编者按：1月7日教科版科学教材春季培训会上，浙江温州瓯海实验小学的麻显春老师做了《溶解》一课的现场教学，紧扣“科学探究要关注科学概念”的研究主题，为与会老师提供了在科学探究过程中如何帮助学生形成科学概念的新思路。麻老师在这篇文章中从揭示学生头脑中原有的科学概念、引发认知冲突、利用类比的方法进一步完善概念、分析整理 形成概念、观察是形成概念之本五方面向我们详细剖析了本节课中帮助学生形成“溶解”这一概念的全过程。
关键词：教科版 形成概念 溶解 教学设计
揭示学生头脑中原有的科学概念 当代的认知建构主义理论认为，学习的过程是学习者原有的认知结构与从环境中接受的感觉信息相互作用、主动建构信息的意义的过程，学习者先前的经验及思维方式在个体的学习过程起着极为重要的作用。这就启示我们：教师要引领学生建立科学概念，在教学活动中应该重视学生头内部的认知结构，了解学生的知识、经验状况及思维习惯，特别要了解学生观念中不完全的观念。在本节课的教学过程中，第一个活动——观察食盐与沙子在水中的变化情况，就是为了了解学生原由的有关“溶解”的知识储备和经验状况。学生通过对食盐和沙子在水中不同变化的对比观察后，在他们头脑中呈现的概念是：像食盐一样在水中，过了一会儿，肉眼看不见了，这一现象叫溶解。而像沙子一样在水中无论过多久，沙子颗粒都没有变化，这一现象就是不溶解。这一活动其实就是再现了学生熟悉的生活情景，这时他们对“溶解”的理解是日常生活经验的一部分，是没有经过指导的，在非教育情景中形成的“直观观念”。这时的“溶解”概念是不全面的，溶解的外延是什么，内涵是什么，在学生头脑中，还是模糊的，有待于我们教学去修正和完善。那我们的这堂教学就从此开始了。
引发认知冲突 根据波斯纳提出的观念改变模型，对当前的观念不满是产生观念改变的关键因素，因此，利用引发认知冲突的方法来促进观念转变，对于完善学生原有观念是一种尤其有效的教学策略。在本课设计中，在了解学生对“溶解”直观概念上的基础上，设计了第二个活动：观察面粉在水中的变化。当关键问题“面粉在水中的变化更像沙子还是更像食盐”出现时，矛盾出现了，虽然学生观察到同一事实，但每个学生都有自己的理解。有的学生认为：面粉在水中的变化更像沙子，因为面粉和沙子一样还可以看见；而有的学生则认为面粉在水中更像食盐，因为在水中的面粉跟原来的面粉看起来是不一样了；还有的学生认为面粉既像沙子又像食盐；还有的学生认为面粉既不像沙子又不像食盐。矛盾激发了，争辩出现了，学生的探究向更深层次行进。单凭肉眼看是无法判断了，有更科学的方法吗？从而引出了“过滤”和“沉淀”方法。在“过滤”实验中学生观察到面粉和沙子一样留在了滤纸上，而食盐没有；在“沉淀”的实验中学生观察到面粉和沙子一样沉到杯底，而食盐没有。这时学生恍然大悟，食盐溶解了，而面粉和沙子没有溶解。这一教学活动后，学生对“溶解”概念的理解已经发展到：像食盐一样能用“过滤”和“沉淀”的方法的分离，是“溶解”；像沙子和面粉一样能用“过滤”和“沉淀”的方法的分离，是“不溶解”。
