小学科学探究活动中科学概念建构的实践与思考

杨春华

《小学科学课程标准》在关于课程的性质中指出：“小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的核心课程”。科学认知作为学生科学素质的重要组成部分，也自然就使引导学生建构科学概念成为科学课堂教学的主要任务。在基本理念中，《标准》也指出要坚持“学习‘四位一体的科学”，“以科学探究为最为重要的学习方式”，因此，在探究活动中建立科学概念就必然成为科学课堂教学的主要形式和主要任务。

以探究为核心，“探”就是观察和实验，发现事物表象，“究”是比较、抽象思维，理解事物本质。学生只有在探究中借助观察和实验，通过比较和思考，才能建构起科学的概念。下面就谈一谈我们在科学探究活动中指导学生建立科学概念的一些实践与思考。

一、科学概念建构是对学生前概念的重建，探究是重建的抓手

建立科学概念不是简单说得出知识点叫什么名字，而是在抽象思维基础上对事物本质的理解。科学概念所指向的事物也不是学生完全陌生的，在小学阶段其所指向的事物多是学生好奇感兴趣的或身边生活中接触频繁的。学生对这些事物已有的认知就是他们的前概念。这种前概念，不一定是错误的，但在新的科学概念面前至少是片面的、不完整的。科学概念的建构就是对学生错误的、片面的前概念的重建或修补。这种重建或修补以及抽象的思维又是建立在诸多的具体观察和实践基础之上的。前后相加就是探究的過程。

我们以《溶解》为例来说明科学的概念如何基于前概念并借助探究活动建立起来。在学习之前已有很多学生能说出“溶解”这个词，也能对一些物质在水中是否溶解做出正确的判断，但是不是已经建有溶解的概念了呢？显然不是的。在没有一系列的探究活动之前，溶解就是化了，这就是前概念。

“将食盐、面粉和沙子三种物质各一勺分别放入盛水的烧杯中，会怎样？”

“食盐会化掉看不见，沙子会沉下去，面粉不太清楚。”动手做一做，细细观察到底是怎样的，这是第一次探究。在都经历了搅拌之后，面粉一颗颗地分散在水中各处，但底部要多一些。能看到一颗颗那就不是溶解，这离科学的概念还有一段距离，但比前概念丰富了一些。

再把少量的高锰酸钾放入水中，搅拌，瞬间一杯漂亮的紫红色液体出现了。这是第二次探究。学生再次看到了物质在水中被分散到了每个地方，而且均匀透明，也是一颗颗的但却看不出，是变得极小极小了。食盐在水中也是这样的吗？高锰酸钾这种状态是不是溶解呢？一碗汤中每滴汤的咸淡是一样的，食盐在水中的分布也是均匀的。再出示事先配制好搁置了较长时间的食盐溶液、高锰酸钾溶液和面粉混合液。食盐水和高锰酸钾水不会沉淀，但面粉则更多地沉到了底下。溶解是物质变成了很小很小的微粒，稳定且均匀地分散在水中，液体是透明的。食盐是无色的，所以我们什么都看不到，高锰酸钾是带紫色的，所以可以看到一片透明均匀的紫红色。离科学的概念距离更近了一步。

最后是过滤。过滤很费时，很多操作还很难，尤其是用玻璃棒引流，但也正是这样，学生就特别的感兴趣，印象深刻：溶解的物质食盐和高锰酸钾没法过滤出来，不溶解的物质面粉和沙子能过滤出来。“溶解是物质在水中变成了很小很小的肉眼看不见的颗粒，均匀稳定的分散在水中，形成透明的溶液，无法用过滤的方法从水中过滤出来。”至此，对小学生来讲，溶解的科学概念已经建立，只需通过练习加以巩固。

让学生记住“溶解”这个知识点很容易，网络时代，学生到网上自己也能搜到。但是，科学概念的建构还是要借助科学探究过程来实现。要舍得花时间，准备充分典型的材料展开一个个探究，层层递进，环环相扣。使学生在探究中获得必要的感性认识，乃至与原有的认知发生激烈的冲突，消除错误的前概念，发展不完整的前概念，获得新的正确的概念。

二、科学概念的建立以形成知识体系为最终目标，科学探究是知识体系构建的纽带

在科学探究活动中建构的一个个科学概念，不应该是孤立和静止的，它们是构建知识体系的“物质”基础。科学探究是知识体系构建的纽带。当然，对于小学生而言，建立的知识体系也必然是初步的、不完整的，他们也很难自主地去建构，需要我们积极地去创造条件和机会。

我们以五下《浮力》和《水的热胀冷缩》为例来加以说明，浮力先学，然后是水的热胀冷缩。很多的老师教学时是把这两个知识割裂开来的，但我们通过探究让学生在这两个知识之间建立起了联系——受热可以使物体体积膨胀，密度减少，由沉变浮。

用塑料袋从水槽中取冷水，观察冷水袋在水槽中的状态，再把冷水袋放在热水中加热，观察。冷水袋逐渐饱胀起来。学生说水受热膨胀了、热胀冷缩。很对，但我们将他们的发现直接“忽视”了，而是演示把热过的冷水袋放回冷水槽中。

“又有什么发现？”

“浮起来了。”

“由沉变浮了，一般由什么变化引起？”

①重力不变，体积变大，排开水增多，浮力变大；②体积不变，物体变轻了。

“水变轻了吗？我们准备好了天平，称一称就知道了。”

“没轻。”

“是体积变大，浮力也增大了。”冷水袋一小部分露出水面了，可见，体积

增大得还不小。体积增大是由受热引起的。

在这样的探究活动中，我们把水的热胀冷缩的知识和浮力的概念、密度的概念联系在了一起，建立了初步的相关的知识联系，浮力的科学概念得到了巩固，逻辑思维能力得到了锻炼，认识也得到了提高，懂得自己学的知识是有用的，可以推理出新的科学道理来。在探究中，学生也接触到了物体热胀冷缩的本质，只是体积发生了变化，而质量没变，对他们以后正确认识质量属性也很有帮助。而常规的热胀冷缩的教学没有这样的知识渗透的。

科学学习以探究为核心、注重实践；观察和实验永远是科学课堂的主角。这些都是由小学生年龄特点、知识水平和思维能力决定的。学生在基于实践的科学探究活动中思考、提炼、概括，才能构建起科学概念和知识体系。

【作者单位：苏州工业园区车坊实验小学 江苏】