在科学课教学中发展学生的科学概念

李志坚

是科学知识结构的基础。科学课程标准明确指出，在科学探究中要关注科学概念，科学教学应围绕建立科学概念来组织活动。在实际的科学教学中，教师要重视科学概念的建立，思考如何在科学教学中培养学生的科学概念。

一、剖析前概念，找准发展科学概念的起点

在接受正式的科学教育之前，学生已经积累了丰富的自然科学体验。这种相对原始、不够精确的初始概念叫作前概念。许多研究表明：前概念是科学概念建构的基础，了解儿童的前概念非常重要，不容忽视。所以在科学概念教学中，我们首先要充分了解每个学生的前概念，从中找到科学概念的出发点，从而真正培养学生的科学概念。

由于学生的前概念具有个性化、隐蔽性、表面性等特点，平时不易发现，这就要求教师善于通过多种方式了解学生的前概念。例如，为了了解学生对于“浮力”的个人前概念，课前我对三年级部分学生进行了访谈调查，情况如下。

从表中可知，学生对于物体在水中沉浮的原因有多种不同的想法，但大都是不全面的，甚至有些是错误的。有这样的分歧并不可怕，恰恰相反，学生前概念的充分暴露，为教师后续的教学指明了方向。教师在了解学生前概念的基础上，可以适当调整自己的教学步骤，将课堂教学的重点定位在帮助学生转变错误的前概念上，从而帮助学生建构正确的科学概念。

二、引发矛盾，指明发展科学概念的方向

教師在充分了解学生的前概念之后，可以通过创设问题情境引发学生的认知冲突。学生发现自己对某一现象的认知和真实现象之间的矛盾，意识到同一事实的两种或多种不同认知结构之间的冲突，便会逐渐调整自己的认知结构，使其与真实现象之间达成一致，进而建立与科学概念相一致的新的概念。

例如，在《连通气球》一课中，教师出示玻璃管连接的大小气球，问学生大小气球连通后会出现什么现象。学生说出了多种猜测。这是他们基于自己已有的经验做出的，其中大部分学生认为大小气球连通后会是一样大的。但学生通过实验发现，大的气球变得更大，小的气球更小了。这与他们原有的前概念之间发生了冲突，从而引发学生思考，为什么大的气球更大，小的气球更小。这时学生的内心是疑惑的，他们既对自己原先的前概念产生了否定的态度，同时又无法寻找到正确的答案，学生探究的欲望就增强了。

又如，在《声音是怎样产生的》一课中，教师通过实验和提问了解了学生的前概念，发现学生普遍认为：物体通过用力摩擦、敲击、弹拨，或者让它动起来，就能发出声音。此时教师演示用力弯曲钢尺，钢尺不发出声音;用力拉橡皮筋，橡皮筋也不发声。然后提问：我对物体用力了，物体却没有发出声音，这是为什么呢？这时出现的现象与学生的前概念之间发生了冲突，促使学生对物体发声的原因进行进一步的探究，也朝着科学概念的建构更进了一步。

三、亲历探究，建构科学概念的必要条件

科学概念的建构主要来自学生对事物的体验与感悟，学生只有在探究活动中充分参与，才会有深刻的体悟。在课堂教学中，当学生经历了一个个探究活动之后，思维在经历中被激发，学生的科学概念才能得到更深入的发展。

在研究物体沉浮的原因时，学生对物体沉浮的解释大都认为重的沉，轻的浮。教师通过把重的木块和轻的大头针放入水中，出现的现象是重的浮，轻的沉，从而引起学生的思考：物体的沉浮到底和什么有关？难道真的与重量无关吗？此时，学生探究兴趣浓厚，他们非常渴望能通过实验来验证。这时教师给学生提供了两组材料：一组是体积相同、重量不同的物体;一组是重量相同、体积不同的物体。实验的结果是显而易见的，学生在获得这样直观的体验后，他们会自然而然地修正原先的前概念，逐步构建起科学概念。

四、分析整理，建构科学新概念

科学概念的形成，通常需要对大量的事物和现象进行观察，积累丰富的感性认识，再通过分析、比较等思维活动，寻找事物之间的因果关系和共同属性，并从共同特征中抽象出本质属性，构建科学概念。

在《声音是怎样产生的》一课中，学生原有的经验认为：物体通过用力摩擦、敲击、弹拨或者让它动起来，就能发出声音。教师借助对钢尺和橡皮筋施力没有发声的现象，引发学生对自己原有的经验产生质疑。所以，教师引导学生开展实验探究并讨论，从物体“摩擦、敲击、弹拨”等不同发声现象中寻找共同之处，通过分析、比较，从众多的现象中抽象出共同的特征：声音是物体振动产生的。

五、解决问题，巩固深化科学概念

当学生刚刚形成一个新的科学概念时，这个概念在其认知结构中往往是孤立的，很容易受到其他因素的影响。通过创设具体的问题情境，运用已形成的科学概念来解决问题，学生才能真正掌握正确的科学概念，同时，帮助教师及时了解学生对新概念的掌握情况，以便进一步有针对性地加以纠正、完善和深化学生对于科学概念的理解。

概念的应用是一个从抽象到具体的过程，对学生来说有一定的难度。所以，教师在概念应用设计时，应该循序渐进，在已构建科学概念的基础上逐层深入，并教给学生思考的方法，使其在解决问题的过程中深化概念。