科學(xué)探究活動(dòng)對(duì)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念構(gòu)建的作用分析

摘?要：小學(xué)科學(xué)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，主要概念包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程4個(gè)領(lǐng)域?？茖W(xué)探究活動(dòng)對(duì)這四個(gè)領(lǐng)域衍生的科學(xué)概念又有什么作用呢？文章以科學(xué)探究的基本要素“提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、收集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流”為線索，展開對(duì)構(gòu)建科學(xué)概念的研究。主要的研究方法有查找文獻(xiàn)、問(wèn)卷調(diào)查、因素分析法?；谝痪€的任教經(jīng)驗(yàn)，用真實(shí)的案例解釋科學(xué)探究活動(dòng)對(duì)促進(jìn)學(xué)生概念構(gòu)建的作用。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究活動(dòng);科學(xué)概念;構(gòu)建;前概念

科學(xué)探究主要是指通過(guò)科學(xué)研究來(lái)尋找事物的規(guī)律和本質(zhì)，而進(jìn)行的一些探究性活動(dòng)和自主性學(xué)習(xí)過(guò)程。建構(gòu)主義認(rèn)為，科學(xué)概念的構(gòu)建是將前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的一個(gè)過(guò)程。前概念絕大部分是來(lái)源于孩子前期的生活經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)常常是片面的，甚至是錯(cuò)誤的，比如學(xué)習(xí)彈簧測(cè)力計(jì)引入重力概念時(shí)，生活中孩子們對(duì)秤的認(rèn)識(shí)往往是用來(lái)稱物體重量的，通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)發(fā)現(xiàn)并不是這樣的?？茖W(xué)探究活動(dòng)能讓學(xué)生主動(dòng)地構(gòu)建并且不斷地完善科學(xué)概念。學(xué)生的認(rèn)識(shí)是一種能動(dòng)的建構(gòu)過(guò)程，而不是被動(dòng)的接受過(guò)程。問(wèn)題解決是開展建構(gòu)性認(rèn)識(shí)或?qū)W習(xí)的有效途徑，而科學(xué)探究實(shí)際上是解決問(wèn)題的一種方式。科學(xué)探究是以建構(gòu)主義為認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)的，科學(xué)探究方法能夠使學(xué)生“建構(gòu)性”地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，并且給學(xué)生大量的情境性體驗(yàn)和過(guò)程經(jīng)驗(yàn)。科學(xué)探究和科學(xué)概念之間的關(guān)聯(lián)性，可以歸納為，科學(xué)概念是內(nèi)容，科學(xué)探究是一種途徑或手段，是學(xué)習(xí)和理解科學(xué)概念的有效途徑。通過(guò)科學(xué)探究的方法，能夠更好地掌握科學(xué)概念。因此在課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師可以通過(guò)利用科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念，由片面不完整的前概念向科學(xué)合理的科學(xué)概念轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在從科學(xué)探究的基本要素方面，分析對(duì)科學(xué)概念的構(gòu)建有哪些促進(jìn)作用。

一、?提出問(wèn)題，打破前概念

要想讓學(xué)生構(gòu)建正確的科學(xué)概念，首先要了解他的前概念，所以關(guān)注孩子們的前概念尤為重要，老師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境談話法了解學(xué)生的前概念，比如“生活中，你們觀察過(guò)燒開水嗎？”“超市的飲料為什么都沒(méi)裝滿？”從而知道孩子們對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解程度。但對(duì)于有些錯(cuò)誤的前概念往往是根深蒂固的，要想新蓋一棟大樓，必須推翻舊樓，我們可以創(chuàng)設(shè)矛盾的情境，激發(fā)孩子提出疑問(wèn)。

比如，在學(xué)習(xí)五下《沉與浮》單元時(shí)，在孩子們的生活經(jīng)驗(yàn)告訴他們物體在水中有些能浮，有些會(huì)沉，但他們潛意識(shí)里認(rèn)為重的、大的會(huì)沉，輕的、小的會(huì)浮，在展示了大量材料時(shí)發(fā)現(xiàn)胡蘿卜在水中是浮的，回形針在水中是沉的，當(dāng)現(xiàn)象和前概念發(fā)生沖突時(shí)，更容易引發(fā)思考，激發(fā)孩子提出問(wèn)題，影響沉浮的因素究竟是什么？當(dāng)孩子們提出問(wèn)題時(shí)，錯(cuò)誤的前概念就被打碎了，這是后期正確概念構(gòu)建的基礎(chǔ)。

