同化论在建构小学科学概念中的应用

丁晓华

【关键词】深度参与 同化论 小学科学

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2015）12A-

0035-02

认知心理学认为，有深度的学习必须是经过主观思考和自主建构的，知识的学习不是来自于阅读内容，而是来自于加工、思考或反省内容。同化论认为，学生获得新概念的主要方法，是借助他们认知结构中已有的有关概念与新信息之间的有效结合。因此，科学课要想引导小学生深度建构科学概念，必须从学生实际出发，借助学生已有经验，投放适当的信息，并通过以探究为核心的系列活动，让学生在思考与操作中，获得对科学本质的认识。在教学中，笔者使用如下策略帮助小学生深度参与科学课堂，有效建构科学概念。

一、深度建构科学概念的前提——充分暴露学生的前概念

根据同化论的理念，学生获得新概念的主要方法是借助认知结构中已有的有关概念与新信息之间的有效结合，使新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。因此，充分暴露和利用学生的前概念是科学学习的前提。对此，教师可以设计一些暴露学生前概念的活动，激起学生对前概念的回忆，从而更好地学习新概念。例如，在上自编教材《水的浮力》一课时，笔者设计了一个情境：把一块石头放入水中，让学生思考石头有没有受到水的浮力。學生的前概念一下子就暴露出来了：石头没有受到浮力，因为石头没有浮起来；石头受到了浮力，但是石头太重，浮力太小，所以石头沉下去了；石头是受到浮力的，但是石头太重了，水的浮力托不起石头。一个活动就把学生对浮力大小的前概念完全暴露出来了，这里面呈现了三个不同层次的理解：第一层理解浮力的大小跟沉浮状态有关；第二层理解物体受到浮力的大小跟物体的轻重有关；第三层理解比较深入，他把水的浮力与石头受到的重力进行了比较，更接近概念的本质属性。有了对学生前概念的了解，教师组织教学时就可以做到有的放矢了。

呈现学生前概念的方法还有很多，如直接提问、预测、制作图表等。前概念的暴露不仅可以为教师的教学设计服务，同时也是学生进入学习状态的最佳切入点。

二、深度建构科学概念的关键——充分利用认识冲突

科学家认为，在学习科学的过程中，学生会注意到事件与自己的期望相矛盾，即与自己的图式不匹配，从而引起脑脉冲的警觉，产生认识冲动，或挑战冲动，进而促进学习活动的进行。由此可见，认识冲突是深度建构科学概念的关键。

（一）冲突可产生批判性思维。上例中“石头沉入水中是否受到浮力”的问题，引出了学生大量的前概念，同时认知间的矛盾也呈现了出来。学生有了矛盾就产生了强烈的求证欲望，就产生了批判性思维，就有了概念迁移的可能。

（二）冲突可激活探究欲望。在《水的毛细现象》导入阶段，笔者创设了一个实验情境：把一杯水和一个空杯放在一起，然后提问：“水能自己流到空杯子里去吗？”“有没有办法给这两个杯子架一座桥，让水自己爬过去？”学生的回答是“不能”。当教师放入用餐巾纸做的桥，水沿着纸巾上升的现象呈现在学生面前时，这个现象与学生的原有认识产生了冲突，学生产生了“怎么会这样”的探究热情。

（三）冲突可引出核心问题。在《水的浮力》一课中有这样一个问题：“物体在水中下沉的过程中受到的浮力大小有什么变化？”学生的预测是：

而实际通过准确的测量，最终得出的变化图是这样的：

实证与预测间产生了强烈的冲突，“怎么会是这样的呢，引起浮力大小变化的原因到底是什么呢？”关于浮力大小的核心问题很自然地就切入了进来。

（四）冲突可以将概念指向本质特征。塑料片是光滑的，对于光滑的物体水不能沿着它往上爬；玻璃棒是光滑的，水也不能往上爬。这时，教师给出一根内径很细的有孔隙的玻璃管，问学生水能不能往玻璃管爬。有不少学生认为不能，而实验证明是能的。这个冲突一下子就把“光滑、毛糙”等非本质属性排除了，而把概念真正建立在了“孔隙”上，是孔隙造成了水的毛细现象，这一冲突让概念的建立指向了本质特征。