利用类比的方法进一步完善概念 根据建构主义观点，个体即将获得的新知识与已有知识之间的相似非常重。类比是促进学习者在已有概念知识的基础上建构新知识的有效工具。在科学教学过程，教师往往要对一些无法直接观察的事物做出解释。这时，把要学习的新观念与学习者先前熟悉的观念或事物进行类比。可促进学生对新概念的理解。在本课设计中，第三个活动——观察高锰酸钾的溶解过程。食盐在水中溶解过程是怎样的，溶解后在水中是如何分布的？无法看见。怎么办？最好找一种溶解过程是可视的，溶解后分布情况是可视的物质作类比。无疑高锰酸钾是最好的选择。学生观察高锰酸钾溶解的过程中，形象地观察到了高锰酸钾从可见到不可见的过程，水从无色到紫色的过程，由水由浓变淡的，扩散后均匀分布过程。从而学生顺应地理解了食盐、白糖一类物质的溶解过程和溶解后在水中的分布情况。这时，学生头脑中溶解的概念有丰富了一层：物质在水中溶解的过程是慢慢扩散的，溶解后是均匀分布在水中的。
分析整理 形成概念 学生在本堂课中的探究过程，是对溶解概念不断完善、不断修正的过程。学生经历了以上有结构的探究活动后，对“溶解”概念的理解不再是停留在原有认知的水平上了，较课前相比他们对溶解概念的理解是大大丰富了，深刻了。但学生在经历每个这就感性活动后，形成的溶解概念是不同层次的。如何让这些不同层次的概念融会贯通在学生头脑中形成完整的概念呢？这就需要做理性的整理。所以在本课最后环节中，设计了表格，帮助学生整理溶解概念。通过整理，在学生头脑中形成了这样的溶解概念：物质在水中化成了肉眼看不见的微粒，均匀地分散在水中，且不能用过滤或沉淀的方法分离出来。
观察是形成概念之本 学生要建立科学的“溶解”概念，那他们头脑中必须有丰富的有关于“溶解”事实储备。这些事实哪里来？当然是学生通过亲身观察而来。因而在本节课中，教师非常重视引导学生仔细观察。如第一活动，让学生同时观察“沙子”和“食盐”，并呈现关键问题：“食盐和沙子在水中分别是怎么变化的”，学生通过细致地对比观察后，描述到：食盐在水中慢慢地、慢慢地变少了，最后看不见了；而沙子在水中却没什么变化。这是一个非常简单，再熟悉不过的生活小情景，似乎在日常生活中，谁都见过，谁都有经验。但如果，这样一个生活小情景不是曾现在课堂上，没有教师“仔细观察”的要求，又有几个孩子会那么静心地、郑重其事去观察呢？如果孩子们没有那么静心地、郑重其事去观察，又怎能体会到食盐在水中慢慢地、慢慢地变少了，最后看不见了的变化过程呢？第二活动：观察面粉在水中的变化。学生仔细观察后描述到：刚放入水中时，面粉是一块块的往下掉，就像下雪一样，还不时有一些泡泡出现；搅拌后，面粉在水中就像牛奶。当关键问题“面粉在水中的变化更像沙子还是更像食盐”出现时，矛盾出现了，有的学生认为：面粉在水中的变化更像沙子，而有的学生则认为面粉在水中更像食盐，还有的学生认为面粉既像沙子又像食盐；还有的学生认为面粉既不像沙子又不像食盐。单凭肉眼看是无法判断了，从而引出了“过滤”和“沉淀”方法。在“过滤”实验中学生观察到面粉和沙子一样留在了滤纸上，而食盐没有；在“沉淀”的实验中学生观察到面粉和沙子一样沉到杯底，而食盐没有。原来面粉是不溶解的，最终学生明白了！第三个活动：观察高锰酸钾的溶解过程。这个活动的安排意图是通过类比让学生理解食盐在水中的分布情况。在观察之前，教师先让学生来说一说“根据你的经验，食盐溶解后在水中是怎么分布的？”，学生意见不一：在水的下面，因为他认为盐比水重；在水的上面，像有些东西在中漂浮一样；而也有人认为在水中各个地方，因为喝盐水时，哪儿都是咸的。到底怎样分布？我们来观察个究竟。这时学生的观察的目的性非常明确，观察态度就会自发的非常认真，对食盐在水中“均匀分布”印象会特别深刻。
正是基于这一系列观察的事实的，学生通过分析、综合、概括，并形成了“溶解”的概念。
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