讓科學(xué)概念生“根”——例談引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)概念的體會

周志定（浙江省諸暨市店口二中　浙江諸暨　311835）

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讓科學(xué)概念生“根”——例談引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)概念的體會

周志定
（浙江省諸暨市店口二中浙江諸暨311835）

摘要：概念建構(gòu)是指學(xué)生原有概念的改變、發(fā)展和重建，學(xué)習(xí)總是從學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，所以在建構(gòu)科學(xué)概念時，必須激活學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗，讓概念根植于其中。文章從鏈接新知生長點，運(yùn)用類比，架設(shè)支架，通過比較，誘發(fā)爭議，尋找認(rèn)知偏差等方面介紹如何從學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知結(jié)構(gòu)；主動建構(gòu)；科學(xué)教學(xué)

科學(xué)教學(xué)中，許多學(xué)生抱怨：“科學(xué)概念聽不懂”，或“一聽就懂，一做就錯”，表明即使教師在課堂上講得清清楚楚，但是學(xué)生對概念的理解還是不透徹、不準(zhǔn)確，還是不能在新舊知識的聯(lián)系與區(qū)別中重建認(rèn)知結(jié)構(gòu)，表明科學(xué)概念還沒有真正根植于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。心理學(xué)家尼克森認(rèn)為，學(xué)習(xí)就是事實的聯(lián)系，把新獲得的知識與已知的東西結(jié)合起來，把零星的知識織進(jìn)有機(jī)的整體。概念建構(gòu)是指學(xué)生原有概念的改變、發(fā)展和重建，即學(xué)習(xí)者的前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變過程。學(xué)生在各自的學(xué)習(xí)和生活過程中，已經(jīng)形成了特定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這些認(rèn)知往往具有隱蔽性、片面性、主觀性，會影響、干擾、阻礙科學(xué)概念的建構(gòu)。以人為本、以學(xué)生發(fā)展為本的新課程理念告訴我們：教學(xué)即學(xué)生研究，教學(xué)的過程也是學(xué)生研究的過程，即研究學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)、認(rèn)知規(guī)律、認(rèn)知心理等。讓科學(xué)概念生“根”，就是要從學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)、重構(gòu)科學(xué)概念。

一、鏈接新知生長點，讓學(xué)生理解新知

新知如同“新枝”，總是長在原有“枝條”上，因此學(xué)習(xí)者要建構(gòu)新知識，就需要以已有知識作為生長點，這樣新知識才能與原來的知識建立關(guān)聯(lián)，形成有意義的知識表征。教學(xué)中激活學(xué)生的知識和經(jīng)驗，找準(zhǔn)生長點，并加以延伸、拓展，建構(gòu)起新的概念。

例如，關(guān)于“用排氣法收集CO2”的教學(xué)中，學(xué)生對于氣體沉浮原理缺乏明確的感性支持；課堂上老師為了節(jié)約時間往往無視學(xué)生的知識和經(jīng)驗，導(dǎo)致對空氣排出的方向無法判斷。因此在實際教學(xué)中必須通過設(shè)計活動，尋找相關(guān)實例，挖掘出新知的生長點。（1）設(shè)置實驗：食用油與水充分混合后靜置，讓學(xué)生觀察和解釋現(xiàn)象；（2）觀察思考CO2使蠟燭火焰自下而上熄滅實驗；（3）讓學(xué)生舉出類似的實例，以加深對氣體沉浮原理的理解。

對于氣體向哪里排？為什么排？在學(xué)生的原有認(rèn)知中是模糊的、隱性的，通過這些活動，促使其顯性化、可視化，為學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)原理奠定了基礎(chǔ)。實踐證明：激活學(xué)生的原有知識越多，形成新知識的時間越長，這樣建構(gòu)的知識就越深刻、越牢固。

二、運(yùn)用類比，化解教學(xué)難點

中學(xué)生的抽象思維能力較弱，有些科學(xué)概念較抽象，認(rèn)知發(fā)展的階段性影響了對科學(xué)本質(zhì)的理解，阻礙了抽象概念的建構(gòu)。為了找到知識的“根”，用形象宏觀的事例作類比，讓那些抽象的概念，有一個形象的認(rèn)識，達(dá)到觸類旁通的效果。

