□章榮華

引領學生經(jīng)歷完整的概念建構過程是培育學生核心素養(yǎng)的重要路徑，但在現(xiàn)實教學中，概念常以抽象的詞語呈現(xiàn)，容易造成學生理解上的困難，束縛學生科學思維、科學探究能力等的發(fā)展。事實上，概念建構是一個基于主體“已有認識”和“客觀事實”不斷博弈，并充分運用“分析、比較、抽象、概括、綜合”等思維方法厘清要素關系的溯本過程。這對以形象認知為主的學生來說并不容易。因此，教師需要強化“例證”及其過程的“可見”特性，通過多種可見教學策略助推學生的思維發(fā)展，幫助學生實現(xiàn)概念理解。

一、精準分析，把握認識起點

概念建構過程是學生對已知內容進行加工升華的過程。在皮亞杰看來，基于已知的學習是可見的，學生總是習慣基于原有的心理圖式對外界信息做出同化、順應和平衡等反應。在科學學習中，“前概念”是學生已知的重要內容之一，它是學生思維的產(chǎn)物，是個體基于經(jīng)驗對客觀事實做出的假設，也是學生理解科學概念的基礎。因此，充分尊重學生的“前概念”，并將其作為科學概念建構的初始資源是教學的前提。當然，要發(fā)揮“前概念”在概念理解中的起點作用，執(zhí)教者不僅要準確把握“概念前身”，還需要精準分析“前概念”和“科學概念”之間的內生關系。

有時，“前概念”和“科學概念”具有沖突關系，如學生總是把“小水珠”當成“水蒸氣”，教學的重點是引導他們認清兩者的本質。有時，“前概念”和“科學概念”保持著深化關系，如對于“風的形成”原因，學生的樸素認識是“空氣流動形成風”，但對于“冷熱空氣相互作用形成風”的認識往往存在空白。因此，教學的重點應放到“感知冷熱空氣，看清冷熱空氣的流動方向”上來，以彌補學生的認識缺陷?！扒案拍睢焙汀翱茖W概念”之間還存在著確證關系，如對于“通電導線造成磁針偏轉”現(xiàn)象的解釋，學生往往會產(chǎn)生分歧：一種聲音認為是通電導線產(chǎn)生了磁性而使磁針發(fā)生偏轉；另一種聲音認為是通電導線中的鐵與磁針相互吸引而使磁針發(fā)生偏轉。此時教學的重點應是尋找證據(jù)來推翻“鐵引發(fā)磁針偏轉”的觀點，證實“通電導線產(chǎn)生了磁性”的事實。

事實上，如果教師能精妙把握兩者關系，那么設計的學習路徑一定是充滿懸疑、重點突出、指向明晰的。例如，對于“怎樣才能使小車行駛得更遠”這一問題，學生的已有認識是“氣球大，噴嘴小”可讓小車行駛得遠。許多教師不能把握學生認識上的片面性特點，通常會在學生猜想的基礎上，提供一套小車、一套大小不同的噴嘴完成驗證。這樣的課堂平鋪直敘，很難引發(fā)學生的深度學習。教師可基于“小車行駛的遠近是受綜合因素影響的”這一概念來設計教學，在學生提出片面認識的基礎上，讓學生基于“噴嘴大小”和“噴嘴彎直”不同的結構性材料進行開放式探究。學生發(fā)現(xiàn)用彎噴嘴推小車時，噴嘴小的推得遠，而用直噴嘴推小車時，噴嘴大的推得遠。這一實驗結果顛覆了學生的原有認知，學生認識到影響小車行駛遠近的因素眾多：噴嘴大小、噴嘴形狀、小車本身的輕重和形狀……正是這份沖突與分歧，為概念理解注入了前行的動力。

二、具身參與，豐厚事實表象

概念是基于大量事實的概括性結果。事實的豐富性、現(xiàn)象的多元性影響個體對概念的建構。觀察、實驗等探究活動的落實是幫助學生獲取豐富事實的必然路徑。因此，現(xiàn)行教材基于兒童立場設計教學活動，盡可能增強科學探究的實踐性、趣味性。然而，學科邏輯常囿于“假設—驗證”的科學家思維，與兒童的生活邏輯融合不足。因此，從表面看來，學生整體的課堂參與面較廣，但個體的參與深度遠遠不夠，這就會制約學生對于概念事實的捕獲和發(fā)掘。

認知、身體和環(huán)境是一個有機的系統(tǒng)。只有三者合一，個體才能對客觀事實形成深度體驗，從而觀察到更多不易察覺的現(xiàn)象，發(fā)掘更多的事實細節(jié)。這就需要執(zhí)教者立足學生的學習邏輯，重構教材，設計挑戰(zhàn)性任務，喚醒學生的心靈，架構可觸時空，讓學生充分參與，在反復試錯中獲得成長。

