依據(jù)前概念拓展學(xué)生科學(xué)認(rèn)知

蔡嘉欣

【摘要】前概念是學(xué)生開展科學(xué)探究活動的起點(diǎn)和基礎(chǔ)，也是教師開展教學(xué)活動的依據(jù)和方向標(biāo)。在全面了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)貙茖W(xué)探究活動進(jìn)行拓展，不但能使學(xué)生更全面地了解探究活動的意義，為后續(xù)的探究奠定基礎(chǔ)，更可以拓展學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知。筆者結(jié)合《化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象》教學(xué)實(shí)踐談?wù)勅绾我罁?jù)學(xué)生原有的前概念對科學(xué)探究活動做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以拓展學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知。

【關(guān)鍵詞】前概念;知識起點(diǎn);拓展;科學(xué)認(rèn)知

教科版小學(xué)科學(xué)六年級下冊《物質(zhì)的變化》單元里有一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中，“米飯、淀粉和碘酒的變化”“小蘇打和白醋的變化”兩課因其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰可見，教師研究得很多。而“化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象”一課由于其實(shí)驗(yàn)效果的不理想，難以引導(dǎo)學(xué)生通過現(xiàn)象推出科學(xué)本質(zhì)，所以，教師們往往望而卻步。然而，本課正是本單元所有實(shí)驗(yàn)的歸納與總結(jié)，研究好本課對學(xué)生全面地了解物質(zhì)的變化起著非常重要的作用。

因此，筆者根據(jù)教參的要求上完了這一節(jié)課，給學(xué)生留下了一句話：“究竟產(chǎn)生的新物質(zhì)是什么呢？有興趣的學(xué)生下課后可深入研究?！闭n后，筆者對初次教學(xué)設(shè)計(jì)下的225份實(shí)驗(yàn)記錄單進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)記錄單記錄的針對新物質(zhì)生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象情況如下（如表1）：

81%學(xué)生認(rèn)為，產(chǎn)生的新物質(zhì)就是鐵銹。筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生們留下了一個(gè)錯誤的科學(xué)認(rèn)知。對于學(xué)生來說，他們觀察并了解硫酸銅溶液與鐵釘反應(yīng)伴隨的現(xiàn)象，而基于學(xué)生的前概念，學(xué)生難以通過本次探究活動將現(xiàn)象與本質(zhì)相結(jié)合。筆者認(rèn)為，有必要對本實(shí)驗(yàn)做適當(dāng)?shù)耐卣埂獓L試深入探究化學(xué)變化所產(chǎn)生的新物質(zhì)。因此，筆者做了以下一系列的實(shí)踐與思考。

一、依據(jù)前概念確定教學(xué)的重難點(diǎn)

學(xué)生的前概念是探究活動的起點(diǎn)和基礎(chǔ)。如果教師課前沒有了解學(xué)生真正的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，教學(xué)活動將無的放矢。如，本課教學(xué)重點(diǎn)是觀察硫酸銅溶液與鐵釘反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而受上節(jié)課《鐵生銹了》的知識遷移與生活經(jīng)驗(yàn)的影響，在難點(diǎn)的預(yù)設(shè)上教師要考慮到學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象初步判斷產(chǎn)生了新物質(zhì)，但是對于新物質(zhì)的判定有著錯誤的科學(xué)認(rèn)知。按照教材教學(xué)一玻璃杯的硫酸銅溶液與一根鐵釘?shù)姆磻?yīng)的耗時(shí)長，無法明顯出現(xiàn)“改變顏色、產(chǎn)生沉淀”的現(xiàn)象。而且，采用一半鐵釘放進(jìn)溶液中，一半鐵釘留在空氣中的對比方法實(shí)屬多余，限制了學(xué)生如何在實(shí)驗(yàn)中靈活應(yīng)用對比手法，同時(shí)，參與實(shí)驗(yàn)的材料減少而使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加不明顯，從而使現(xiàn)象局限了學(xué)生的直觀觀察，導(dǎo)致81%學(xué)生認(rèn)為產(chǎn)生的新物質(zhì)就是鐵銹。

小學(xué)生大多以直觀思維為主，在實(shí)驗(yàn)中他們大多是用眼睛去觀察現(xiàn)象，很少能主動地透過現(xiàn)象思考本質(zhì)。雖然教參只要求對本實(shí)驗(yàn)初步判斷是否為化學(xué)變化，但考慮到學(xué)生容易停留在原有認(rèn)知，對今后繼續(xù)學(xué)習(xí)正確科學(xué)認(rèn)知產(chǎn)生一定的障礙?；谝陨系恼J(rèn)識，筆者認(rèn)為，本節(jié)課的難點(diǎn)是鑒別硫酸銅溶液和鐵釘?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)生成何種新物質(zhì)。以學(xué)生前概念作為教學(xué)起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生探究硫酸銅溶液和鐵釘是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，并增加“利用所學(xué)知識對生成物進(jìn)行物質(zhì)鑒別”這一教學(xué)活動，尋找是否有新物質(zhì)生成的證據(jù)以此判斷是否發(fā)生化學(xué)變化。基于學(xué)生前概念的探究活動的有效拓展，不但能糾正現(xiàn)象下的不直觀判斷，也促使學(xué)生逐步推理形成正確的科學(xué)認(rèn)知，將他們的思維卷入繼續(xù)探究本質(zhì)的活動。

