學(xué)生“物質(zhì)的變化”相異構(gòu)想對比調(diào)查與建議

李萍萍

已有的知識經(jīng)驗(yàn)是影響學(xué)生學(xué)習(xí)的重要因素，學(xué)生對科學(xué)概念頭腦中存在各種各樣的想法。通過對五、六兩個年級學(xué)生的訪談、問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在“物質(zhì)的變化”相關(guān)概念中存在相異構(gòu)想。在物質(zhì)的變化分類標(biāo)準(zhǔn)、腐蝕、蒸發(fā)條件等方面，教師對學(xué)生相異構(gòu)想的認(rèn)識是準(zhǔn)確的;在可逆變化與不可逆變化的區(qū)分、燃燒是化學(xué)變化、水的三態(tài)變化這些方面，教師對學(xué)生相異構(gòu)想的認(rèn)識與學(xué)生的實(shí)際有偏差。本文根據(jù)教師的訪談情況與學(xué)生所具有的相異構(gòu)想之間的差異，提出合理化的教學(xué)建議。

一、 問題的提出

（一）學(xué)生頭腦中存在較多的相異構(gòu)想

科學(xué)概念對小學(xué)生來說是比較抽象的。小學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，頭腦中對事物就有了自己的簡單理解。這些看法有些與即將學(xué)習(xí)的科學(xué)概念相一致，有一些卻是與科學(xué)概念不一致的。那些與科學(xué)概念不一致的看法，將阻礙學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。我們將學(xué)生頭腦中存在的這些想法、看法，稱為相異構(gòu)想。這些相異構(gòu)想如果不及時探查出來，并采取有效的教學(xué)措施及時修正，會影響學(xué)生對科學(xué)概念的系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

（二）教師對學(xué)生知識經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識存在偏差

在農(nóng)村小學(xué)，科學(xué)課并不受重視，大多數(shù)教師是兼職的，而且小學(xué)科學(xué)是一門考查科目，學(xué)生和教師都不重視。很多教師認(rèn)為，“他們的腦袋是迷糊的，什么都不知道”，“學(xué)生的認(rèn)識經(jīng)驗(yàn)非常缺乏”，“缺少必要的基本知識”。從中可以看出，雖然不愿意承認(rèn)，但是不少教育者不同程度地持有“白板說”。在當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，仍然存在大量不了解、忽視學(xué)生相異構(gòu)想的現(xiàn)象。這會影響學(xué)生對小學(xué)科學(xué)概念的正確理解，從而影響他們科學(xué)素養(yǎng)的提升。

二、學(xué)生“物質(zhì)的變化”相異構(gòu)想調(diào)查

“物質(zhì)的變化”這一主題，包括的概念有：物體、物質(zhì)、物理變化、化學(xué)變化、可逆變化和不可逆變化。整理出“物質(zhì)的變化”的相關(guān)概念之后，筆者對學(xué)校五名科學(xué)教師進(jìn)行了訪談?wù){(diào)查。之后設(shè)計(jì)了二段式測驗(yàn)問卷發(fā)給五、六年級的學(xué)生，并回收做了問卷分析。

通過訪談、問卷結(jié)果分析，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對“物質(zhì)的變化”最容易出現(xiàn)的相異構(gòu)想有以下幾種。

對水是否有固定形狀不能正確認(rèn)識。在調(diào)查中，五年級學(xué)生認(rèn)為水有固定形狀的占87.9%;六年級認(rèn)為水有固定形狀的占81.4%。水蒸氣與水之間的變化認(rèn)識不清。認(rèn)為水和水蒸氣不是同一種物質(zhì)，五年級學(xué)生有這種想法的占72%;六年級學(xué)生占74.3%。

認(rèn)為水的蒸發(fā)不是任何時候都可以進(jìn)行的。有這種想法的五年級學(xué)生占66.3%;六年級學(xué)生占46.4%。

鐵鍋生銹這種腐蝕現(xiàn)象，認(rèn)為是物理變化或者沒有發(fā)生變化。有這樣相異構(gòu)想的五年級學(xué)生占78.3%;六年級學(xué)生占60.7%。

不可逆變化與化學(xué)變化的概念混淆。五年級有65%的學(xué)生發(fā)生了混淆;六年級有52.1%的學(xué)生發(fā)生了混淆。

以上是學(xué)生最容易產(chǎn)生的相異構(gòu)想。這些概念，有些是學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的，有些是學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過的，產(chǎn)生這些相異構(gòu)想的原因是多方面的。

