学生“物质的变化”相异构想对比调查与建议

李萍萍

已有的知识经验是影响学生学习的重要因素，学生对科学概念头脑中存在各种各样的想法。通过对五、六两个年级学生的访谈、问卷调查，发现学生在“物质的变化”相关概念中存在相异构想。在物质的变化分类标准、腐蚀、蒸发条件等方面，教师对学生相异构想的认识是准确的;在可逆变化与不可逆变化的区分、燃烧是化学变化、水的三态变化这些方面，教师对学生相异构想的认识与学生的实际有偏差。本文根据教师的访谈情况与学生所具有的相异构想之间的差异，提出合理化的教学建议。

一、 问题的提出

（一）学生头脑中存在较多的相异构想

科学概念对小学生来说是比较抽象的。小学生在学习科学概念之前，头脑中对事物就有了自己的简单理解。这些看法有些与即将学习的科学概念相一致，有一些却是与科学概念不一致的。那些与科学概念不一致的看法，将阻碍学生的科学学习和科学素养的培养。我们将学生头脑中存在的这些想法、看法，称为相异构想。这些相异构想如果不及时探查出来，并采取有效的教学措施及时修正，会影响学生对科学概念的系统学习。

（二）教师对学生知识经验的认识存在偏差

在农村小学，科学课并不受重视，大多数教师是兼职的，而且小学科学是一门考查科目，学生和教师都不重视。很多教师认为，“他们的脑袋是迷糊的，什么都不知道”，“学生的认识经验非常缺乏”，“缺少必要的基本知识”。从中可以看出，虽然不愿意承认，但是不少教育者不同程度地持有“白板说”。在当前的小学科学教学中，仍然存在大量不了解、忽视学生相异构想的现象。这会影响学生对小学科学概念的正确理解，从而影响他们科学素养的提升。

二、学生“物质的变化”相异构想调查

“物质的变化”这一主题，包括的概念有：物体、物质、物理变化、化学变化、可逆变化和不可逆变化。整理出“物质的变化”的相关概念之后，笔者对学校五名科学教师进行了访谈调查。之后设计了二段式测验问卷发给五、六年级的学生，并回收做了问卷分析。

通过访谈、问卷结果分析，我们发现，学生对“物质的变化”最容易出现的相异构想有以下几种。

对水是否有固定形状不能正确认识。在调查中，五年级学生认为水有固定形状的占87.9%;六年级认为水有固定形状的占81.4%。水蒸气与水之间的变化认识不清。认为水和水蒸气不是同一种物质，五年级学生有这种想法的占72%;六年级学生占74.3%。

认为水的蒸发不是任何时候都可以进行的。有这种想法的五年级学生占66.3%;六年级学生占46.4%。

铁锅生锈这种腐蚀现象，认为是物理变化或者没有发生变化。有这样相异构想的五年级学生占78.3%;六年级学生占60.7%。

不可逆变化与化学变化的概念混淆。五年级有65%的学生发生了混淆;六年级有52.1%的学生发生了混淆。

以上是学生最容易产生的相异构想。这些概念，有些是学生已经学习过的，有些是学生没有学习过的，产生这些相异构想的原因是多方面的。

通过对比可以看出，学生头脑中的相异构想并没有因为我们的教学而消失，转为科学概念。所有考查的内容，六年级学生全部学过，但是，相异构想依然存在，类型基本没有减少，甚至还有新的相异构想出现。由此不难发现，传统的教学方法没能成功修正学生头脑中的相异构想，需要我们采取一些特殊的教学策略来帮助学生修正相异构想，构建科学概念。

三、对小学科学“物质的变化”教学的建议

（一）轉变教师观念，重视学生的已有经验

由于教师对学生的相异构想存在一些偏差，所以在“物质的变化”相关概念的教学中，教师要摒弃原来自以为是的想法，去了解学生头脑中的真实想法。对于学生头脑中早已存在的正确的相关概念，例如，热胀冷缩、沸腾，我们可以少花一些时间，没必要让学生刻意加深印象。而对于学生头脑中的相异构想，不管学生的想法有多么“幼稚”，我们都要尊重他们的想法，与学生有效地沟通，引导学生意识到自己理解的错误，从而自愿去修正错误想法，在头脑中重新建立准确的知识结构，形成正确的科学概念。

比如，《蒸发》这节课，蒸发的现象在生活中比比皆是，学生都有体验，但是他们不能把生活体验上升为科学概念。所以在课堂上，教师可以将提前拍摄的生活中的一些照片、视频向学生展示。比如，我们的衣服洗完之后晾晒，最后变干了;游泳完上岸会感觉比较冷;路上的积雪都融化不见了。让学生观看这些生活中的视频，引导他们思考：这些现象是什么原因造成的呢？从而进入蒸发的学习，通过小实验明白蒸发在任何条件下都能发生，蒸发是吸热的。最后一定回扣主题：我们课前所了解的生活中的这些现象都是蒸发。然后让学生课下再搜集一些蒸发的小例子，下节课汇报。从学生的日常生活入手进行教学，轻松有趣，既攻破了难点又习得了新知。

