在科學課教學中，教師如何引導學生展開自主、合作、探究學習，從眾多客觀事物中舍棄個別的、非本質(zhì)的屬性，抽象出共同的、本質(zhì)的屬性，把事物的共同特征歸結在一起，概括形成科學概念，是中高年級科學啟蒙教育必須深入研究的課題?？茖W概念的建構，必須建立在學生自己原有的生活經(jīng)驗的基礎上。新概念必然是對生活中原有的概念進行重新組合、提升的一個過程。

[案例]

下面《物體的形狀改變以后》教學片段：

師：用雙手對海綿拉一拉、壓一壓、擰一擰、擠一擠，給海綿一個力，看看海綿有什么變化；把力去掉后，看海綿又有什么變化。

生：海綿的形狀發(fā)生了不同的變化，但去掉力之后，海綿又恢復了原來的樣子。

師：在托盤中的另外10種物體，哪些和海綿比較像?哪些和海綿不太像?

生：和海綿像的有彈力球、橡皮、彈簧、橡皮筋、鋼尺、塑料套；和海綿不像的有硬幣、玻璃片、橡皮泥、方便筷。

師：為什么?

生：因為這些物體受力后，形狀都能改變，而去掉力之后，都能恢復原來的樣子，所以我們認為它們和海綿比較像。

師：像彈力球這些物體受到力后，形狀發(fā)生改變，去掉力后又恢復原來的樣子的這種特點、本領，我們把它叫做物體的性質(zhì)。知道這種性質(zhì)叫什么嗎?

生1：彈性。

生2：彈力。

(教師在板書下面畫了一個問號，繼續(xù)帶領學生探究)

師：(給每個小組提供一個拉力器和一個握力器)請每人拉一拉、握一握，看你有什么感受。

(學生活動后匯報：覺得有點累)

師：為什么會感覺到累?

生：因為你拉拉力器的時候，彈簧就向里拽著你，而你握握力器的時候，握力器就把你的手給彈起來，所以感覺到累。

師：你拉拉力器的時候，彈簧有什么變化?

生：變形了。

師：變形后，它產(chǎn)生了什么?

生：向里的力。

師：你握握力器呢?

生：它產(chǎn)生了一個向外的力。

師：這個力我們能很容易感受到，那這個力叫什么呢?

生：彈力。(學生對于彈力理解得比較好)

師：(手指向問號)彈力是在物體的這種性質(zhì)表現(xiàn)出來的時候才產(chǎn)生的，那物體的這種性質(zhì)如果不表現(xiàn)出來的時候，是否也有彈力呢?

生：沒有。

師：那你們說說看，物體能夠產(chǎn)生彈力的這種性質(zhì)叫什么?

生：彈性。

師：彈性是物體本身所固有的一種特點、一種本領，無論物體是否受到外力的作用，它的這種特點和本領，也就是它的這種性質(zhì)都是存在的。而彈力只有在物體受到外力作用的時候，才會產(chǎn)生；物體沒有受到外力作用的時候，并沒有彈力產(chǎn)生。

師：這是實驗室中用的燒瓶，也是由玻璃制成的，它是否有彈性呢?

生：沒有。

師：燒瓶中裝滿了水，通過橡皮塞，插入一根玻璃管，在玻璃管中有一段水柱，用手使勁捏一捏燒瓶，看看玻璃管中的水柱有什么變化。

(學生活動后匯報：使勁捏，水柱的液面上升；松手，液面又下來了)

師：為什么會有這樣的現(xiàn)象呢?

(引導學生分析：燒瓶受到外力作用后，凹進去，把水面擠上升了；去掉力后，燒瓶又恢復了原來的樣子，所以，液面就下來了)

師：你們說說看，玻璃制成的燒瓶有沒有彈性呢?

生：有。

[解讀]

科學課的教學，應該引導學生在認識事物的過程中，在學生原有對事物認識的基礎上，通過科學思維和多種科學探究活動，建構準確的、科學的概念。

《物體的形狀改變以后》一課是“無處不在的力”單元中的一課，本節(jié)課的主要目的是組織學生通過各種科學探究活動，認識物體具有的共同性質(zhì)——彈性，并在探究活動中，能親自感受彈力，從而對彈性和彈力之間的關系有比較清晰的認識。

本教學片斷，教師在了解學生的前概念之后，通過組織學生充分展開科學探究活動，幫助他們建構“彈性”和“彈力”的科學概念。

一、尊重學生的前概念

對學生的前概念教師耍予以充分尊重，要把它們作為一種嘗試性的解釋加以處理，不能武斷地否定掉一些“不科學”的前概念。我們要提供更多的機會。讓學生親自發(fā)現(xiàn)自己前概念中的錯誤之處。在這種情況下，教學情境所引出的問題就應相對集中，否則學生無法對自己的已有認識進行驗證和澄清。教師應對學生的前概念采取更為理解和容忍的態(tài)度，要清楚地看到這些前概念具有一定的合理性與必然性?；蛘哒f，在一定程度上看成是逐步形成科學概念的一個必要的前提和準備階段。