在《用橡皮筋驅動小車》這一課中有一個“橡皮筋在車軸上轉3圈、6圈、9圈，比較小車運動遠近”的實驗。通常，教師會在實驗前講解實驗注意事項，強化數(shù)據(jù)記錄要求，然后讓學生三五成群開展實驗，采集數(shù)據(jù)，得出結論。可想而知，這樣的實驗設計難以實現(xiàn)認知、身體和環(huán)境的完美融合。對此，教師用“讓橡皮筋小車精準到站”的實踐活動替換“用橡皮筋驅動小車”的實驗，“基于生活邏輯推進學科邏輯的主體化和血肉化”［1］，架構了一個需要個體反復嘗試、修正才能解答的真實問題——橡皮筋在車軸上轉幾圈才能精準到站？

當個體處于這種具身、有質感的探究情境時，就會自覺地做出相應的行為，產(chǎn)生相應的感受、態(tài)度，從而發(fā)現(xiàn)、獲得、認同與此相關的、豐厚的概念表象。

三、數(shù)形融合，厘清要素關系

對事實、現(xiàn)象做出加工是概念建構的重要過程。學生需要讀懂每一個事實意義，挖掘事實之間的區(qū)別與聯(lián)系，明晰哪些事實確證了自己的樸素主張，哪些事實與自己的樸素主張背道而馳，實現(xiàn)“由表及里，去偽存真，連珠成串”的思辨過程。對于學生來說，“思維加工是對已有信息的反思再造，恒久的信息在線，能為抽象的思維運轉提供具象的支撐，架起思維的橋梁，緩解思維的焦慮”。因此，在學生梳理事實關系時，將信息、事實呈現(xiàn)出來，讓他們“一邊看一邊想”，能幫助他們架構起可見的思維地圖。要實現(xiàn)這一目標，必須充分發(fā)揮“形”之魅力。

運用圖示法可以使無形化為有形，隱性變?yōu)轱@性，如引導學生用畫圖的方法將“溶解”“聲音”等看不見的概念轉變?yōu)椤翱吹靡姟钡膬热?，能夠助力學生實現(xiàn)對知識的理解。教師也可用一些柱狀統(tǒng)計圖、維恩圖、網(wǎng)狀圖（包括氣泡圖）記錄、表現(xiàn)科學實驗中的數(shù)據(jù)，用“形”呈現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)中蘊含的科學規(guī)律。甚至還可以基于學生的認知處在半具象半抽象的特點，創(chuàng)新“數(shù)形融合”的信息呈現(xiàn)方法，實現(xiàn)“數(shù)”與“形”的一一對應，為學生的信息加工提供更直觀的支架。

《呼吸與健康生活》一課的教學中，為幫助學生認識“運動對呼吸次數(shù)有影響”這一事實，教師安排了體驗式的“呼吸實驗”，并用表格記錄“安靜狀態(tài)、慢走1分鐘、跳動1分鐘”后每分鐘的呼吸次數(shù)，引導學生從大數(shù)據(jù)的變化中得出“活動與呼吸的關系”。然而，由于學生個體差異性較大，且計數(shù)過程容易出現(xiàn)偏差，實驗數(shù)據(jù)存在較大差異。加上閱讀、提取信息能力有限，學生面對密密麻麻的數(shù)據(jù)，不易看出數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。對此，教師將表格記錄轉換成“數(shù)形對應”的記錄，在黑板上呈現(xiàn)了“不同狀態(tài)下1分鐘呼吸次數(shù)統(tǒng)計條”（如圖1），讓學生將寫有呼吸次數(shù)的小圓片貼在對應的位置上。這種矩陣式記錄能夠幫助學生明晰“運動后，人的呼吸次數(shù)會增加；運動量越大，每分鐘的呼吸次數(shù)越多”的規(guī)律。

圖1

小學生的思維處于從直觀向抽象過渡的階段，通過數(shù)形之間的對應轉化，抽象的要素關系變得直觀，抽象的概念變得具體，復雜的問題變得簡單。

四、加強對比，追尋意義本質

追尋意義本質是概念建構的核心。在科學探究中，對概念本質進行探索和表現(xiàn)的方式是多元的。包括：對概念定義做出描述，如用科學的語言描述什么是通路；汲取概念的特征，如分析并聯(lián)電路、串聯(lián)電路有哪些相同點和不同點；對不易理解的概念進行深度解析，如建立“同體積的熱空氣比冷空氣輕”的認識；厘清概念間的關系，如用精簡的語言說出“放大鏡的放大倍數(shù)與鏡片凸度、視野范圍之間的關系”；等等。在達成目標的過程中，學習者常會遭遇“思維迷茫、認識斷層、找不準詞匯”等障礙。

