研究小学科学教学中科学概念构建与科学双螺旋协调发展教学对策

论文导读：自圆其说，又能被他人信服的研究结论。这样，不仅学生的思维被强化，更从实验现象和事实证据走向科学概念。例如，在教学“声音是怎样产生的”这一内容时，学生通过实验探究和集体交流，获得了十余种物体发声时都在振动的客观事实，并得出“声音是由物体振动产生的”这一结论，但距离科学概念的构建还有距离。在这种情况下，教师可
小学科学课程改革提出了课程发展的方向：科学概念和科学探究的双螺旋协调发展，即科学概念通过科学探究而形成，科学探究以科学概念为基础。那么，如何在小学科学教学中，推动科学概念的构建与科学探究双螺旋协调发展呢？我结合教学实践提出四个策略。

一、情景探究，激发思维

要构建科学概念，就要引入前概念。科学概念的建立，须从学生的前概念出发，并对其重新组合、修正与提炼。前概念可分成两类。一类是虽与科学概念不一致，但在学生学习了相应的知识后，并结合有关的实验引导，便易于转化成科学概念。另一类是已在学生的头脑中存在，且已形成比较牢固的、错误的概念体系，不易转换与纠正。例如，学生的已有概念是：热水冒出来的热气是水蒸气。教师纠正他们：水蒸气没有颜色，你看到的白色热气是水蒸气受冷凝结成的小水珠。可有些学生在课后作业中依然写道：冬天呼出的白气是水蒸气。基于此，教师必须瓦解学生原有的、错误的知识体系，以构建科学概念。具体策略有三个：一是通过阅读教材、课前调查、个别询问、课堂提问、画图展示以及概念前测等策略了解学生的已学内容、认知能力和理解程度，以把握学生的前概念。二是分析单元目标和本课目标，以确定本课的科学概念。三是创设典型的理由探究情景，以激发学生的思维，从而引起前概念与科学概念的认知冲突，随之构建科学概念，最终促使学生积极、主动地学习科学概念。
例如，在教学“声音是怎样产生的”这一内容时，教师要帮助学生建立科学概念（声音是由物体振动产生的），就要瓦解他们的前概念（声音是由物体间拍打、摩擦和敲击等方式产生的；并认为“振动”等同于“震动”）。因此，在理由探究环节，我提供了纸、鼓、皮筋和尺子等材料，要求学生想办法使这些物体发出声音，并提出探究性理由（声音是怎样产生的）。在这一环节，不仅呈现出学生错误的前概念，更反映出一个不良的学情：他们将实验现象当成科学原理。在这种情况下，我引导学生结合实验现象，仔细分析，认真探讨，最终学生认识到“敲打、摩擦、拉拨”都是物体发出声音的方式，而不是声音产生的理由。而且，学生认识到：虽然这些发声物体的发声方式不同，但它们都能发出声音，这就说明，它们在发声时肯定有着共通的地方。这样，学生的思维被激发，探究活动向更深层次迈进，距离科学概念的构建更近一步。

二、假设探究，深化思维

概念理解是概念构建的中心环节。当概念引入后，教师要引导学生亲历探究过程，以加深体验，从而理解概念。当学生的前概念在理由的探究中被质疑时，学生的探究欲就会再次被激发，并渴望建立新的概念体系。在这种情况下，教师就要帮助学生向科学概念的方向迈进。具体有三步。其一，先让学生根据理由进行猜想与假设，并说明理由。这样，既有利于学生科学态度的培养，又有利于学生科学思维和语言表达能力的培养，还有利于学生尝试用已学的科学概念分析、解释现象。其二，由学生根据假设，制定相应的、可行的研究方案，以验证猜想与假设的正确性。在这一过程中，须特别重视学生对活动材料和辅助工具的选择、应用以及活动细节的考虑，必要时可采用“提示”和“方案论证”等策略引导学生完善探究方案。其三，引导学生进行小组讨论、班级交流，以使探究方案更具科学性、操作性和可行性，从而保证探究活动的有序开展。这样，学生便能有的放矢地开展探究，从而获取足够的信息和证据，并且，他们的思维得到进一步的训练与发展，最终逐步理解科学概念的内涵。
例如，在教学“声音是怎样产生的”这一内容时，学生已认识到物体发声的方式不同，于是，就会关注物体发声时的共同现象，因此，教师就要引导学生从“寻找物体发声时的共同点”出发进行下一阶段的探究。在这种情况下，我让学生重做使物体发声的实验，并提出理由（请关注物体发声时的共同现象，并总结这种“动”的共同规律）。学生发现：物体发声时都在“动”，并且是“来回往复的快速运动”。这时，教师可顺势告诉学生：这种来回往复的快速运动，科学上称之为“振动”。这样，学生就真正理解了“振动”这一概念的内涵。随着科学探究活动的展开和教师的因势利导，学生的思维进一步深化，从而推动科学概念的构建。

