建构观在初中科学概念教学中的实例研究

柴亚平

摘 要：概念是人类的思维工具，是人类认识世界、表达思想的载体，它是知识结构的联结点，构成了知识的基础。本文在建构主义学习理论指导下，在元认知策略的运用、前科学概念、概念的转变、元认知的发展、概念的结构化表征几方面，通过实例，对初中科学概念教学过程进行探讨，以促进学生思维发展。

关键词：质量；密度；元认知；相异概念

人类对科学本质的认识经历了由科学的“真理观”向科学的“建构观”的转变。建构主义的学习观认为：学习并非学习者对于所授知识的被动接受过程，而是一个以其已有的知识和经验为基础的主动建构过程。换句话说，获得知识的多少取决于学习者根据自身经验去建构有关知识意义的能力，而不取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。以下是教学过程中，在建构主义学习理论指导下，对初中科学概念教学的实例探讨。

一、基于元认知巧设情境构建新概念

基于元认知的教学关键在于巧妙安排各类具体、丰富的学习情境，精心设计有层次性的问题于各类学习情境中，引导学生进行深度思考，使学生感受到原有概念不能解决现有的问题，从而能够主动建构新概念，以提升对概念本质的认识。

在讲“密度概念”的探究性教学设计中，教师给每组学生准备三种不同材料构成的6个实心物品（外观上无法辨识），让学生分组探究，辨出构成物品的材料的异同并归类。物品的选择和处理，一是要能避免学生靠视觉、听觉、嗅觉和触觉就能分辨出物品的材料构成；二是要能引导学生用考虑体积和质量（两个变量）的思路，解决材料辨别问题。

为形成有梯度的探究过程，在准备材料时，教师选择了外形、体积相同的6个物品，其中两个物品质量也相同，对于初中生来说，在小组合作下，很容易把这两件物品归为一类。挑出两个后，剩下的4个虽然形状各异，通过测量发现有两个物品的净重是一样的。因此只要比较它们的体积，即可判断出材料是否一样。测量可知，这两个物品的体积也一样，因此判断是同样的材料。最后剩下的两个物品，不仅形状各异，而且通过测量得出它们内装材料的净重和体积均不一样，根据提示，可推断它们是同种材料。

此环节关键在于，能否引导学生用前面的辨别经验推断他们是同种材料。这既是学习过程的应用，也是本次探究的升华过程。因此，要判断其中所装材料是否一样，必须综合考虑每一个物品的质量和体积并进行对比分析，从而可能产生“根据质量和体积的比值可以区分”的猜测，实现密度概念的有效建构。

学生根据已有的经验可以解决其中一部分问题，但另外一部分问题，必须超越已有的经验认识，探寻新的解决办法才能解决。这种基于学生已有经验，而又驱动他们超越经验的问题解决活动，有利于调动学生积极、主动地投入到智力活动中，对于他们形成正确的科学概念、获得对科学积极的情感和态度，也许是最有价值的一种体验。

二、基于元认知的发展，追根溯源建立新概念

教学中有些概念对于老师来说也只是书面上的理解，平时很少对它们的出处进行考究，这使我们向学生传递的信息也只停留在表面，更无法谈及深入学习。所以在教学过程中，教师首先要能吃透概念，利用先进的现代网络技术，获得想要的信息，也为学生提供多样化的信息来源，再根据自己的理解，发挥聪明才智，使学习者通过意义建构来优化和完善认知结构，获得自身发展。

比如在讲“质量”这一概念时，教材上给出“物体所含物质的多少”的定义，从概念到定义都很抽象，同时我们也注意到，教材中还给出在英文物理文献中，质量对应的词为：mass。这个概念是怎样来的？通过查找可获得以下内容：牛顿在其《原理》一书中最早引入mass（质量）的概念来表示物质的量。在牛顿之前，描述物质的量的常用词为bulk和 moles。“bulk”在中文里合适的对应词是“大块头”。另一个词“moles”来自拉丁语，也是一大团、一大块的意思，如果加个小词，变成molecule（molecula），就成了一小块，汉语标准译法为“分子”。也就是说“一大块”是由“一小块”，即物质由分子构成。这样介绍后，会给学生一种质量是由微小粒子堆加累计的印象，再给出质量是物体所含物质的多少的定义，学生更容易接受，同时可生成以下知识：质量是物体的属性，它不随状态、形状、温度、位置的改变而改变。

这样不仅深化了对概念的理解，也为学生提供了一种深入学习的途径：通过网络查询所需的资料，培养学习过程中的追根索源的精神。

三、从生活前概念出发，促前科学概念转变

前科学概念指的是与科学概念的内涵、外延不尽一致的个体概念，包括错误概念、前概念、相异概念等。错误概念并不是内涵完全错误的概念，实际上是与科学概念不尽一致的相异概念，但是错误概念和相异概念都是易使人们产生歧义的术语。狭义的前概念指的是原发性前科学概念，广义的前概念指的是前科学概念，包括原发性前科学概念与继发性前科学概念。这样的概念形成后，不易被重建，也极易成为今后学习的误区。如在讲密度概念时，进行如下课堂教学设计：

师：同学们，铁和木头相比，哪个重？

生：铁比木头重

师：（出示一枚小铁钉和一块体积较大的木头）这枚铁钉比这块木头重么？（学生否定）那你们为什么就说铁比木头重呢？请修正原来的表述。

生：体积相同的铁和木头，铁要比木头重。

师：如果不是比轻重，而是比质量大小呢？

生：体积相同时，铁的质量比木头大。

师：很好！体积相同的不同物质，质量大小并不相同。

由此，引出密度的概念。

上述案例，教师用比较一枚铁钉和一块木头谁重的质疑，引发学生认知冲突，从而促使學生主动修正原有的观点，构建起密度的概念，实现前科学概念的重建。

通过上诉建构主义教学实例，我们发现，建构主义学习观能充分考虑学生已有的认知结构，选择学生理解得更为透彻的概念作为概念转变的生长点，考虑学生已有知识或前科学概念，实现新概念的有效构建。概念教学中其他各方面因素的影响，如教学方法的选取、现代教学手段的应用等，这都需要进一步的研究。至于文中提出的一些观点和看法，也有待于在教学实践中进一步完善和发展。

参考文献

1.罗星凯，刘小兵，梁维刚，吴娴，张琴美，李萍昌.“密度概念的引入”探究性教学设计.人民教育，2002（9）.

2.曹则贤.质量与质量的起源.物理学咬文嚼字之十一.

3.李高峰.科学教育中的“前科学概念”.教育学术月刊，2010.9.

4.郑青岳.郑青岳科学教育讲演录.浙江教育出版社，25.

（作者单位：浙江省诸暨市荣怀学校）