二、?作出假設(shè)，審視前概念

猜想假設(shè)是一種高級(jí)的思維活動(dòng)，能引發(fā)思考，推動(dòng)科學(xué)探究的進(jìn)行。假設(shè)往往是基于孩子的前概念基礎(chǔ)上，孩子們根據(jù)自己之前的生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)，至于假設(shè)的對(duì)與錯(cuò)，就需要通過(guò)進(jìn)一步探究活動(dòng)來(lái)驗(yàn)證，所以在教學(xué)過(guò)程中要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地猜想。假設(shè)就是前概念的一種反饋。

再比如，在教科版三上《材料在水中的沉浮》一課中，在將實(shí)驗(yàn)材料放入水中觀察沉浮情況之前，要求孩子們先進(jìn)行預(yù)測(cè)。這個(gè)過(guò)程就是前概念的一種反饋，當(dāng)孩子們通過(guò)探究活動(dòng)發(fā)現(xiàn)事實(shí)和自己的預(yù)測(cè)相反時(shí)，才能引發(fā)更深層次的思考。

再比如，教科版五上《種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)（一）》中，提出種子發(fā)芽需要哪些條件時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生說(shuō)出自己的猜想，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，他們會(huì)猜測(cè)水、空氣、土壤、陽(yáng)光、適宜的溫度等等，只有大膽地猜想，思維才能得到鍛煉，才能從其中一個(gè)猜想中進(jìn)行深入探究，從而構(gòu)建新的科學(xué)概念。

三、?制訂計(jì)劃，把握構(gòu)建概念的方向

眾所周知，有計(jì)劃才會(huì)有方向和目標(biāo)，科學(xué)探究活動(dòng)離不開計(jì)劃，學(xué)生通過(guò)制訂計(jì)劃，思維會(huì)變得更嚴(yán)謹(jǐn)，這是構(gòu)建科學(xué)概念的有力保障。

在教科版五上《雨水對(duì)土地的侵蝕》一課中，有要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們要考慮是否要設(shè)計(jì)對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組哪些條件要相同？需要改變的條件是什么？要用什么實(shí)驗(yàn)器材？什么裝置？這都需要一個(gè)詳細(xì)的計(jì)劃，這個(gè)過(guò)程中其實(shí)就已經(jīng)形成了概念的前期條件。為后面概念的構(gòu)建把握了方向。

四、?實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，初步構(gòu)建科學(xué)概念

驗(yàn)證猜想的唯一辦法就是實(shí)驗(yàn)，周密的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，才能獲得有力的證據(jù)來(lái)構(gòu)建科學(xué)概念。

比如五上中探究摩擦力大小與接觸面狀況的關(guān)系時(shí)，不改變的條件是重量、彈簧測(cè)力計(jì)、運(yùn)動(dòng)軌跡，改變的條件的接觸面狀況，實(shí)驗(yàn)組接觸面是桌面，相對(duì)光滑，對(duì)照組接觸面是毛巾，相對(duì)粗糙。結(jié)果顯示，在桌面上的摩擦力小，毛巾上的摩擦力大。為了避免誤差，我們又重復(fù)了三次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果相同。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們初步得到感知，形成最初的科學(xué)概念：物體間接觸面光滑，摩擦力小;物體間接觸面粗糙，摩擦力大。

五、?處理信息，得出結(jié)論，形成科學(xué)概念

實(shí)驗(yàn)的成功并不是一蹴而就的，往往經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，加之小學(xué)生的思維能力和認(rèn)知水平還處于發(fā)展階段，所以要經(jīng)過(guò)不斷分析處理信息，才能通過(guò)現(xiàn)象逐漸構(gòu)建抽象的科學(xué)概念。

比如四上《物質(zhì)在水中是怎樣溶解的》一課中，在探究不同物質(zhì)在水中的溶解時(shí)，我們選用了食鹽、沙子、面粉為材料，生活的經(jīng)驗(yàn)很容易讓他們猜想出沙子是不溶于水的，而食鹽溶于水，但面粉存在較大爭(zhēng)議。經(jīng)過(guò)探究活動(dòng)，比較面粉、沙、食鹽和高錳酸鉀在水中的狀態(tài)，從能否看見(jiàn)顆粒、分布是否均勻、是否有沉淀出現(xiàn)角度比較，同學(xué)們很容易得出沙子是不溶于水，食鹽和高錳酸鉀一樣，溶于水中。但是面粉，很多同學(xué)誤認(rèn)為也是溶于水。最后，我們通過(guò)過(guò)濾的方法分離，發(fā)現(xiàn)面粉和沙子一樣，能被分離出來(lái)，而且如果靜置時(shí)間足夠長(zhǎng)，面粉在水中是有沉淀的。同學(xué)們通過(guò)堅(jiān)持不懈的分析處理，再分析再處理，才能真正區(qū)別溶解和不溶解的區(qū)別，最終構(gòu)建出科學(xué)概念：溶解是形成均一的、穩(wěn)定的液體，靜置后沒(méi)有沉淀，不能用過(guò)濾的方法分離。

