科学是小学一门重要的学科,从小学一年级开始学生通过科学课就能接触很多科学知识。但科学概念相对比较抽象、枯燥,对于小学生来说理解难度比较大,如果教师在教学中只是照本宣科,采用生硬的“填鸭式”方法将科学概念所涉及的内容灌输给学生,势必会降低学生的学习效率,使其失去学习兴趣。下面,笔者以苏教版三年级《科学》上册第11课“把盐放到水里”为例,简单阐述一下小学科学概念教学的建构模式。


■ 一、定向探索,暴露前概念

定向探索是指为了探究科学现象,教师特地创设相应的探究性问题情境,指导学生根据一定的实验思路自主探究,尝试用原有的认知经验解释科学问题。学生探究的过程中,教师可以采用启发式的提问方法引导学生说出已经知道的现象、观点、想法及疑问等,让他们把既有知识经验充分展示出来,以此引出前概念。

在进行“测量100毫升水中能溶解多少克盐”实验前,笔者先给学生播放了一个日常生活片段:妈妈正在厨房煲鸡汤,鸡汤快要煲好时尝了尝,觉得味道很淡,她打开调味盒又放了一些食盐。三年级学生已经有了一些生活经验,他们看完笔者播放的生活片段后都自告奋勇地谈起了自己的经历。例如,看到大人做菜时每次都会放一些盐增加咸味,可是一不小心放多了,想把盐捞出来却怎么都捞不出来,菜就会很咸。此时,笔者让学生讨论“把盐放到水里,无论放多少都能全部溶解吗?”根据日常生活经验,大部分学生认为盐是一种很容易溶解在水里的物质,放多少都能溶解,从来没有看见过菜汤里有盐颗粒存在的现象。学生的这种认识与科学概念“物质能溶于水的量有一定的限度”相矛盾,这也就暴露了学生不知道“溶解量”概念的问题,他们对科学现象的感知只是凭着生活经验大致猜测的,没有深入地思考过。于是,笔者对学生的结论提出了反对意见:“老师的看法与你们的不同,如果将很多很多盐放入一瓶水中,盐是不会全部溶化的,你们相信吗?”笔者的话顿时引起了学生的好奇,他们纷纷想要探个究竟。

通过创设情境,笔者对学生已有的前科学概念有了清楚的了解,在指导学生建构正确的科学概念时为他们制订了明确的教学目标,将教学重点放在纠正他们认识模糊或认知错误的前科学概念上,这样不仅能够激发学生探究新知的欲望,还能够节省课堂教学时间。

■ 二、探究活动,建立新概念

科学概念虽然可以通过听讲和背诵等方式获得,但“纸上得来终觉浅”,学生如果没有经历科学探究过程,他们的印象就不深刻,就容易遗忘。因此,在讲授科学概念时,教师应该精心组织探究活动,让学生通过探究建构科学概念。

盐是固体,水是液体,把盐放入水中,固体的盐就溶化在水里了,这种现象就是溶解。“把盐放到水里”这堂课需要学生掌握的核心概念有:盐可以溶化在水中,但盐溶于水的量是有一定限度的,即“溶解量”。这个概念是学生学习“不同的物质在相同体积的水中溶解量是不同的”的基础。为帮助学生建构“溶解量”的概念,笔者在课堂教学中组织了分组“测量100毫升水中能溶解多少克盐”的探究活动。实验所需的测量工具和材料有:盛有100毫升水的烧杯、玻璃棒、量筒、勺子、尺子、食盐、电子天平等。学生通过讨论制订了详细的实验过程:先在电子天平上称出勺子的重量,舀一勺食盐,用尺子刮平,放在电子天平上称出重量,减去勺子的重量就可以计算出一平勺食盐的重量。再将食盐轻轻倒入量杯,用玻璃棒顺着一个方向搅拌,先快后慢,观察食盐在水中溶解的情况。待食盐全部溶解后,再倒入一平勺食盐,继续用玻璃棒搅拌,直到食盐不能溶解为止。在此,学生需要注意的是统计倒入食盐总量时,应去除最后一勺没有溶解的食盐的量。

学生对探究目标有了明确认识后,他们就能充分发挥主动性,积极参与探究活动。从学生兴致勃勃地参与实验过程中,笔者发现只有学生动手操作了,他们才会对科学学习产生浓厚的兴趣,对科学概念的认识才能更加深刻,这种教学效果比教师直接将科学概念告诉给学生要好很多。

■ 三、理解巩固,形成科学概念

学生初步建构科学概念后,需要对探究活动中获得的新知进行抽象、概括、验证、推断。由于三年级学生认知水平和实验能力有限,他们需要通过多次分析、比较、综合,才能形成清晰的认知,形成正确的科学概念。