二、暴露學生的前概念

科學概念的建構要建立在學生前概念的基礎上。把學生前概念暴露出來的主要方法是訪談法和提問法。另外，在訪談中還可以用繪圖和實驗操作等手段。我們在課堂教學中要創(chuàng)設一個寬松的學習環(huán)境，設置一定的教學情境引出問題，鼓勵并激發(fā)學生對新問題進行猜想和解釋，在必要的時候鼓勵學生之間進行質(zhì)疑和辯論。另外，也可以在課堂或課前專門設計一些問題讓學生去回答，以此獲得學生的前概念。在上述案例中，通過學生的問答，老師很明顯地感受到，學生對于物體的性質(zhì)并不理解，他們認為，彈力就是物體的性質(zhì)，而回答出“彈性”的同學，在老師的追問下，也不敢作出肯定的回答。怎么辦?學生對于性質(zhì)與力并沒有分清楚，直接告訴他們定義，學生也并不能真正地理解。于是，在板書下面畫了一個問號。在此基礎上設計有針對性的教學活動，帶領學生繼續(xù)探究。

三、建立有效的認知沖突

有的前概念非常頑固，需要經(jīng)過較長的時間才能得到轉(zhuǎn)變。在暴露學生的前概念后，讓學生明確意識到他們和別的學生想法不同，接著讓學生嘗試解釋一個矛盾的事件，以引起概念沖突，最后鼓勵和引導學生進行認知調(diào)整，建立與科學概念一致的新的概念模型。如：學生的第一次分類是根據(jù)原有的生活經(jīng)驗，在他們的印象當中，硬幣、玻璃片、橡皮泥、方便筷這四種物體和海綿一點也不像。學生的分類是否正確，教師并沒有急于下結論，而是把問題先放一放。在學生對彈性和彈力的概念有了比較準確的認識之后，教師又帶領學生分析硬幣、玻璃片、橡皮泥、方便筷這四種物體有沒有彈性。

四、選擇合適的探究方法

轉(zhuǎn)變學生的前概念要講究策略。教師面對的挑戰(zhàn)是如何尋求不同的經(jīng)驗來設計問題、實驗以及示范。要研究適合學生經(jīng)歷的科學探究方法。上述案例中在準備學具時充分考慮到學生現(xiàn)有的生活經(jīng)驗，選擇了11種比較典型的、學生比較熟悉的材料。首先讓學生探究海綿。在這個環(huán)節(jié)當中，教師通過讓孩子親身體驗，讓學生體驗到力的存在，親身感受到彈力。在后續(xù)的探究活動中，再幫助學生理解彈性、彈力的含義。在學生對于彈性和彈力的概念有了比較準確的認識之后，教師又帶領學生分析硬幣、玻璃片、橡皮泥、方便筷這四種物體有沒有彈性。概念的抽象與概括要多層次地進行，概念的形成也不是一次完成的，要經(jīng)過一個反復的過程，經(jīng)過多層次的比較、分析與綜合，才能真正發(fā)展學生的思維結構，讓學生真正理解概念。

五、重視概念間的聯(lián)系

有意義的學習指的是學生將經(jīng)驗、概念、原理、知識框架建構起聯(lián)系的過程。正是在概念之間和概念內(nèi)建立聯(lián)系的過程中產(chǎn)生了有意義的學習。為此，教師必須在弄清學生前概念的基礎上，充分挖掘?qū)W生前概念中可以利用的因素，努力尋找學生前概念與科學概念之間的差異與內(nèi)在聯(lián)系，為科學概念的建立牽線搭橋，以激活學生的思維，激發(fā)學生的求知欲望，促使學生展開積極主動的學習活動。

1 把握前概念與科學概念間的同化關系。在教學過程中，當既有知識與待學知識之間有共享屬性時，概念的改變是較容易發(fā)生的，因為學生的感性材料基本能解決將要建立的概念。在這種情況下建立概念，一般沒有很大的阻力，通過分析、歸納、分類、對比等思維方法，可以摒棄非本質(zhì)的東西，突出本質(zhì)特征和屬性。學生能很快地找出相應的知識點同化新概念。從而實現(xiàn)認識上的飛躍。

2 把握前概念與科學概念間的順應關系。根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論，學生在遇到新概念時總是先用已有認知結構去同化，如果獲得成功，就得到暫時的平衡；如累同化不成功，則會調(diào)節(jié)已有認知結構或重新建立新的認知結構，以順應新概念，達到新的平衡。當既有知識與待學知識之間沒有共享屬性時，單純依靠一般的科學教育是很難轉(zhuǎn)變的，因為學生已有的相當充分的前概念與將要建立的概念相抵觸。這時，直接講授新概念往往收不到好的效果，因為學生習慣于用原有的概念框架去理解事物、建構意義。如：學生將11種材料進行分類時，是根據(jù)他們原有的生活經(jīng)驗。在他們的印象當中，硬幣、玻璃片、橡皮泥、方便筷這四種物體和海綿一點也不像。學生的分類是否正確，教師并沒有急于下結論，而是把問題先放一放，引導學生繼續(xù)探究。在學生對于彈性和彈力的概念有了比較準確的認識之后，教師又帶領學生分析硬幣、玻璃片、橡皮泥、方便筷這四種物體有沒有彈性。親歷這樣的探究活動，學生真正打破了原有的生活經(jīng)驗，認識到生活中的大部分物體都有彈性，從而形成了一個比較科學的概念。這樣，學生就能在實驗中得出正確的結論，并養(yǎng)成辯證唯物主義的思維習慣。

其實，一則科學概念的成功建構遠遠不止筆者所作的幾點解讀。