引导学生建构溶解概念

李颖

在科学课教学中，如何帮助小学生建构科学概念？需要哪些理论和策略？下面以如何引导学生建构溶解概念为例进行讨论。

科学概念建构的相关理论概述

概念是指人脑反映客观事物本质特性的思维形式，包括内涵和外延两个方面。内涵是指概念反映的事物的一般特性（即共同关键特征），即概念的含义;外延是指概念包括对象的总和，即概念适用的范围。概念是在实践过程中抽象出事物的本质属性并推广到同类的其他事物而形成的，能使一类事物与另一类事物区别开来。

科学概念是组成科学知识的基本单位，是科学知识结构的基础。科学概念的建构对学生学习的不断深入提供必要的基础和条件，是建构正确科学知识体系的基础。科学概念的形成有助于学生正确有效地面对和解决生活、科学中的问题，并对学生进行相关科学研究的进一步深入有不可忽视的作用。

学生进入科学课堂之前，在日常生活和成长过程中逐渐形成了对一些事物的认识、观点和看法，这些长期积累的感性经验我们称之为前概念，前概念对新概念建构可以产生积极或不良的影响。因此，如何将不完善或错误的前概念变成正确的科学知识，即概念的转变，是教学研究的关键。概念转变是学生对已有知识经验的重新建构或组合，包括同化和顺应两种方式。概念的转变有两种可能：一种称为“丰富”，即新知识补充了原有知识，通过积累的方式使这些知识发生变化，或称为概念增长;另一种情况称为“修正”，个体原有的某种知识经验受到了与之不一致的新经验的影响而发生重大改变，即从已有知识经验到科学概念的变化。

实施多种策略帮助学生建构溶解概念

根据概念建构理论， 在教学实施过程中， 教师可以通过课前分析学生前概念、课中帮助学生建立科学概念、课后对科学概念进行评测三个阶段来完成对溶解概念的建构。

1.研究方法

选取本校三年级的学生作为被试，先后在3个班级进行了前测，目的是对测试题进行调整，针对学生情况设计课堂教学环节，这样有利于促进学生建构溶解概念。在本项研究中，我们采用了前测问卷和后测问卷。此外，在课堂教学中为学生提供了实验材料（食盐、白糖、高锰酸钾、水和搅拌棒等用品）。

2.前测

在测试前，告知被试将在充裕的时间内（15分钟）做一份关于“食盐或白糖放入水中发生什么现象”的问卷，并告知被试问卷答案不涉及对与错，只需要将自己的想法和答案写在问卷上。在规定时间完成后由教师收回，然后由教师对问卷进行评定和分析。前测中，我们编写了3道题，参与测试的学生有43人，下面是对前测题的具体分析。

第1题：将食盐或白糖放入水中，过一会儿，会出现什么现象？

意图：让学生对于食盐或白糖溶解出现的现象进行初步认识，目的是考查学生在日常生活中是否有这种经历（通过访谈得知有一部分学生没有配制盐水和糖水的生活经验），因此，这就成为教师进行教学设计时需要关注的焦点之一。

测试结果：学生答案中提及溶解的有6人，提及溶化的有3人，提及熔化的有6人，提及溶了的有1人，提及化了的有3人。

分析以上数据，我们发现近50%的学生提及不相关的答案，说明学生对溶解现象有一定的关注，一些有生活经历的学生能提及溶解的相关概念，测试结果也反映出学生的一些错误概念。因此，在教学中要设计一些实验帮助学生转变错误的概念。

第2题：在配制一杯糖水（或盐水）的过程中，可能出现哪些变化？请使用画图搭配关键词的方式对这个变化过程进行解释。

意图：让学生对溶解过程每一个变化进行简单的解释。本题是检测学生前概念中不完善的部分，这涉及教学设计中的重要部分。

测试结果：学生答案中提及颗粒变化的有9人，提及颜色变化的有4人，提及味道变化的有5人，提及位置变化的有8人，提及消失的有5人，提及气泡的有8人，提及分解的有2人，提及溶解的有1人，做出无关解释的有8人。