在“测量100毫升水中能溶解多少克盐”的探究活动中,笔者将学生得出的实验数据一一统计在黑板上,学生惊讶地发现:各小组的实验结果都不同,分别是32克、45克、36克、80克、37克、60克。那么,为什么会出现不同的实验数据呢?学生又会产生疑问。笔者选择了两个数据接近的小组,请他们选派代表说一说探究活动的具体情况。通过介绍,大家发现他们做实验时,盐在水里溶解得很慢他们用玻璃棒搅拌的速度慢,等水平静下来没有固体食盐以后,就采用一克一克加的办法,当最后加入一克盐后发现盐无法再溶解时才停止加盐,所以他们两个小组沉淀在烧杯里面的固体盐很少。接下来,笔者让其他小组的同学观察自己烧杯里食盐的沉淀情况,得到32克数据的小组发现自己的烧杯里面没有固体盐,得到45克、80克、60克的小组发现自己的烧杯里面有很多固体盐。为什么会出现这种情况呢?笔者让学生对照前两组介绍的探究过程回顾自己的实验,得到32克数据的小组发现自己在做实验时,由于搅拌速度太快,误以为食盐已经不能溶解就提前结束了实验;得到45克、80克、60克的小组发现自己做实验时,每次都是加一平勺盐,搅拌后还没有等杯里的水平静下来就又加入食盐搅拌了,导致没有及时发现食盐已经不能再溶解的正确现象。那么,怎么才能改正学生在探究活动中出现的错误呢?在笔者的进一步追问中,学生提出想要按照正确的实验方法再进行一次探究活动。于是,得到32克数据的小组,继续一克一克地在烧杯里加入食盐观察探究;得到45克、80克、60克的小组,则取了100毫升的水重新开始实验。

经过二次探究,学生得出的实验结果基本一致,他们了解了盐在水中的溶解量是一定的。此时,笔者用ppt出示科学概念——“20℃时,食盐的溶解度为36克”。学生通过实验也印证了这一说法,他们获得了很大的成就感。虽然这次科学概念的形成,经历了反复探究的过程,但加深了学生对概念的理解,培养了学生探究科学奥秘的兴趣,可以说是一次非常成功的教学。

■ 四、拓展延伸,深化科学概念

学习科学概念的目的并不是为了满足学生知道什么,而是培养学生的发散性思维,让学生思考所学的知识还可以运用在哪些方面,还可以解决什么问题等。

当学生对“溶解量”这个概念有了清晰的认知后,针对实验情况,笔者再次提出问题:“沉在杯底无法溶解的盐,大家有没有什么方法让它继续溶解呢?”由于经过多次实验,很多学生就会产生思维定势:在这个实验中,食盐的溶解量只能是36克,所以他们对笔者的问题又一次产生了质疑。有学生说:可以把食盐弄得碎一点,或许能增加食盐的溶解量。有的学生结合上一个探究活动说:盐的溶解与水的温度有关,如果把水加热,或许能增加食盐的溶解量。有的学生从烧杯水的容量想到:如果增加水的容量不就能使杯底里的盐溶解了吗?光说不练假把式,当学生说出各种假设后,笔者为他们提供了很多实验材料,鼓励他们大胆地按照自己的设想继续进行探究。如拿来锤子,让学生把盐敲得更碎一些;拿来铁架、酒精灯,让学生给烧杯里的水加热;拿来一杯水,让学生倒入烧杯后用玻璃棒搅拌。探究活动结束后,学生互相交流探究结果,得出了让杯底无法溶解的盐继续溶解的方法:加热或者加水,但把盐弄得再碎一点则不能使沉在杯底的盐继续溶解。有些思维活跃的学生由此又产生了更多的探究想法:糖在水中的溶解量是不是和盐相同呢?把土放在水中能不能测出溶解量呢?

由于课堂时间有限,笔者无法一一解决学生对科学概念引发的各个设想,于是趁机把探究活动延伸到了课外,让学生在家里进行实验探究活动,并做好记录,下一节课上可以继续交流。

总之,建构科学概念是一项耐心细致的工作,需要教师的悉心引导。教师可以为学生创设生活情境,这样学生就能充分暴露自己已有的前科学概念,这种真实的探究活动对学生科学思维的拓展、科学概念的理解有着非常重要的作用。实践证明,教师利用探究活动引导学生建构科学概念,是一种非常可行的教学方法,对提高学生的科学素养,培养学生的探究能力很有帮助。

作者单位 江苏省南通市北城小学

责任编辑:张 言