通過對比可以看出，學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想并沒有因?yàn)槲覀兊慕虒W(xué)而消失，轉(zhuǎn)為科學(xué)概念。所有考查的內(nèi)容，六年級學(xué)生全部學(xué)過，但是，相異構(gòu)想依然存在，類型基本沒有減少，甚至還有新的相異構(gòu)想出現(xiàn)。由此不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法沒能成功修正學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想，需要我們采取一些特殊的教學(xué)策略來幫助學(xué)生修正相異構(gòu)想，構(gòu)建科學(xué)概念。

三、對小學(xué)科學(xué)“物質(zhì)的變化”教學(xué)的建議

（一）轉(zhuǎn)變教師觀念，重視學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)

由于教師對學(xué)生的相異構(gòu)想存在一些偏差，所以在“物質(zhì)的變化”相關(guān)概念的教學(xué)中，教師要摒棄原來自以為是的想法，去了解學(xué)生頭腦中的真實(shí)想法。對于學(xué)生頭腦中早已存在的正確的相關(guān)概念，例如，熱脹冷縮、沸騰，我們可以少花一些時間，沒必要讓學(xué)生刻意加深印象。而對于學(xué)生頭腦中的相異構(gòu)想，不管學(xué)生的想法有多么“幼稚”，我們都要尊重他們的想法，與學(xué)生有效地溝通，引導(dǎo)學(xué)生意識到自己理解的錯誤，從而自愿去修正錯誤想法，在頭腦中重新建立準(zhǔn)確的知識結(jié)構(gòu)，形成正確的科學(xué)概念。

比如，《蒸發(fā)》這節(jié)課，蒸發(fā)的現(xiàn)象在生活中比比皆是，學(xué)生都有體驗(yàn)，但是他們不能把生活體驗(yàn)上升為科學(xué)概念。所以在課堂上，教師可以將提前拍攝的生活中的一些照片、視頻向?qū)W生展示。比如，我們的衣服洗完之后晾曬，最后變干了;游泳完上岸會感覺比較冷;路上的積雪都融化不見了。讓學(xué)生觀看這些生活中的視頻，引導(dǎo)他們思考：這些現(xiàn)象是什么原因造成的呢？從而進(jìn)入蒸發(fā)的學(xué)習(xí)，通過小實(shí)驗(yàn)明白蒸發(fā)在任何條件下都能發(fā)生，蒸發(fā)是吸熱的。最后一定回扣主題：我們課前所了解的生活中的這些現(xiàn)象都是蒸發(fā)。然后讓學(xué)生課下再搜集一些蒸發(fā)的小例子，下節(jié)課匯報(bào)。從學(xué)生的日常生活入手進(jìn)行教學(xué)，輕松有趣，既攻破了難點(diǎn)又習(xí)得了新知。

（二） 引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，自覺修正相異構(gòu)想

根據(jù)建構(gòu)主義理論，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個主動建構(gòu)的過程，是將新知識合理同化到原有的知識結(jié)構(gòu)中。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)他原有的舊知識不能解決新問題時，就會想方設(shè)法用新的方法解決這一問題。我們在課堂上，就是要通過創(chuàng)設(shè)情境，在情境中讓學(xué)生意識到，他頭腦中的原有想法是無法解釋現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象的，只有更正自己的想法，才能合理解釋這個情境。

比如，關(guān)于凝結(jié)現(xiàn)象，學(xué)生非常熟悉：夏天剛拿出來的雪糕周圍會有“白汽”;打開冰箱冷凍門，會發(fā)現(xiàn)有“白霧”產(chǎn)生;揭開煮飯的鍋，會看到有大量的“白汽”冒出來。這些“白汽”“白霧”是什么？對于這個問題，學(xué)生往往受到表面現(xiàn)象的蒙蔽或者無形中加入自己的想象，認(rèn)為是水氣化形成了水蒸氣，這些白汽就是水蒸氣。這時候教師就要加以引導(dǎo)，讓學(xué)生運(yùn)用前面所學(xué)的知識來檢視自己的答案。水蒸氣是無色的，所以“白汽”“白霧”不是水蒸氣，從而讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的答案是矛盾的，自己的想法是錯誤的。教師要和學(xué)生一起分析這個現(xiàn)象，最后得出正確的結(jié)論。把學(xué)生生活中的一些常見現(xiàn)象搬到課堂上，他們會非常感興趣，知識接受得就特別快，也更容易修正自己的相異構(gòu)想。

（三） 提供動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，豐富學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)