對比教學是促進思維發(fā)展的催化劑，個體觀念的明朗和概念語詞的明確都是對比的產(chǎn)物。教學中，教師要善于將一些“有聯(lián)系和區(qū)別的內容進行重組，引導學生找出其中的區(qū)別和聯(lián)系，從而在心智博弈中突破局限，實現(xiàn)思維的飛躍，自主理解和掌握概念意義”。一般認為，振幅是指振動的最大位移處于平衡位置的距離。但受視覺的欺騙，多數(shù)學生認為振幅是物體持續(xù)做往返運動的整個過程，振幅大小表示的是振動從開始到結束的整個歷程的長短。要幫助學生認清“振幅”的本質，教師可以在課堂上開展大量對比教學。首先，教師可讓學生畫出鋼尺上小黑點振動一次的運動軌跡，認識到兩把鋼尺上下運動一次的距離是不一樣的（如圖2）。其次，教師引入橡皮筋振動的圖片，讓學生標明振動一次的運動軌跡，在對比中認識到不管物體往返運動的方向如何變化，振幅都指擺動時的最大距離。最后，教師出示振幅大小不同的鋼尺、橡皮筋的圖片，讓學生比畫、比較振幅大小。經(jīng)歷了這樣的教學，學生明確并鞏固了振幅這一概念，不再含糊其辭。

圖2

當然，要進行課堂對比，必須把握三點要求。一是善于引導學生尋找學習資源的差異，包括學習前后的差異、同伴間觀點的差異等。二是充分利用學習時空，構筑一個充滿濃郁對比氛圍的學習場，如利用磁力貼、小黑板等工具直觀呈現(xiàn)實驗模型，用信息技術呈現(xiàn)實驗圖像，使各類資源得到充分使用。三是遵循從直觀到抽象的原則展開教學，鼓勵學生先找區(qū)別，再找聯(lián)系；先基于實物對比，再落實圖片對比；先關注個別對比，再走向一般對比。

五、融錯化錯，夯實概念要義

“當概念與概念之間缺乏比較和關聯(lián)，概念與現(xiàn)實生活、科技前沿聯(lián)系不大時，學生就無法真正掌握概念的要義?！保?］教學中，教師可運用“融錯化錯”的策略引導學生以錯題為原型，圍繞一組并列或遞進的題組展開概念學習，幫助學生進一步認清概念的內涵和外延，明晰概念間的聯(lián)系與區(qū)別。

這類題組具備“題量小、綜合性強、可操作體驗”等特性，有三種常見的形式。一是“孿生對比型”題組，如學生經(jīng)常會把“熱對流”和“熱輻射”混為一談。為此，教師可在運用環(huán)節(jié)讓學生點燃蠟燭，把手放在蠟燭燭焰的上方和側方，比較在同樣距離的前提下，手在不同位置感到的熱量大小，由此體會兩者的區(qū)別。二是“母子依附型”題組，如為了認清“紅旗飄、樹枝彎、紙吹走”的方向與風向標尾翼所指的方向即風吹去的方向一致，教師可從“風向標的箭頭所指的是風吹來的方向，尾翼所指的是風吹去的方向”這一概念出發(fā)，用生活實例設計拓展性練習。三是“親緣鑒別型”題組，受感官欺騙，學生經(jīng)常會在運用中將“物體的沉浮狀態(tài)”與“物體受到的浮力大小”聯(lián)系起來。為了讓學生鑒別清楚，教師在學生已經(jīng)建立了“物體沉浮與它受到的浮力和重力大小有關”“物體受到的浮力大小與物體排開的水量多少有關”等概念的基礎上，立足學生的易錯點，設計“同樣大小的塑料球和鐵球放入水中，誰受到的浮力大”這一問題，讓學生進行討論，明確“物體受到的浮力大小與它排開的水量有關，與沉浮狀態(tài)無關”。

概念建構包括習得和掌握兩個重要階段。教學中，運用題組練習幫助學生掌握概念的要義是非常重要的一環(huán)。教師可充分利用不同時段布局題組，幫助學生疏通障礙，掌握概念。

可見教學強調學習痕跡的呈現(xiàn)和再造，關注圖景元素的表達與對比。該教學重構了身體、認知與環(huán)境的整體關系，為思維架構了一個相互交織、相互作用的直觀學習場。它的落實能幫助學生掃清認識上的迷茫，鏈接思維上的斷層，生成概念描述的語言，使學生經(jīng)歷有深度體驗感的學習過程，習得豐富的概念，獲得核心素養(yǎng)的發(fā)展。