化，对错误的现象进行辨析，加深对概念的理解。

5. 小组合作，确保实验有效性

《义务教育科学课程标准》提到：“科学课程要面向全体学生。这意味着要为每一个学生提供公平的学习科学的机会和有效的指导。”探究教学的过程是师生、生生交往的过程。

【课例】

师：实验中要注意分好工，一个同学放物品，另一个同学负责搅拌，第三位同学负责观察，最后一位同学负责记录实验结果，然后共同总结实验现象。

一个实验，涉及多种器材的使用，多项操作活动，现象的观察、分析和记录，作为小学生，在短短的40分钟内，一个人的力量通常难以完成。实验活动完成不了，既打击了学生的学习积极性和信心，也不利于科学概念的形成，这就要求我们充分发挥小组的力量，以求实验的有效性。

6. 在生活中应用科学知识，深化科学概念

“通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯。”是小学科学课程的总目标之一。

【课例】

师：通过本节课的学习，我们通过对比实验验证了不同物质在水中的溶解能力是不同的，请大家利用本节课学到的知识去解释生活中的几种现象：①蔗糖和洗衣粉在水中的溶解能力相同吗？能设计一个实验方案来证明吗？②一些固体的物质能溶解于水中，一些气体也能溶解在水中，你能举一些气体溶解在水中的例子吗？③喝汽水后常常会打嗝，你能解释其中原因吗？

科学教学要帮助学生建立起科学概念体系，重视科学探究和合作学习，并用自主探究学习方式，帮助学生建构科学概念；更要让学生会运用已形成的科学概念来解决生活中问题，这是建構科学概念的终极目的，深化科学概念的重要环节。

（编辑：赵 悦）