建構(gòu)科學(xué)概念 培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

黎忠明

摘 要：小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的核心課程，科學(xué)認(rèn)知作為學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念成為科學(xué)課堂教學(xué)的主要任務(wù)。在指導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念時，以結(jié)構(gòu)性材料為支撐，創(chuàng)設(shè)指向問題解決的教學(xué)情境，讓學(xué)生經(jīng)歷概念建構(gòu)的思維加工過程，凸顯學(xué)科思維的邏輯性，從而達(dá)到獲取科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法的目的。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng);小學(xué)科學(xué);科學(xué)概念;探究活動

小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的一門基礎(chǔ)性課程。課程在以探究為核心的科學(xué)教學(xué)過程基礎(chǔ)上，提出了關(guān)注科學(xué)概念形成的教學(xué)理念。強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生從身邊的事實(shí)出發(fā)，親歷概念形成的過程，逐步建構(gòu)科學(xué)概念，學(xué)會探究的方法，形成探究的能力，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。

一、前概念水平是建構(gòu)科學(xué)概念的基點(diǎn)

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲。培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和求知欲，引領(lǐng)他們學(xué)習(xí)與周圍世界有關(guān)的科學(xué)知識，需要教師創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，讓學(xué)生充分體驗(yàn)探究自然界奧秘的快樂，從而為他們?nèi)蘸笕姘l(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。小學(xué)生的科學(xué)前概念大多源于日常生活中原有的生活經(jīng)驗(yàn)和假設(shè)。學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)科學(xué)知識時，通常不會放棄原有的錯誤認(rèn)識，從而對正確概念加以排斥，甚至異化對正確概念的理解?？茖W(xué)課要幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念，必須要了解學(xué)生的前概念水平。

在建構(gòu)科學(xué)概念之前，我們常常會遇到這樣的情況：學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識之前，腦海中早已存在一些有關(guān)這些科學(xué)知識的想法。這些“前概念”有的可能是錯誤思維，是“錯誤概念”。例如：水的顏色是白色，蜘蛛是昆蟲等。如果不及時糾正，將嚴(yán)重影響科學(xué)概念的建構(gòu)，甚至歪曲新知識的科學(xué)含義?！安黄撇涣ⅰ保茖W(xué)概念建構(gòu)要在深入調(diào)查學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，再展開概念建構(gòu)教學(xué)。合理有效地設(shè)計實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生頭腦中的矛盾，在交流探討中打破矛盾，建立新的概念體系。如教學(xué)《它們發(fā)生了什么變化》一課，學(xué)生認(rèn)為燒水時冒出的白氣就是水蒸氣，了解學(xué)生的前概念水平，找準(zhǔn)了學(xué)生前概念認(rèn)識的差異后，教師在開展科學(xué)探究活動時就能找到切入點(diǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)探究是建構(gòu)科學(xué)概念的載體

在小學(xué)科學(xué)中圍繞科學(xué)概念來組織教學(xué)，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，形成科學(xué)素養(yǎng)十分重要。這種教學(xué)方法不僅可以讓學(xué)生有效地組織和記憶知識，而且有助于他們進(jìn)行鑒別、類比和推理。有些經(jīng)驗(yàn)學(xué)生可能沒有積累，但是可以運(yùn)用已經(jīng)建立的概念去理解和擴(kuò)展，學(xué)會運(yùn)用核心知識和模型“觸類旁通”。如果一節(jié)科學(xué)課只是一味地設(shè)計生動的教學(xué)內(nèi)容和流暢的教學(xué)過程，而不去構(gòu)建科學(xué)概念，那么很有可能造成課堂生動熱鬧，但課后產(chǎn)生“科學(xué)概念建構(gòu)異化”的問題。

（一）重視實(shí)驗(yàn)方法的滲透，形成科學(xué)概念

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生的大腦里還沒有一個完整的前概念時，不宜先去討論這個問題，而應(yīng)是制造機(jī)會引發(fā)學(xué)生的思維碰撞，并引導(dǎo)他們主動設(shè)計實(shí)驗(yàn)尋找正確的答案。例如教學(xué)《空氣能占據(jù)空間嗎》一課，學(xué)生頭腦中其實(shí)已經(jīng)有很多關(guān)于空氣的前概念了，例如無形、無色、抓不到等，教師通過調(diào)查知道有近一半的學(xué)生認(rèn)為空氣不占據(jù)空間?！翱床灰姟⒆ゲ坏绞欠窬驼f明不占據(jù)空間？”學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了“空氣跑出來讓出了空間，水才能進(jìn)入瓶子”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，經(jīng)歷一系列的探究過程，學(xué)生獲得了他們能理解的“空氣占據(jù)空間”的概念。教師與其教給學(xué)生一些似懂非懂的形成型科學(xué)概念，不如教給他們一個尋找正確科學(xué)概念的實(shí)驗(yàn)方法。