例如，分子作為微觀世界的入門概念，不能用微觀術(shù)語來解釋；同時本身缺乏直觀性，對于七年級學(xué)生來說，很難憑借原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對分子概念的建構(gòu)，所以借助宏觀實例作類比，并通過學(xué)生的想象達(dá)到建構(gòu)分子的目的。（1）讓學(xué)生舉例說明自然界中的物質(zhì)是由非常小的顆粒構(gòu)成，如巨大的沙雕可以研磨成很小很小的微粒；像大象、河馬這樣巨大的生物是由肉眼看不見的細(xì)胞顆粒構(gòu)成等等，為建立分子模型構(gòu)造出雛形，為理解蔗糖分子奠定了基礎(chǔ)。（2）蔗糖溶解實驗，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和思考，讓學(xué)生想象：在水中蔗糖被“研磨”成極小的分子，以至于我們無法直接觀察到這些分子的存在。

對于分子，學(xué)生的原有認(rèn)知幾乎是空白，通過類比讓學(xué)生從已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生聯(lián)想和共鳴，勾勒出分子雛形，為理解溶液中的蔗糖分子打下基礎(chǔ)?？梢?，一個新概念的建立，一個新知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)起著不可低估的作用。

三、搭建支架，讓學(xué)生理解新知

受生活經(jīng)驗的影響，學(xué)生的認(rèn)知范圍是有限的，如果概念建構(gòu)需要的認(rèn)知超出學(xué)生的原有認(rèn)知范圍，會導(dǎo)致難以理解。所以通過搭建與新知有關(guān)的支架，使其落在學(xué)生的認(rèn)知范圍內(nèi)，從而建構(gòu)起牢固的概念。

例如，在測定空氣中氧氣含量實驗中，學(xué)生對于“空氣中物質(zhì)的除去，氣體體積測量”這些知識點是模糊的、片面的，而教師往往高估了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，忽略對實驗現(xiàn)象的分析，導(dǎo)致新知難以“消化吸收”，所以通過架設(shè)支架，使其納入學(xué)生的認(rèn)知范圍，實現(xiàn)知識的建構(gòu)。（1）反復(fù)操作膠頭滴管吸取液體的過程，讓學(xué)生初步體會用轉(zhuǎn)換法測量氣體體積的思想。（2）點燃集氣瓶內(nèi)的紅磷，并立即蓋上瓶塞，觀察并思考實驗現(xiàn)象：集氣瓶的瓶塞為何不易打開？從而讓學(xué)生明白：集氣瓶內(nèi)氧氣減少并導(dǎo)致氣壓降低。

教學(xué)中由于彌補(bǔ)了學(xué)生的認(rèn)知缺失，使得新知落在“學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)”，從而自然無痕地建構(gòu)起新知。所以恰當(dāng)?shù)匿亯|能成為促進(jìn)學(xué)生思維拓展的關(guān)鍵點，達(dá)到啟迪思維、促進(jìn)遷移的目的。

四、通過比較辨別，讓學(xué)生的認(rèn)知更清晰

初學(xué)科學(xué)時，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有片面性，許多相似概念容易混淆，且有負(fù)遷移作用。通過比較辨別相互間的異同點，消除干擾，使學(xué)生準(zhǔn)確地掌握相似概念的區(qū)別與聯(lián)系。所以教學(xué)中老師應(yīng)通過概念的比較、辨別，讓學(xué)生的認(rèn)知更清晰，有更堅實的根基。

例如，以元素和原子為例，雖然老師講解和學(xué)生練習(xí)花了大量時間，但是學(xué)生對二者關(guān)系始終模糊不清。為了深刻學(xué)生對概念的認(rèn)識，運(yùn)用了比較的方法。（1）比較1H、2H、3H三種微粒的區(qū)別和關(guān)系，（2）比較H與1H、2H、3H的關(guān)系，在學(xué)生的比較辨別過程中，克服了原有認(rèn)知中的片面性，明確了二者之間的區(qū)別和聯(lián)系，進(jìn)而達(dá)到“柳暗花明又一村”的教學(xué)效果。

題海戰(zhàn)術(shù)的最大問題在于，沒有真正認(rèn)識到學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，不僅造成師生精力的浪費，還使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣。對于概念之間的關(guān)系教師只有在學(xué)生已有知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過比較辨別，建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)，才能達(dá)到有效建構(gòu)的目的。

