浅谈小学科学概念的建构策略

李春明

摘 要：近年来，以促进学生概念学习为目标的教学改革，成为科学教育研究和实践的热点之一。要更加关注学生的探究、更加关注学生的主体性、更加关注科学的研究过程。科学教师也从关注学生的科学探究过程逐渐转向了对利用科学活动帮助学生形成科学概念的研究上来。这样不仅可以让学生从自己身边的事物出发，逐步建构概念，亲历概念形成的过程，有效地组织和记忆知识，而且有助于他们学会探究的方法，培养探究的能力，促进科学思维的发展。

关键词：小学科学；前概念；科学概念

由于每个人形成概念的渠道不同，有的是从日常生活获得，有的是通过学校教育的渠道。每个人在各自的生活环境中，通过耳闻目睹、自身实践和学习将周围自然界的物体和事件联系起来，形成对自然现象的一些感性印象，积累的一些缺乏概括性和科学性的经验叫做“前科学概念”，简称“前概念”。前概念具有隐藏性、经验性、差异性、共同性、顽固性和发展性。有的可能是对事物含糊不清的、不完善的或者错误的理解，有的可能是在儿童头脑中根深蒂固、很难改变。通过接受正规的科学教学、有意识地自学有关书籍或自觉地进行自我实践而形成的对客观世界的理解和认识，这叫“科学概念”。这种概念一般来说，比较正确、全面、系统。在小学科学课堂教学中，科学教师要将小学生的前概念转变为科学概念，这是最重要的任务之一。如何有效地将前概念向科学概念转变，成为许多教师关注的问题。作为科学教师不能只凭自己的教学经验来判断学生的前概念水平，那只是教师个人想法，并不是孩子们真正的前概念水平。而作为教师首先要对学生的前概念有个大致的了解，要了解学生和分析学生的前概念，要关注学生科学概念的建构，要使学生的科学概念的构建有一个循序渐进的过程。所以在实际的科学教学中，如果老师能够把握住学生的前概念，就会使得教学有的放矢，从而帮助学生实现概念的构建，就能更好地提高教学效果。

一、基于前概念促进科学概念构建

美国著名的教育心理学家奥苏伯尔在他1978年出版的《教育心理学：认知观》一书的扉页写道：“假如让我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话，那么，我将一言以蔽之，影响学生唯一最重要的因素就是學生已经知道什么，要探明这一点，并应据此进行教学。”当前科学教育的趋势是：科学教学越来越提倡教师要充分了解学生前概念，以学生的前概念和学生能力水平作为教学的基础，围绕核心概念组织学生的科学探究活动。当今社会信息纷繁复杂，我们的学生对即将学习的科学知识并不是一无所知的，他们已经在生活中直接或间接地积累了丰富的经验，这些是学生在正式接受科学教育之前的前概念。因此，以学生前概念为教学的出发点，通过设计和组织一系列教学活动，帮助学生主动转变错误概念、完善模糊不清的概念，建构正确的科学概念。人类的认知发展经过动作表征、映像表征和符号表征（其中最主要的符号是语言）。但当学生的心理发展还不十分完善时，他们的意思可能不能完全清晰地通过语言传达，而画图可以更加容易地让学生表达出自己的真实想法。所以在低年级用绘图的方式更容易把握学生的前概念。如：“点亮小灯泡”一开始就先出示一个小灯泡，先让学生画画小灯泡，这样可以在画的过程中了解学生已有的对小灯泡的认识，然后根据学生画出的许多不同的小灯泡，引发学生思考，虽然我们觉得小灯泡很熟悉，但平时候我们根本就没有仔细观察过它，学生画出来的灯泡是各不相同的，再引导学生去观察。从而激起学生观察小灯泡的欲望。这样学生在观察小灯泡的时候就特别的仔细，有些同学还给小灯泡的各部分取了名字，这样学生很快了解了小灯泡，同时，也在观察中纠正了学生心目中错误的小灯泡，为学生初步构出小灯泡结构。但是有些学生在观察的时候不够仔细，还是会忽略一些细小的环节。通过展示交流学生发现小灯泡还是有些地方与自己所知的不同，还有不同的学生对小灯泡的各部分结构取的名字不同，这时教师再出示小灯泡各结构的概念。再到猜测小灯泡内部看不见的部分里面有什么？最后拆开让学生观察。学生在经历画小灯泡，观察小灯泡，给小灯泡的各部分取名字，再科学定义小灯泡，帮助学生不断纠正自己心中错误的灯泡样子，从而建构一个完整的小灯泡的概念（如图）。

二、以科学探究为载体建构科学概念

在小学科学教育教学当中，通过科学探究的方式学习科学概念是一种很有效的接受和掌握科学概念的方式。科学概念与科学探究的关系，我们可以归纳为，科学概念是内容，而科学探究是形式，科学探究是学习科学概念的一种方式，科学概念可以借助科学探究的方法得出。在小学科学课堂教学中，运用科学探究活动是帮助学生构建科学概念的一种重要途径和方法。可以让学生在科学探究的过程中感受到科学概念的特点，促使前概念向科学概念转变。教师要引导并培养学生的科学探究能力，重视学生的科学体验，让学生能够真真切切地感受到科学概念。