（二）觀察比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，補(bǔ)充完善概念

在概念建構(gòu)過程中，學(xué)生是帶著一定的認(rèn)知來參與學(xué)習(xí)的。在教學(xué)中，教師必須直面這種認(rèn)知，切勿把學(xué)生強(qiáng)行拉回起點(diǎn)。探究活動開始前，讓學(xué)生對將要建構(gòu)的概念進(jìn)行描述和解釋是必要的。在學(xué)生動手探究前，教師不要輕易下結(jié)論。例如，教學(xué)《電路出故障了》一課，教師發(fā)給每個小組電池盒、小燈泡、燈座、開關(guān)和導(dǎo)線等材料，其中一些材料是無法正常工作的。教師讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)前先猜測小燈泡不亮的原因。有些學(xué)生認(rèn)為電池沒電，有些認(rèn)為燈座有問題，有些認(rèn)為小燈泡壞了等等。然后指導(dǎo)學(xué)生使用電路檢測器檢測原來認(rèn)為有“故障”的材料。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)結(jié)果與自己猜測不一致。然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)測試，直至找到小燈泡不亮的真正原因，從而對電路形成的條件有了更深刻的認(rèn)識?？茖W(xué)課要幫助學(xué)生建構(gòu)完善型的概念，需要與學(xué)生的前概念發(fā)生聯(lián)系，通過組織一個又一個的探究活動來完善。

（三）尊重事實(shí)發(fā)現(xiàn)，改變型概念的建構(gòu)

建構(gòu)改變型概念決非輕而易舉的，只有在學(xué)生意識到過去的認(rèn)知無法解釋新的問題或與某一事實(shí)矛盾時，才能放棄原有的想法。當(dāng)學(xué)生看到自己認(rèn)為“正確”的觀點(diǎn)與正確答案產(chǎn)生沖突時，才容易引起認(rèn)知和情感的強(qiáng)烈反差，促使學(xué)生找出問題原因。例如，《杠桿的科學(xué)》一課的導(dǎo)入，教師設(shè)計了一個“蹺蹺板”的游戲，讓學(xué)生推薦出班里公認(rèn)的個大體重的和個小體輕的兩位同學(xué)進(jìn)行比試。個小體輕同學(xué)的手壓在離木棍支點(diǎn)較遠(yuǎn)的位置上，個大體重同學(xué)的手壓在離木棍支點(diǎn)較近的位置上，結(jié)果個小體輕同學(xué)幾次都輕而易舉地取得勝利。這樣的結(jié)果很顯然出乎學(xué)生的意料，引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，揭露前概念的不合理性，從而使學(xué)生自愿放棄前概念，建構(gòu)改變型概念。

三、思維培養(yǎng)是科學(xué)概念建構(gòu)的關(guān)鍵

科學(xué)概念是科學(xué)知識的基本單位，是思維的基本形式。科學(xué)概念的形成過程是分析、比較、抽象、概括、判斷、推理等思維加工的過程，因而其智力價值主要體現(xiàn)在對學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)上?！笆谥贼~，不如授之以漁”。因此，當(dāng)教師在幫助學(xué)生建構(gòu)一些科學(xué)概念時，更要學(xué)會讓學(xué)生多問幾個“為什么”，不要牽強(qiáng)地把學(xué)生誘導(dǎo)到正確結(jié)論上，而是要組織學(xué)生在原來的認(rèn)知基礎(chǔ)上進(jìn)行討論，逐漸澄清問題，這樣不僅可以使學(xué)生對個別事物的表象提高到科學(xué)概念層次，而且可以發(fā)展以思維能力為核心的一系列能力。

例如，教學(xué)《磁鐵有磁性》一課，有學(xué)生說“磁鐵能吸引金屬物質(zhì)”，雖然這是一個片面的想法，但它顯然是學(xué)生依照生活經(jīng)驗(yàn)思考得到的結(jié)果。因此，教師不要輕易否定學(xué)生的說法，而應(yīng)以“很奇妙的想法”“你是怎樣想到的”做回應(yīng)，這既肯定了學(xué)生積極思考、敢于想象的精神，又提醒學(xué)生自我反思。如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和思考過程中自我修正錯誤，那么他們在科學(xué)方法論和情感態(tài)度上都會受到教育。反之，直接否定學(xué)生的回答，會挫傷學(xué)生獨(dú)立思考的積極性，不利于發(fā)展學(xué)生個性和創(chuàng)造力。

總之，教師在教學(xué)中要關(guān)注學(xué)情，掌握建構(gòu)科學(xué)概念的教學(xué)策略，才能更好地讓學(xué)生在探究活動中掌握科學(xué)概念，形成科學(xué)素養(yǎng)。