在科学探究活动中引领学生建构科学概念

冯焕心

科学概念不仅是对科学知识的抽象，还包括科学的观念和对科学的看法。科学概念是学生形成科学知识体系的基本单位，是科学知识结构体系形成的基石。我们要引导学生经历有效的科学探究，帮助学生建立正确的、科学的概念和认知结构，发展探究能力。以教科學版科学四年级上册《声音是怎样产生的》一课为例，谈一些自己的看法。

一、定向探索，挖掘前概念

1.体验探索问题

前概念是学生学习新概念的基础，也是教学的始发点。所以我们在教学时一定要从学生的前概念出发，在教学要从学生的身边的、感兴趣的和存疑的问题人手，遵循从具体到抽象、从简单到复杂、循序渐进、由易到难的教学规律。

我课前调查过，发现大多数同学认为是通过敲打、碰撞、拍打……等原因产生了声音，“振动”这个概念很少学生知晓。为了纠正这个错误的观点，于是我尊重学生的原有的认知基础，从学生熟悉的拍、打、敲让物体发声的方式为探究点，利用已有经验，暴露错误观点。

2.尝试解释问题

有了探究性问题，要引导学生用自己的不充分的思想尝试解释问题，让学生的新旧概念产生思维的碰撞，“你们能让橡皮筋发出声音吗？”学生尝试提出多种方法，在回答的过程中，学生发现了刚才让物体发出声音的方法好像不能让橡皮筋发出声音。接着我让同学们尝试玩橡皮筋，让橡皮筋发出声音，看看哪个小组想的办法最多。学生的兴趣和好奇心被充分调动起来，纷纷尝试泼弄橡皮筋，并发现了一个新的现象，橡皮筋在颤动

前概念就这样存在于学生的思维当中，带有强烈的年龄认知特点，不是光凭想象就能够推想出来的。通过巧妙的创设情景、学生尝试解释，调动学生已有的知识经验，学生的兴趣与思维很快带人应有的状态，学生的前概念被充分地展示出来。

二、提供有效材料进行探究，挖掘概念的内涵。

学生科学概念的发展过程要遵循概念发展的顺序和学生个体科学概念发展的实际水平，要一步一步地发展。实践证明，只有学生在科学的认识下，借助完整有效的科学探究过程，通过亲身的探究和实践，科学知识在其心中才能真正获得新生，才能获得“深层理解”并形成科学概念。

1、依实验证，初步建构新概念

科学概念的建构是从学生对具体事物的现象及外表特征的感受开始，实验是获得这些感性认识的重要途径。当学生面对待研究的问题，允许他们按自己的意志去支配材料并完成实验，获取有价值的信息。当学生在上一环节初步感知了颤动后，这个环节我又提供了一些有结构的材料：尺子、装水的瓶子、小螺号等，让学生进行发声实验，并观察物体发声时和不发声时有什么区别。这个问题是学生比较能力、概括能力的一次提升。在解决这个问题的过程中，学生的思维逐渐向“振动”的概念靠拢。再经过学生仔细观察实验现象、讨论和交流。建立“振动”的概念，并得出声音可能是由物体振动怎么产生的。

2、提供材料，让学生再设计实验，把握概念的内涵。

当引导学生归纳得出“振动”和“声音是由物体振动产生的”这两个概念时，再次设计实验来验证所做的推测，是非常必要和及时的。上一环节学生通过观察和感知初步认定声音可能是由物体振动产生的，这一环节我提供了砂纸，木屑，小鼓，绿豆等材料。让小组先设计实验方案，并进行汇报。接着就按照自己的方案进行实验，并要求认真观察实验现象。最后引导学生交流：你们发现了什么现象？说明了什么？那声音到底是怎么产生的？并板书这节课的核心概念“声音是由物体振动产生的”。在“声音是由物体振动产生的”这一概念的提升过程中，学生进行了多层次的比较、分析、综合等活动，由表面的理解进入到概念的提升，真正能握到概念的内涵。

3、逆向反证，有效构建科学概念

师生合作做实验，老师敲钹，学生止震，这时，学生发现：振动停止，声音消失。

敲击音钹的反证实验让学生学会从相反的角度分析问题，能有效地在学生的头脑中提升对科学概念的理解，通过不断梳理科学知识，从而感悟科学本质，从而有效地揭示科学概念。

三、解决实际问题，深化科学概念

科学概念的运用是学习科学概念的目的，也是检验科学概念掌握情况的重要标志，还是加深对科学概念理解的重要环节。因为，只有通过运用，学生才能掌握科学概念；同时，在运用过程中对科学概念理解上的缺陷才能暴露出来，以便进一步地加深和深化学生对科学概念的理解。

当学生充分理解“声音是怎样产生的”这一核心概念时，我及时提出三个拓展应用的问题，让学生在小组内讨论。（1）我们每个人的身上就有一个我们感觉振动非常明显的地方，猜猜它在哪儿？（2）白纸会唱歌，怎么回事？（3）出示哨子，你能解释它是怎么发声的吗？最后，让学生解释原因，学生在讨论分析的过程中，深化了“声音是怎样产生的”的理解。本环节选择了日常生活中常见的几个问题检验了教学成果、培养了学生迁移能力和实践应用能力。

总之，概念的发展来源于科学探究活动的全过程，要着重引导学生经历有效的探究活动，重视探究过程中的思维因素，才能帮助学生建构科学概念。整节课，我按照“前概念认知——新问题产生——讨论猜测——实验探究——新概念形成——实践应用”的模式进行教学，重视学生的参与性，丰富了他们知识的积累，建构属于他们自己的知识系统，突出了科学概念的构建。