五、通過誘發(fā)爭議，讓學(xué)生從錯誤中醒悟

受思維定勢的影響，學(xué)生認(rèn)知中的有些錯誤想法是根深蒂固的，單純依靠正面的示范和反復(fù)練習(xí)的方式，很難改變。讓學(xué)生在錯誤點上誘發(fā)爭議，在相互爭辯中展示學(xué)生真實的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，激起解決問題的強(qiáng)烈愿望，達(dá)到從根本上改變錯誤認(rèn)知，重構(gòu)科學(xué)概念的目的。

例如，為了辨別飽和溶液與濃溶液的關(guān)系，首先，設(shè)置問題讓學(xué)生在爭議中，調(diào)動學(xué)生的思維積極性，并充分展示自己的認(rèn)知，如判斷：飽和溶液加水就變成稀溶液，有的學(xué)生認(rèn)為是正確的，理由是飽和溶液就是濃溶液，溶質(zhì)含量一定多，加水稀釋后溶質(zhì)含量減少就變成了稀溶液。而有的學(xué)生馬上反駁：飽和溶液本身并不一定是濃溶液，如：飽和石灰水中溶質(zhì)含量仍很少。然后在學(xué)生情緒高漲，思維活躍的情況下，針對暴露出來的錯誤，老師作為引導(dǎo)者，把學(xué)生思考的方向引導(dǎo)到概念的定義上，使學(xué)生更容易接受，最后讓學(xué)生反思產(chǎn)生錯誤的原因。生1：我受表面文字的誤導(dǎo)，認(rèn)為濃溶液總是飽和溶液；生2：我雖然會背概念，但在思考問題時又忽視了概念。

每個學(xué)生都有自己的生活經(jīng)驗和知識基礎(chǔ)，面對同一個問題，都有各自不同的思維方式，教師只有充分意識到這一點，才能最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，并從根本上糾正學(xué)生的錯誤認(rèn)知。

六、尋找認(rèn)知偏差完善概念內(nèi)涵

學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念時，已經(jīng)具有特定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這些特定的認(rèn)知有時會影響、干擾、阻礙新概念的建構(gòu)，導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)概念的理解具有片面性、主觀性。因此教師要正視這些認(rèn)知結(jié)構(gòu)，通過教學(xué)活動不斷調(diào)整或完善原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生建構(gòu)起完整的科學(xué)概念。

例如，關(guān)于探究“物質(zhì)燃燒條件”的教學(xué)中，對于可燃物燃燒的兩個條件，一位學(xué)生問老師：在水中不也有氧氣嗎？為什么水下的白磷不會燃燒？而另一位學(xué)生很快地替老師解圍：水火不相容，水能滅火啊。為了糾正學(xué)生的認(rèn)知偏差：（1）讓學(xué)生在類比中領(lǐng)悟：為什么鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中能燃燒？（2）在含有白磷的熱水中通入氧氣，觀察水中白磷的燃燒現(xiàn)象。（3）讓學(xué)生舉例說明不能用水來滅火的實例，這樣使學(xué)生對于燃燒條件有更深刻的認(rèn)識。

學(xué)生基于“水火不相容，水能滅火”這種生活經(jīng)驗，產(chǎn)生了認(rèn)知偏差，老師圍繞這一觀點，將學(xué)生置于新知與已有經(jīng)驗的矛盾中，引領(lǐng)學(xué)生的思維交鋒，不斷更新和改變原有的認(rèn)知模式，豐富和完善概念內(nèi)涵。

尊重學(xué)生，不僅表現(xiàn)在人格上，更在于對學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、認(rèn)知規(guī)律、認(rèn)知心理的了解和尊重，還在于對學(xué)科中有利于學(xué)生發(fā)展因素的挖掘。教師只有認(rèn)識到學(xué)生的原有知識結(jié)構(gòu)，意識到學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗的重要性，讓學(xué)生的思維活躍起來，

按其內(nèi)在的節(jié)律生長，才能真正做到讓知識扎根于學(xué)生頭腦中，實現(xiàn)有效建構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

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doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.007

文章編號：1008-0546（2016）01-0021-02

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B