三、研讨探究，强化思维

概念的形成需要多次进行，只有通过多层次的比较、分析与综合，才能真正强化学生的思维，让学生完全理解科学概念。而科学概念的建构，既要论证，又要推理，因此，教师应帮助学生建立实验现象、事实证据和科学概念之间的逻辑关系，以引导学生从事实出发，逐步形成科学概念。具体而言，教师可设置三个理由：一是实验现象和事实证据是否来自探究活动？二是实验现象和事实证据是否真正符合客观实际？三是实验数据是否进行了科学的取舍？然后，要求学生通过口头汇报、小论文、小调查、辩论会和展示等形式，准确、清晰地表达自己或小组的探究结果，阐述推理过程，并运用事实证据回答质疑。在表述和交流的程中，学生既要善于表达自己的发现，又要学会倾听，从而获得丰富的感性经验，最终形成既能自圆其说，又能被他人信服的研究结论。这样，不仅学生的思维被强化，更从实验现象和事实证据走向科学概念。
例如，在教学“声音是怎样产生的”这一内容时，学生通过实验探究和集体交流，获得了十余种物体发声时都在振动的客观事实，并得出“声音是由物体振动产生的”这一结论，但距离科学概念的构建还有距离。在这种情况下，教师可引导学生通过反证法进行推理。既然这些物体发声时都在振动，那么，如果不让它们振动，它们是否还会继续发声？学生探究后发现：只有物体在振动时，才能发出声音；物体停止振动，便停止发声。这样，学生亲历探究过程，通过不完全归纳和反证法，逐步构建了“声音是由物体振动产生的”这一科学概念。在这一科学概念构建的过程中，综合了观察、实验、比较、辨别和归纳等多种活动，学生从对事实表象的认识阶段进入科学概念的构建阶段。

四、应用拓展，发展思维

科学概念的构建以生活为基础，也就是说，只有将探究的结论应用于生活，才能解释生活中的现象及事件，从而有助于科学概念的构建，最终发展学生的思维。针对小学科学教学而言，一节课的结束既不是探究过程的结束，也不是科学概念的构建的终结。因此，论文导读：
教师要完成两个工作。其一，教师要引导学生反思探究过程，并从已有的科学概念中发现新理由，然后带着新理由走出课堂，以便为以后的探究活动奠定基础。其二，科学概念具有描述和说明的作用，它能预测在相似但不一定相同的情况下，会发生什么现象，并能对所发生的现象作出完满的解释。因此，当学生通过探究活动构建了科学概念后，教师必须将科学概念引向生活（解释生活中的现象），以达到学以致用和巩固概念的目的，最终推动科学概念和科学探究的双螺旋协调发展。
例如，在教学“声音是怎样产生的”这一内容时，学生已构建了“声音是由物体振动产生的”这一科学概念。在此基础上，我提出“人说话的声音是怎么产生的”这一生活理由，既让学生用已构建的科学概念深思和解释，又让他们通过触摸声带外的皮肤，感受发声时声带的振动，以巩固科学概念。然后，让学生阅读《蚊子“嗡嗡”的秘密》一文，以帮助学生构建完整的科学概念体系。最后，我让学生在课后探究其他动物发声的秘密，即将课内教学延伸到课外生活，并引导学生利用网络查询和实验探究的策略开展研究，最终进行研究成果的展示和交流。这样，既激发学生的探究兴趣，又培养他们的探究能力，还有利于形成与后续学习的科学概念相一致的前概念。
（作者单位：浙江省杭州市余杭区临平第二小学）
（责任编辑：梁金）