小學(xué)生的語言表達(dá)和理解能力相對較弱，思考問題也缺乏邏輯性，如果我們僅從語言上讓他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)自己的想法是不合理的，會比較困難。因此，我們要給學(xué)生提供盡可能多的動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)，親自觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而與自己頭腦中的相異構(gòu)想發(fā)生碰撞，進(jìn)而修正相異構(gòu)想，形成正確的科學(xué)概念。

最典型的實(shí)驗(yàn)就是鹽的溶解。食鹽在水中溶解是非常好理解的，關(guān)鍵是溶解之后變回原來的狀態(tài)不好理解。所以這里一定要安排實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，做完食鹽溶解的實(shí)驗(yàn)之后，進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)之前，一定讓學(xué)生先預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后再做實(shí)驗(yàn)。要讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與自己的預(yù)測是否一致，讓學(xué)生意識到自己原先的想法是錯誤的，這樣學(xué)生才會自覺自愿地去修正頭腦中錯誤的想法。

又比如，鐵生銹這個實(shí)驗(yàn)。這個實(shí)驗(yàn)周期比較長。教師可以提前幾節(jié)課準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生分組先準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。有的鐵釘完全放入水中;有的完全置于空氣中;有的一半浸入水中，一半置于空氣中。一周后課堂上觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。同時，讓學(xué)生搜集家中生銹的鐵釘，通過鐵釘?shù)纳P，讓學(xué)生認(rèn)識到腐蝕現(xiàn)象。理解腐蝕是物理變化還是化學(xué)變化是難點(diǎn)，可以利用鐵能夠被磁鐵吸附的特性來區(qū)別鐵和鐵銹，從而讓學(xué)生直觀地認(rèn)識到，腐蝕是一種化學(xué)變化，從而修正他們原來頭腦中的相異構(gòu)想。

（四）引導(dǎo)學(xué)生畫概念圖，強(qiáng)化對整體的理解

受到教材編排的限制，我們的教學(xué)都是將知識體系分散開，分為幾個章節(jié)。這些知識在學(xué)生頭腦中只是簡單羅列，他們不會自發(fā)地形成相互聯(lián)系的知識體系。當(dāng)遇到比較綜合性的問題時，知識提取就會遇到困難。因此，在教學(xué)之初，我們就要注意知識體系的建立，整個學(xué)習(xí)的過程就是不斷完善整個概念知識體系的過程。當(dāng)整個單元或模塊學(xué)完之后，關(guān)于這個概念的知識體系也隨之形成。

例如，在學(xué)生學(xué)習(xí)完“物質(zhì)的變化”之后，往往容易混淆物理變化、化學(xué)變化，可逆變化、不可逆變化。這時候，我們可以引導(dǎo)學(xué)生梳理“物質(zhì)的變化”思維導(dǎo)圖。這些知識可能分散于科學(xué)教材的不同年級、不同單元，這樣一整理，打破了單元的界限，以同一個主題作為梳理知識的主線，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)就會更系統(tǒng)，更有條理，而且在整理的過程中，通過對食鹽溶解、玻璃融化、西瓜榨汁、水泥變硬等例子的對比分析，學(xué)生對于物理變化、化學(xué)變化、可逆變化、不可逆變化有了更加深刻的理解，更容易進(jìn)行區(qū)分，突破了教學(xué)的難點(diǎn)。

又比如，對于“水的三態(tài)變化”知識的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)之初，我們就可以引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建關(guān)于這一知識的初步概念圖。隨著學(xué)習(xí)的推進(jìn)，逐步將蒸發(fā)、沸騰、凝結(jié)、水的三態(tài)變化等知識填充到概念圖中，整個單元學(xué)完之后，水的三態(tài)變化概念圖就形成了。這樣不僅有助于學(xué)生對這一單元知識的理解記憶，還可以幫助學(xué)生更有效地提取知識，解決問題，減少相異構(gòu)想的生成。

小學(xué)科學(xué)的相異構(gòu)想，不僅存在于“物質(zhì)的變化”這一主題中，在其他的主題方面也不同程度地存在。我們有必要通過訪談、二段式診斷測驗(yàn)等方式，探查出學(xué)生頭腦中存在的相異構(gòu)想，進(jìn)一步改進(jìn)我們的教學(xué)方式、方法，運(yùn)用一些特殊的教學(xué)策略來修正學(xué)生已存在的相異構(gòu)想，讓這些相異構(gòu)想逐漸轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念，便于學(xué)生后續(xù)科學(xué)的學(xué)習(xí)。