搭建思维之桥，促进概念建构

罗丽行

【摘要】：小学科学概念的建构要靠探究式学习来实现。应用信息技术手段进行教学，能更好地创境设疑，更好地释疑解惑，更好地帮助学生进行思考、总结和自我评价，从而达到有效探究和建构概念的目标。

【关键词】：小学科学;思维活动;信息技术;概念建构

在探究式学习活动中，教师组织和指导学生观察实验现象，收集实验数据，获取事实的依据，然后引导学生通过对比和归纳、分析和概括等思维活动，生成言语可以表述的、能反映事物本质属性或内在联系的认知成果。

当下，教育信息化的发展成果百花齐放，为课程内容的呈现提供了多样的方式，为学生自主的探究式学习提供了丰富的手段和资源。

科学课堂应用信息技术，关键在于根据教育对象 、教学内容 、教学情境，将技术合理地整合到教学中，将学科知识加工成易于理解的表征形式，为思维搭建跨越不同维度的桥梁，促进学生对科学概念的生成。

一、创设有效情境，聚焦核心问题

美国教育家布朗认为：“学习的环境应该放在真实问题的背景中，使它对学生有意义。”由于受到教学内容和课堂时空等条件的限制，教师无法带领学生身临其境地处于某个生活现场开展学习活动。因此，应用信息技术手段创设模拟的、符合实际的问题情境，就成了教学的确实需要。

应用信息技术创设问题情境，不仅要立足生活，紧扣生活，具有生活性，还要制造悬念，激发兴趣，具有生成性。《用气球驱动小车》这课怎样聚焦问题？在学生看来，航天火箭和司空见惯的气球简直是风马牛不相及的事物，一位老师却用视频呈现航天火箭升空的情景，引导学生推测气球和航天火箭之间有什么关联，给学生挖了一个开脑洞的大坑。接下来，老师再把装好喷气管的气球吹满气进行演示。于是，同学们看到了气球沿着“轨道”（透明的丝线）快速冲到天花板面。在同学们惊奇地欢呼时，老师顺势抛出问题：“为什么气球能像火箭那样飞升起来？”又把学生带人新的思考之中。

还是《运动和力》这个单元，《运动的小车》这一课探究的是速度和能量之间的关系。为了带给学生认知的震撼，一位老师采用课件展示飞机遭遇飞鸟的而严重破损的图片，激发学生的思考：“飞机为什么严重受损？”“弱小的飞鸟哪来这么大的能量？”通过真实情景的呈现，学生就能把速度和能量之间关系建构起关联的表象，并在进一步的实验中得以论证。

二、指向感性积累，引导探究发现

概念建构的过程是感性认识发展为理性认识的过程，这个过程需要丰富的表象作支撑。图文并茂呈现信息，可读可视胜千言。信息技术手段的应用为丰富学生的感知表象提供了便捷的途径。借助信息技术，可以为学生提供图文并茂的信息，可以呈现直观形象的动画场景。对于学生，他们通过可读可听可视的直观信息，可以弥补认知经验的空缺，可以在已知和未知之间建立连接，实现感性到理性的思维跨越。对于老师，可以借助直观形象的方式呈现教学资源，化繁杂为简洁，化抽象为形象，化深奥为浅显，为学生开启认知的窗户，从而摆脱费尽口舌而学生却还是一头雾水的尴尬。

四年级上册《运动和力》这一单元，涉及了重力、反冲力、弹力、摩擦力以及运动能量等相关概念。这些抽象的概念不是感官可以直接感知的结果，教师要引导学生对相关现象进行思维加工才能生成。在此过程中，借助信息技术再现有关生活场景，帮助学生获得丰富的感知表象，就能够更有效地完成抽象概念的建构。

三、指向理性思维，互动研讨生成

科学课堂的观察活动，是为了看清事物的现象，感知事物的表征，收集实验的数据，增强感性认识，从而为进一步认识事物的本质属性和内在联系提供支持。不过，由于小学生年龄特点和心理因素的局限，他们大多数人很难自觉地把观察活动的目标和科学探究的目的联系起来，甚至只停留在追求“好玩”的层面。因此，老师要激发他们好奇的天性，引导学生在观察中有意识地提出问题。

1.重现实验细节，引导过程反思

学生在动手实验过程中，往往“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。老师可以借助手机投屏等信息技术工具，重现实验过程中的某些典型的细节，引导学生反思操作过程，发现问题，从而纠正认知的偏差。

例如，《运动的小车》一课的对比实验，研究的是小車的运动速度和能量大小之间的关系。实验中，一些小组的实验小车跑偏了，从障碍物的一侧“擦肩而过”，并没有产生正面撞击的效果。可是，记录员却还是记下这个不正常的数据。老师及时拍摄了这个过程的视频。交流研讨时，这个小组的数据引起了质疑，老师拍摄的视频正好再现了“真相”，对引导学生反思实验过程，正确获取数据起了很好的指导作用。

2.建立概念关联，促进知识迁移

《斜面的作用》这课中，不少学生很难将螺丝钉和斜面的作用联系起来，无法理解螺纹的疏密和省力程度的关系。为了消除学生的费解，一位老师采用直观的动画，引导学生通过类比的方式来理解。老师借助课件出示了盘山公路和螺丝钉的对比图。对比图还添加了动画演示：一段盘山公路铺设了“红地毯”，一辆小车沿着“红地毯”往上行驶;螺丝钉的一段螺纹上也铺设了“红地毯”，另一辆小车也沿着“红地毯”往上行驶。学生观看了形象直观的动画演示，可谓茅塞顿开，螺丝钉的螺纹疏密和省力程度的关系这一概念的建构终于水到渠成。

3.引导问题生发，驱动深入思考

“人为什么要呼吸？”“运动时，人的呼吸为什么会加快？”这是《运动和呼吸》一课的教学要探究的问题。为了让学生认识人的呼吸对生命活动的意义，老师不直接把问题抛给学生，而是先用课件出示对比图，引导学生进行推测：两截点燃的蜡烛分别罩上一个集气瓶，一个瓶内是空气，一个瓶内是人呼出的气体，请同学们猜猜，那支蜡烛容易熄灭？然后，老师又让学生通过实验来验证自己的推测。经过再三验证，学生确认蜡烛在呼出的气体中容易熄灭，因而心生疑问：“是不是呼出的气体和空气不一样？这是为什么？”当学生处于这样的愤悱状态时，教师再组织学生进行探究式阅读和微课学习，概念建构的生成过程就更具自主性和探究性的色彩。

四、巩固学习成果，促进概念运用

反馈和评价是课堂的基本要素。复习和测试是巩固学习成果，促进知识迁移的重要手段。互动式课件、思维导图、网络问卷等信息技术工具，也是科学课堂教学的反馈和评价值得运用的手段。

例如，《弹簧测力计》一课的教学，在使用弹簧测力计测量物体重量时，一些学生对示数的读取颇有困难。教师就借助演示文稿制作图文结合的填空题，指名部分学习困难的学生展示答题，让其暴露疑难所在，从而获得同学和老师的指点，真正掌握示数的读取方法。

再如，当《运动和力》这个单元学完之后，学生对各种力的概念容易混淆，老师则可以借助思维导图，引导学生将各种力从“产生”、“方向”和“运用”等方面进行梳理比较，形成一棵系统化的“知识树”，就更有利于概念的巩固和运用。

总之，在科学教学中应用信息技术的目的和作用不在于刻意地“插花”，而在于无痕地运用中更好地创境设疑，更好地释疑解惑，更好地帮助学生进行思考、总结和自我评价。