三、深度建构科学概念的保证——充分解析科学概念的基本结构

（一）提供有结构的材料，为解析科学概念提供有效信息。奥苏伯尔的有意义学习理论认为，新概念的形成主要是靠新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用。因此，深度学习的又一重要条件是给学生提供有指向性的新信息，以帮助学生建构新的概念。比如，教学《水的毛细现象》一课，笔者提供了这样几组材料：第一组：布条、宣纸条、塑料纸条。材料提供的信息指向“能使水上升的物体上有明显的孔隙”。第二组材料：铁钉、玻璃棒、粉笔、木块。材料提供的信息指向“孔隙不明显，但只要有孔隙，水就能上升”。第三组：玻璃棒、玻璃管。材料提供的信息指向“孔隙能让水往上升”。将能使水上升的原因由带孔隙的材料提升到纯孔隙上，使学生明白水上升的原因是孔隙而不是材料。第四组：四根内径粗细不同的玻璃管。信息指向“孔隙小水位上升得高，孔隙大水位上升得低”。

提供信息的方法有很多：实验器材、文本文字、多媒体等，但不管哪一种材料，呈现的信息都要有针对性，要准确，不容易引起疑义；要简约，防止思维干扰；出示要有序，要符合建构的逻辑顺序；要易于学生操作，便于学生自主建构科学概念。

（二）将问题转化为可操作的活动，用实证来诠释概念的内涵。由于小学生抽象思维水平相对较低，因此，行为化的活动更有助于学生建立科学概念。在教学过程中，我们要将抽象问题转化成可操作的活动。比如，在研究“物理变化与化学变化各有什么特点？”这一问题时，我们可以转化为“让蜡烛发生一些变化”这一活动来进行研究。学生在对蜡烛进行切碎、融化、凝固、燃烧等一系列变化操作之后，进行归类，从而得出“千变万变，物质本身没有变化，这种变化叫物理变化”“物质本身变了，产生了新物质，这种变化叫化学变化”等认识。

（三）厘清概念内外的关系，建构有层次的概念体系。概念是用来反映事物本质属性的。因此，建立的概念必须具有稳定性和可辨性。稳定性主要明确“它是谁”，它的内涵是什么，外延有哪些；可辨性是指它跟其他概念有什么区别，有什么联系。要想在教学中厘清概念内外的关系，需要建构有层次的概念体系。

第一个层次表现在概念的内涵描述上有层次。比如，在《水的毛细现象》中，可以设计这样的一个层次序列：第一步解决水能借助物体向上升的问题，第二步解决水能借助孔隙向上升的问题，第三步让学生明白水上升的高度跟孔隙的大小有关系，第四步让学生用给定的材料制造一个能让水上升到不同高度的装置。四个步骤层层推进：水能上升；水能借助孔隙上升；水能借助大小不同的孔隙上升，孔隙小水位上升得高，孔隙大水位上升得低。尔后再设计一个综合活动，让学生用逆向思维对概念进行再加工：水要上升必须要有孔隙，水位要有高低，孔隙必须要有大小。这样，水位的毛细现象的概念就被学生所认识、理解并运用。

第二个层次表现在概念在知识体系中所处的位置。新概念的产生是由原认识中的概念和新的信息结合而成，因此，在概念教学中我们应当帮助学生弄清新概念在概念体系中所处的位置，以及与它相邻概念间的区别。比如，苏教版教材四年级下册《无处不在的力》这一单元就对概念的体系进行了有序的组织。如果我们能利用概念体系建构概念，就对学生的认识有很大的帮助。第一课《力在哪里》首先建立了本单元的上位概念：力。学生发现了力存在于对物体运动和形状的影响；有施力者、受力者；力有方向、大小、作用点三个要素。第二课《物体的形状改变以后》要建立的是一个弹力的概念，这是力的下位概念，教学中就可以从力这一上位概念入手。弹力首先是一种力，有力的基本特征，就能在对运动和形状的影响中表现出来，就有施力者、受力者，就有方向、大小、作用点。尔后再找出“恢复原来形状”这一弹力特有的属性，这样对于弹力的概念就建立得比较清楚了。

总之，在概念教学中，我们要根据新概念的特点提供各种直观的、具体的信息，为新概念找到固定点、结合点，帮助学生建立有层次的概念。

（责编 黎雪娟）