通过数据分析，不难看出少数学生的前概念是零散且不完整的，甚至一些学生的前概念是错误的。针对这一问题，教师应当思考如何引导学生建构正确的概念。

第3题：你知道以上现象在科学上叫什么吗？

意图：通过让学生对配制盐水和糖水这个生活现象下定义的方式了解他们对溶解这个科学概念的理解。

测试结果：学生答案中提及溶解的有4人，提及水溶的有2人，回答不知道的有37人。

以上数据反映出只有少数学生能提及溶解这一正确概念。随后，教师对这些学生进行了访谈，让学生具体描述什么是溶解现象时，他们不能清晰阐述溶解过程中产生的每个变化。因此，教师在溶解概念的教学中，需要利用一系列的引导性问题，引导学生具体描述实验现象，启发他们利用关键词阐述溶解过程中的主要变化。

3.概念转变的教学策略

基于前测，我们精心设计了教学过程，利用三个环节帮助学生建构溶解概念。

环节一：学生动手配制盐水和糖水，初步观察溶解现象。本环节要达到两个目的：一是让学生感受溶解现象是从颗粒的变化开始的，对溶解概念获得感性认识;二是让学生对溶解现象进行猜想，提出他们的解释。

环节二：由于食盐和糖的溶解中，不能清晰地看出颗粒变小，教师引导学生更换实验材料，利用高锰酸钾做进一步观察。学生通过画图的方式记录高锰酸钾在水中溶解的过程。在这一教学过程中，教师有意识地让学生通过俯视和侧视等多视角观察高锰酸钾在水中的溶解现象，并和不溶解的沙进行对比，启发学生描述溶解现象并进行解释。观察结束，教师引导学生利用“颗粒由大变小”“均匀分散”等关键词对溶解加以描述，帮助他们建构正确的溶解概念。

环节三：教师带领学生对一些与溶解容易混淆的科学概念进行辨析。教师给出溶化、溶解和熔化等概念，让学生举例说明，然后教师给予正确的解释。通过概念辨析，有助于加深学生对溶解概念的认识。

4.后测

后测一共有3道题：第1题让学生运用图示与关键词相结合的方法对溶解概念直接进行陈述;第2题让学生利用溶解过程中的几个变化判断面粉在水中是否溶解;第3题通过冰棍化成水的现象，考查学生是否理解溶解概念。以下是各题的后测数据和分析。

第1题，学生答案中提及颗粒变化（颗粒变小）的有8人，提及均匀分散的有7人，没有人提及肉眼看不见的微粒，提及消失的有20人，提及其他现象的有20人。

第2题，能正确判断的有21人，能正确解释的有15人，判断错误的有10人，解释错误的有9人，给出其他解释的有2人。

第3题，能正确判断的有26人，能正确解释的有22人，判断错误的有5人，解释错误的有2人，给出其他解释的有3人。

分析以上数据，我们发现，与前测题相比，学生能用关键词（如颗粒变化、均匀分散、消失等）描述溶解概念的数据明显上升。近60%的学生对面粉是否溶解能作出正确的判断，并能给出合理的解释，这说明了相当一部分学生理解了溶解这一科学概念。通过后测还发现，大多数学生能够通过对比的方式，对一些与溶解容易混淆的概念进行辨析，说出它们的异同。通过后测，我们发现实施概念转变策略后，学生对溶解概念的建构有明显的提高。

通过上述研究，我们认为，在学生建构科学概念时，教師要尽可能让学生的生活经验与新概念之间发生联系，形成认知冲突，实现自我建构。在学生建构科学概念时，教师要帮助他们梳理概念的关键词，利用图示与关键词相结合的方式进行教学，将抽象知识具体化，这些是促进学生理解、记忆的有效方法。在新概念生成后，应当要求学生将新概念与原有概念进行对比，这样可以加深他们对新概念的理解，将新概念纳入已有的认知结构当中。总之，引导学生建构科学概念时，需要对他们的前概念进行深入分析，运用多种策略帮助他们实现概念转变，提高教学的有效性。