六、?表達(dá)交流，運(yùn)用科學(xué)概念

經(jīng)過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)后，新課標(biāo)要求學(xué)生還要能夠簡(jiǎn)要講述自己的探究過(guò)程與結(jié)論，并與同學(xué)討論交流。在生活中運(yùn)用科學(xué)概念是我們學(xué)習(xí)科學(xué)概念的目的，檢驗(yàn)學(xué)生們對(duì)科學(xué)概念的掌握程度，也加深了學(xué)生們對(duì)科學(xué)概念的理解?？茖W(xué)概念來(lái)源于生活，應(yīng)用于生活，只有在生活中運(yùn)用科學(xué)概念，才能真正地掌握科學(xué)概念，同時(shí)，在應(yīng)用的過(guò)程中還會(huì)暴露出問(wèn)題，我們可以讓學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)科學(xué)概念的理解。

比如在四下的《食物》單元，學(xué)生們學(xué)習(xí)《食物包裝上的信息》時(shí)，首先，筆者帶來(lái)了生活中同學(xué)們喜歡的食物，瞬間吸引了同學(xué)們的注意，學(xué)習(xí)的概念來(lái)自生活，那就讓學(xué)生們真實(shí)地走進(jìn)生活，而不只是在課堂;其次，筆者讓學(xué)生們尋找食物包裝上都有哪些信息，找到并記錄下來(lái);然后，對(duì)一些感興趣和不明白的信息進(jìn)行處理;最后的亮點(diǎn)就是學(xué)以致用環(huán)節(jié)，模擬超市購(gòu)物，準(zhǔn)備一些三無(wú)食品和過(guò)期食品，讓學(xué)生上來(lái)挑選自己喜歡的食物。在學(xué)以致用環(huán)節(jié)，同學(xué)們很積極踴躍，通過(guò)科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，他們?cè)谫?gòu)物中會(huì)注意食物包裝上的信息，在詢問(wèn)購(gòu)買的理由時(shí)，他們知道選擇健康的、合格的產(chǎn)品?？茖W(xué)概念在應(yīng)用的過(guò)程中已經(jīng)變成了他們的思維模式、生活習(xí)慣，這就是構(gòu)建科學(xué)概念的目的。

七、?成果與反饋

采用科學(xué)探究活動(dòng)進(jìn)行教學(xué)，對(duì)學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念有哪些促進(jìn)的作用呢？筆者用調(diào)查問(wèn)卷的方法對(duì)南平實(shí)驗(yàn)小學(xué)四年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查。其中在調(diào)查“你更喜歡哪種方式來(lái)評(píng)價(jià)你的綜合素養(yǎng)”時(shí)，83.7%的學(xué)生喜歡通過(guò)“探究及創(chuàng)新”和“實(shí)驗(yàn)操作能力”方面來(lái)評(píng)價(jià);81.84%的同學(xué)在探究實(shí)驗(yàn)中能提出科學(xué)問(wèn)題;88.62%的同學(xué)能在探究中發(fā)表自己的觀點(diǎn);經(jīng)過(guò)一學(xué)期的科學(xué)探究活動(dòng)，71.27%的同學(xué)認(rèn)為，獲得的科學(xué)知識(shí)有很多;90.51%的同學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力有所增強(qiáng);96.21%的同學(xué)認(rèn)為自己的科學(xué)素養(yǎng)有了一定的提高。

研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究活動(dòng)對(duì)科學(xué)概念的構(gòu)建有促進(jìn)作用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力有非常重要的作用，體現(xiàn)在科學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)中。教師能在科學(xué)概念的基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，科學(xué)探究活動(dòng)同時(shí)也是構(gòu)建科學(xué)概念的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯曉鵬，梁芳.小學(xué)科學(xué)構(gòu)建科學(xué)概念的策略研究[J].教育教學(xué)論壇，2016（12）：255-266.

[2]徐學(xué)福.模擬視角下的探究教學(xué)研究[D].重慶：西南師范大學(xué)，2003.

[3]殷蕊.對(duì)小學(xué)科學(xué)探究過(guò)程的研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2008.

[4]戴婷婷，程琳.小學(xué)科學(xué)概念構(gòu)建教學(xué)的問(wèn)題及對(duì)策研究[J].課程教育研究，2017（24）：26-27.

作者簡(jiǎn)介：陳慧，福建省南平市，福建省南平實(shí)驗(yàn)小學(xué)。