二、依據(jù)前概念不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)材料是支持學(xué)生探究活動不可或缺的重要部分，好的實(shí)驗(yàn)材料不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能提高探究活動的有效性，從而解決學(xué)生思維的直觀性特點(diǎn)。而在本課實(shí)驗(yàn)材料的選擇上，筆者也做了以下的嘗試：

選用了直徑26mm寬的試管盛裝溶液和大鐵釘作為實(shí)驗(yàn)材料。一般的鐵釘久置于空氣中表面易被氧化，所以，筆者提前用砂紙把鐵釘打磨光亮，保證了與硫酸銅溶液接觸的是純鐵物質(zhì)。足足10分鐘的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，一根大鐵釘與硫酸銅溶液的反應(yīng)還是不能出現(xiàn)“溶液改變顏色”這一現(xiàn)象，也沒有沉淀物出現(xiàn)，無可奈何，筆者只好出示提前準(zhǔn)備好的與鐵釘反應(yīng)了一天的硫酸銅溶液匆匆忙忙結(jié)束了這節(jié)課，強(qiáng)加了“改變顏色”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生的原有認(rèn)知還是停留在硫酸銅與鐵釘這兩種實(shí)驗(yàn)材料上。

為了使硫酸銅溶液顏色明顯改變，只需進(jìn)一步解決鐵釘?shù)膯栴}。筆者以“增加鐵與溶液的接觸面積”為研究點(diǎn)，將打磨后的五根鐵釘用鐵絲捆在一起（如圖1），增加實(shí)驗(yàn)材料的量，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象效果，同時(shí)方便學(xué)生取出反應(yīng)后的鐵釘進(jìn)行觀察。

經(jīng)過多次材料的變更，在5分鐘的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)終于出現(xiàn)了明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是學(xué)生卻在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了很多不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖2）。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)顏色改變的同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)溶液顏色出現(xiàn)分層現(xiàn)象，首先是溶液從上到下分別出現(xiàn)黃色、淺綠色、藍(lán)色分層現(xiàn)象，其次是靠近鐵釘?shù)娜芤合嚷兩偻車鷶U(kuò)散。還有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了溶液偶爾會冒氣泡，除了生成沉淀物，還有懸浮物懸浮在溶液表面，（下轉(zhuǎn)第18版）（上接第17版）隨著時(shí)間的流逝，鐵釘?shù)摹懊撈ぁ爆F(xiàn)象更加明顯。

學(xué)生的各種發(fā)現(xiàn)是基于認(rèn)知與思維水平的，這樣的現(xiàn)象引起學(xué)生的好奇心，教師點(diǎn)到為止即可。不可置疑，在這一次試教課里，筆者正確選擇了實(shí)驗(yàn)材料，這些成功的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生從關(guān)注質(zhì)的變化深入到量的研究，筆者深深領(lǐng)悟到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就是學(xué)生認(rèn)知思維的基礎(chǔ)，是幫助學(xué)生正確認(rèn)識新事物的前提，同時(shí)也是科學(xué)認(rèn)知開始拓展的依據(jù)。

三、依據(jù)前概念拓展科學(xué)認(rèn)知

1.推翻前概念，拓展學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知

本課實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)現(xiàn)象使學(xué)生非常關(guān)注，就是鐵釘上生成的“紅褐色的新物質(zhì)”究竟是什么。在多次試教中，筆者根據(jù)教參的要求上完了這一節(jié)課，給學(xué)生們留下了一句話：“究竟產(chǎn)生的新物質(zhì)是什么呢？有興趣的學(xué)生下課后可深入研究?！钡牵P者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，針對鐵釘上的生成物不做深入研究，學(xué)生就對本次實(shí)驗(yàn)有了錯誤的科學(xué)認(rèn)知，而且學(xué)生也非常好奇生成物是什么物質(zhì)。如果以此作為本次實(shí)驗(yàn)研究的終點(diǎn)，只是由現(xiàn)象初步判斷硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)是化學(xué)變化，并無實(shí)質(zhì)證明。因此，本次教學(xué)是失敗的，筆者沒有解決學(xué)生的主體問題，忽視了學(xué)生的前概念，使學(xué)生無法轉(zhuǎn)變科學(xué)認(rèn)知。不調(diào)查，意味著漠視;不外顯，意味著臆想;不分析，意味著武斷，最終會導(dǎo)致教師和學(xué)生之間認(rèn)知的鴻溝。因此，筆者再次詳看教參，原來教參給我們留下了思考的余地，教參兩次強(qiáng)調(diào)：本課是幫助學(xué)生從現(xiàn)象初步判斷物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)變化，然后通過尋找證據(jù)判斷是否產(chǎn)生了新物質(zhì)，最后確定是否發(fā)生了化學(xué)變化。