（二） 引发学生的认知冲突，自觉修正相异构想

根据建构主义理论，学生的学习是一个主动建构的过程，是将新知识合理同化到原有的知识结构中。当学生发现他原有的旧知识不能解决新问题时，就会想方设法用新的方法解决这一问题。我们在课堂上，就是要通过创设情境，在情境中让学生意识到，他头脑中的原有想法是无法解释现实现象的，只有更正自己的想法，才能合理解释这个情境。

比如，关于凝结现象，学生非常熟悉：夏天刚拿出来的雪糕周围会有“白汽”;打开冰箱冷冻门，会发现有“白雾”产生;揭开煮饭的锅，会看到有大量的“白汽”冒出来。这些“白汽”“白雾”是什么？对于这个问题，学生往往受到表面现象的蒙蔽或者无形中加入自己的想象，认为是水气化形成了水蒸气，这些白汽就是水蒸气。这时候教师就要加以引导，让学生运用前面所学的知识来检视自己的答案。水蒸气是无色的，所以“白汽”“白雾”不是水蒸气，从而让学生发现自己的答案是矛盾的，自己的想法是错误的。教师要和学生一起分析这个现象，最后得出正确的结论。把学生生活中的一些常见现象搬到课堂上，他们会非常感兴趣，知识接受得就特别快，也更容易修正自己的相异构想。

（三） 提供动手实验的机会，丰富学生的感性经验

小学生的语言表达和理解能力相对较弱，思考问题也缺乏逻辑性，如果我们仅从语言上让他们去发现自己的想法是不合理的，会比较困难。因此，我们要给学生提供尽可能多的动手实验的机会，让学生通过亲身体验，亲自观察实验现象，从而与自己头脑中的相异构想发生碰撞，进而修正相异构想，形成正确的科学概念。

最典型的实验就是盐的溶解。食盐在水中溶解是非常好理解的，关键是溶解之后变回原来的状态不好理解。所以这里一定要安排实验，给学生准备好实验器材，做完食盐溶解的实验之后，进行后续实验之前，一定让学生先预测实验现象，然后再做实验。要让学生仔细观察实验现象与自己的预测是否一致，让学生意识到自己原先的想法是错误的，这样学生才会自觉自愿地去修正头脑中错误的想法。

又比如，铁生锈这个实验。这个实验周期比较长。教师可以提前几节课准备好实验器材，让学生分组先准备实验。有的铁钉完全放入水中;有的完全置于空气中;有的一半浸入水中，一半置于空气中。一周后课堂上观察实验现象。同时，让学生搜集家中生锈的铁钉，通过铁钉的生锈，让学生认识到腐蚀现象。理解腐蚀是物理变化还是化学变化是难点，可以利用铁能够被磁铁吸附的特性来区别铁和铁锈，从而让学生直观地认识到，腐蚀是一种化学变化，从而修正他们原来头脑中的相异构想。

（四）引导学生画概念图，强化对整体的理解

受到教材编排的限制，我们的教学都是将知识体系分散开，分为几个章节。这些知识在学生头脑中只是简单罗列，他们不会自发地形成相互联系的知识体系。当遇到比较综合性的问题时，知识提取就会遇到困难。因此，在教学之初，我们就要注意知识体系的建立，整个学习的过程就是不断完善整个概念知识体系的过程。当整个单元或模块学完之后，关于这个概念的知识体系也随之形成。

例如，在学生学习完“物质的变化”之后，往往容易混淆物理变化、化学变化，可逆变化、不可逆变化。这时候，我们可以引导学生梳理“物质的变化”思维导图。这些知识可能分散于科学教材的不同年级、不同单元，这样一整理，打破了单元的界限，以同一个主题作为梳理知识的主线，学生的知识结构就会更系统，更有条理，而且在整理的过程中，通过对食盐溶解、玻璃融化、西瓜榨汁、水泥变硬等例子的对比分析，学生对于物理变化、化学变化、可逆变化、不可逆变化有了更加深刻的理解，更容易进行区分，突破了教学的难点。

又比如，对于“水的三态变化”知识的学习，学习之初，我们就可以引领学生构建关于这一知识的初步概念图。随着学习的推进，逐步将蒸发、沸腾、凝结、水的三态变化等知识填充到概念图中，整个单元学完之后，水的三态变化概念图就形成了。这样不仅有助于学生对这一单元知识的理解记忆，还可以帮助学生更有效地提取知识，解决问题，减少相异构想的生成。

小学科学的相异构想，不仅存在于“物质的变化”这一主题中，在其他的主题方面也不同程度地存在。我们有必要通过访谈、二段式诊断测验等方式，探查出学生头脑中存在的相異构想，进一步改进我们的教学方式、方法，运用一些特殊的教学策略来修正学生已存在的相异构想，让这些相异构想逐渐转化为科学概念，便于学生后续科学的学习。