如教学五年级上册“测量力的大小”的一个片段。

师：刚才我们已经认识了弹簧测力计的外部结构和测力原理，还会读弹簧秤的读数，接下来，我们就一起来测量一下身边的物体。

师：老师给你们准备了一个钩码，你们猜一猜它所受的重力有多大呢？

师：我们的猜测正确吗？来验证一下。（生独立测）

师：接下来按小组为单位汇报一下，（教师板书数据：0.45牛，0.6牛，0.65牛……）

师：你们有什么发现？

生：每一组的数据是不同的。

师：其实老师给你们准备的钩码都是一样的，也就是每个钩码所受的重力的大小是一样的。那为什么同学们测出来的数据不一样呢？分析一下数据。

生：可能是读错了。

生：可能是看的时候没有看准。

师：那么我们应该怎样看比较好呢？

生：我觉得应该跟读温度计是一样的，眼睛的视线和指针相平，也就是要平视。

师：同学们，你们同意吗？

生：同意。

生：可能是指针没有指到到零刻度，就去测了，我们这组的指标就是在零刻度以下的。endprint

师：那我们请差距最大的两个组，看看他们的弹簧测力计的指针有没有都指在零刻度上。

生：没有。

师：那怎么办？

生：我们要想办法把指针调整到零刻度的位置上。

师：那我们一会儿测的时候，一定要把指针调整到0的位置。还有其他的原因吗？

生：可能弹簧测力计不直着拿，就读数了。

生：可能是操作不够规范。

师：好，通过刚才的交流，我们发现弹簧测力计在测量物体重量的时候并不是一拿来就可以使用的，在用的时候还是有很多的规矩的。使用弹簧测力计需要注意的是：检查指针是不是在零刻度线，读数时指针与视线要相平。

师：那是不是所有的物体都可以拿来测量呢？

生：不能，如果物体太重，弹簧测力计会被损坏的。

师：那么在测量的时候，应该还加一条。不能超过测力计的最大测量数量。不然会损坏测力计。那怎样做才不会损坏弹簧测力计呢？那就应该先去估计一下。

然后教师出示弹簧测力计的使用方法。再让学生去测量。

笔者在教学使用弹簧测力计时，并不是像以往教学那样直接出示使用弹簧测力计的使用方法（这个概念），再出示温馨提示（使用时的注意点），最后让学生操作。这样按教师的步骤一步一步地进行，教学的确是很顺利的，但学生的概念构建是教师直接讲授的，没有自己的思考。而笔者是先让学生自己尝试测量一个50克钩码所受的重力，然后引导学生从不同的测量结果，去发现问题和分析原因，学生在交流中自己得出在使用弹簧测力计这个工具时是有规范的。然后再出示测力计的使用方法，并安排了测量自己带来的物品的活动，加深巩固学生使用的方法的掌握。从而帮助学生有效地构建起弹簧秤使用方法这一科学概念。

三、在推测的思维过程中建构科学概念

在科学课堂教学中，要善于誘发学生对客观事物展开推测，在其头脑中反思科学前概念，在此思维的基础上，引发形成新概念。如五年级上册“食物链与食物网”这一课，笔者先让学生看“螳螂捕蝉”的视频，让学生用自己喜欢的方式表达出它们之间的关系，有的学生用全文字表达它们之间的关系，有些同学用文字加箭头的形式表示。如图：

我先让学生讨论哪种方法表示比较好，学生一致选择用文字加箭头的形式（因为它方便，又易看懂），再引导学生关注这些表示方法共性的地方，就是箭头，再请学生说说各自的箭头所表示的含义，交流讨论中明确这个箭头表示吃或是被吃，这就是大部他学生的想法，然后这时再请学生看课件对照生物学家表示的方式：树→蝉→螳螂→黄雀。先让学生讨论交流猜测生物学家箭头所表示的含义，再用微视频的方式介绍箭头的真正含义：表示能量的流向，“树→蝉”表示树被蝉吃，树作为蝉的食物，把能量流向蝉。这样在学生的交流讨论中帮助学生建构起被吃“→”这个概念。

总之，在进行科学教学时，要关注学生的前概念水平，重视科学探究和学生的思维过程，不仅要将科学概念的学习融于现实生活，还要在学习科学知识的过程中丰富学生的生活经验。引导学生进行自主探究，在科学实践中采用不同的方式，帮助学生建构科学概念。

参考文献：

[1]美国国家科学基金会教育与人力资源部中小学及校外教育处.探究：小学科学教学的思想、观点与策略[M].罗星凯，译.人民教育出版社，2003.

[2]韦钰，[加]罗威.探究式科学教育教学指导[M].教育科学出版社，2005.

[3]温·哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦钰，译.科学普及出版社，2011.

编辑 李博宁endprint