張燕

科學(xué)概念是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、探究知識(shí)之間內(nèi)在聯(lián)系，解決科學(xué)問題的有效工具。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：圍繞18個(gè)主要概念的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣、正確的思維方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣。由此可見，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)。然而，在平時(shí)的教學(xué)中，學(xué)生常常會(huì)覺得科學(xué)概念枯燥又深?yuàn)W，難以理解和應(yīng)用。究其原因，主要是由于教師采取的教學(xué)方式、方法不夠合理，以至于學(xué)生沒有真正理解科學(xué)概念，只是一味地通過死記硬背來(lái)強(qiáng)化對(duì)科學(xué)概念的識(shí)記，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念的真正建構(gòu)。

科學(xué)模型是人們常常用來(lái)描述自然世界、形成科學(xué)概念的重要工具。基于建?；顒?dòng)的科學(xué)概念教學(xué)，不僅有助于學(xué)生了解科學(xué)概念的產(chǎn)生過程、理解概念的深刻內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，而且能有效促進(jìn)學(xué)生的思維從具體形象思維向抽象邏輯思維的轉(zhuǎn)變。下面，筆者結(jié)合“簡(jiǎn)單電路”的教學(xué)來(lái)談?wù)勅绾瓮ㄟ^構(gòu)建電路模型幫助學(xué)生建構(gòu)電路的概念。

勾畫模型結(jié)構(gòu)，初建概念框架

建構(gòu)主義認(rèn)為：概念教學(xué)要建立在了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)之上，逐步糾正、補(bǔ)充、完善、構(gòu)建新的認(rèn)知體系。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)之前，頭腦里并不是一片空白的，他們通過日常生活中的各種渠道，對(duì)各種事物已經(jīng)有了自己的看法，并形成了獨(dú)特的思維方式。因此，教師不妨先讓學(xué)生將頭腦中已有的認(rèn)知通過設(shè)計(jì)模型、交流想法等方式呈現(xiàn)出來(lái)，在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地組織、開展教學(xué)活動(dòng)，更利于學(xué)生科學(xué)概念的構(gòu)建。

在執(zhí)教“簡(jiǎn)單電路”內(nèi)容時(shí)，筆者首先出示小燈泡、電池和導(dǎo)線，并分別介紹它們的名稱和結(jié)構(gòu)特征。然后向?qū)W生提問：“如果老師給你這些材料，你能用最少的材料想辦法讓小燈泡亮起來(lái)嗎？請(qǐng)你借用這些模型把自己的想法畫在記錄單上?！痹捯魟偮洌瑢W(xué)生紛紛動(dòng)筆，勾畫出自己頭腦中的簡(jiǎn)單電路模型圖。接著，通過展示、交流闡明自己的觀點(diǎn)。這樣不僅能了解學(xué)生的前概念，使教學(xué)活動(dòng)建立在學(xué)生已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，而且能大大提高建模活動(dòng)的針對(duì)性和有效性。

創(chuàng)設(shè)“矛盾”情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

為了使概念的建構(gòu)更加科學(xué)合理，教師可以通過巧妙創(chuàng)設(shè)一個(gè)看似“矛盾”的建模情境，讓學(xué)生在建模的過程中，既能初步形成概念的框架，同時(shí)又能引發(fā)其對(duì)已有認(rèn)知的思考和質(zhì)疑。

本節(jié)課中，筆者為學(xué)生提供了導(dǎo)線、小燈泡和電池（對(duì)電池進(jìn)行改造，分A、B兩類，數(shù)量各一半），學(xué)生根據(jù)自己的電路模型設(shè)計(jì)圖，搭建單電路，看是否能點(diǎn)亮小燈泡。結(jié)果，全班學(xué)生一共發(fā)現(xiàn)了6種能點(diǎn)亮小燈泡的方法（如圖1）。接著，筆者組織學(xué)生討論“這幾種連接方法有什么不同點(diǎn)和相同點(diǎn)？”關(guān)于連接方法的不同點(diǎn)，有學(xué)生發(fā)現(xiàn)小燈泡有的是直接和電池接觸的，但兩者接觸的部位有所不同;還有學(xué)生發(fā)現(xiàn)有些小燈泡是通過導(dǎo)線與電池相連的，導(dǎo)線連接兩者的部位也各不相同。關(guān)于連接方法的相同點(diǎn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)無(wú)論哪一種連接方法，都要從小燈泡的一個(gè)連接點(diǎn)出發(fā)，通過導(dǎo)線連接到電池的正、負(fù)極，再連接到小燈泡的另一個(gè)連接點(diǎn)上。充分討論交流后，教師適時(shí)介紹什么是“通路”，什么是“斷路”，并輔之以課件演示電流流動(dòng)的情境。這樣，在學(xué)生的頭腦中初步形成了簡(jiǎn)單電路的概念。

然而，對(duì)簡(jiǎn)單電路概念的教學(xué)不能這樣淺嘗輒止，教師需要做更進(jìn)一步的剖析。于是，筆者讓學(xué)生回顧搭建簡(jiǎn)單電路模型的情境：“剛才，在點(diǎn)亮小燈泡的過程中，還有沒有什么神奇的現(xiàn)象發(fā)生呢？”教師話音剛落，有一個(gè)學(xué)生急忙匯報(bào)了他們組的發(fā)現(xiàn)：“不用導(dǎo)線也能點(diǎn)亮小燈泡！”并在黑板上畫出了模型圖（如圖2）。“這樣也能行？”其他學(xué)生將信將疑，經(jīng)過一番動(dòng)手實(shí)踐后，有一半的小組驗(yàn)證了這一發(fā)現(xiàn)，另一半的小組卻得到了相反的結(jié)果。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果？難道剛才發(fā)現(xiàn)的電流流動(dòng)的規(guī)律是偶然性的，或是錯(cuò)誤的？學(xué)生對(duì)剛剛形成的有關(guān)簡(jiǎn)單電路的認(rèn)知產(chǎn)生了質(zhì)疑，渴望進(jìn)一步探究真相。

巧用“拆模”策略，剖析概念內(nèi)涵

科學(xué)概念的建立不是一蹴而就的，它需要經(jīng)過不斷質(zhì)疑、反思和修正，才能逐漸向科學(xué)、完善的方向發(fā)展。搭建模型能幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念，但在概念教學(xué)的過程中，面對(duì)一些暗藏的問題，拆分模型有利于學(xué)生認(rèn)清事物的本質(zhì)特征，為深層的概念建構(gòu)提供條件。

面對(duì)兩種截然不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，唯有引導(dǎo)學(xué)生找到問題的癥結(jié)所在并加以解決，才能幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵。于是，筆者讓兩方學(xué)生各派一個(gè)代表，到講臺(tái)前再次演示實(shí)驗(yàn)過程，并將過程通過實(shí)物展臺(tái)投影出來(lái)。這時(shí)，有學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩組的電池不一樣，于是其他學(xué)生也將自己的電池與之進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用A電池的小組采用圖2所示的方法都能成功點(diǎn)亮小燈泡，而用B電池的則不能。難道是這兩種電池的內(nèi)部構(gòu)造不一樣造成的？

為了幫助學(xué)生看清其內(nèi)部構(gòu)造，筆者分別將兩節(jié)不同的電池進(jìn)行了拆分，當(dāng)拆開后的電池（如圖3）呈現(xiàn)于眼前時(shí)，學(xué)生恍然大悟。原來(lái)，A、B兩種電池外面包裹著的金屬片都是由兩部分組成的：一部分連接著正極，另一部分連接著負(fù)極，而這兩部分之間都由絕緣體隔開。其中A電池的正極是一塊獨(dú)立的金屬片，其余外面包裹著的金屬是連在一起的整體，與電池的負(fù)極相連接。當(dāng)小燈泡和電池像圖2那樣放置時(shí)，小燈泡上的兩個(gè)連接點(diǎn)，一個(gè)正好連接到電池的正極上，另一個(gè)連接到負(fù)極上，構(gòu)成了電流通路，所以小燈泡被點(diǎn)亮了。而B電池與A電池的構(gòu)造正好相反，它的底部是一塊獨(dú)立的圓形金屬片，與負(fù)極相連，邊緣由絕緣材料隔開，其余外面包裹著的金屬是連接在一起的整體，與電池的正極相連接。當(dāng)小燈泡也像圖2那樣時(shí)，小燈泡上的兩個(gè)連接點(diǎn)都連接到了電池的正極上，沒有構(gòu)成電流通路，所以小燈泡不亮。

通過拆開電池這一活動(dòng)，學(xué)生了解了兩種電池的不同結(jié)構(gòu)，有助于他們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)構(gòu)建電路模型的關(guān)鍵在于形成電流的通路，使他們更深層次地理解了電路概念的內(nèi)涵。

檢驗(yàn)建模效果，促進(jìn)概念內(nèi)化

教師幫助學(xué)生從建?；顒?dòng)中概括出科學(xué)概念只是完成了科學(xué)概念教學(xué)的第一步。要促進(jìn)概念的內(nèi)化，真正完成科學(xué)概念的深層建構(gòu)，還需要將科學(xué)概念運(yùn)用到生活實(shí)踐中。

在學(xué)生成功構(gòu)建了基本電路模型，形成了基本電路概念之后，筆者提出了拓展任務(wù)：“如果老師將小燈泡換成其他電器，如小電扇、小電機(jī)等，你們還能像剛才一樣，連接一個(gè)能讓它們工作起來(lái)的電路嗎？”話音剛落，學(xué)生紛紛動(dòng)手，尋找小電器上的兩個(gè)連接點(diǎn)，然后借鑒點(diǎn)亮小燈泡的方法，很快就連接好了電路，讓小電器工作起來(lái)。在此基礎(chǔ)上，我又讓學(xué)生將開關(guān)接入其中，起到控制電路的作用。學(xué)生通過小組合作，順利完成了連接任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，再呈現(xiàn)各種電路連接的模型讓學(xué)生判斷哪種連接方法能讓小燈泡亮起來(lái)，并在不亮的圖中，用“○”畫出造成故障的部分。學(xué)生在運(yùn)用所學(xué)到的電路知識(shí)解決實(shí)際問題的過程中，進(jìn)一步促進(jìn)了電路概念的遷移和內(nèi)化。

科學(xué)課作為一門綜合課程，涉及的科學(xué)概念較多而且彼此相互聯(lián)系。因此，在教學(xué)中，教師要靈活運(yùn)用建模的方式，幫助學(xué)生建立科學(xué)概念，構(gòu)建系統(tǒng)的科學(xué)概念體系，讓學(xué)生在概念學(xué)習(xí)的過程中促進(jìn)邏輯思維能力的發(fā)展。