基于概念發(fā)展的視角構(gòu)建探究活動主線索

朱徐杰

【摘 要】清晰的探究活動主線索有利于處理科學(xué)概念和科學(xué)探究之間的關(guān)系，讓探究活動沿著學(xué)生概念構(gòu)建的進程逐步展開。通過對教科版五年級下冊“馬鈴薯的沉浮”相關(guān)內(nèi)容的研究，掃描教材設(shè)計中的結(jié)構(gòu)問題，分析教材和學(xué)情的內(nèi)在關(guān)系，可以梳理出基于概念發(fā)展的視角重構(gòu)探究活動主線索，并以此設(shè)計一系列探究活動，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建相關(guān)的核心概念。

【關(guān)鍵詞】探究活動 主線索 概念 構(gòu)建

科學(xué)教育的目標(biāo)不是引導(dǎo)學(xué)生獲得一堆由事實和理論堆砌的知識，而應(yīng)是實現(xiàn)一個趨向于核心概念構(gòu)建的進展過程，這個過程有助于學(xué)生把原有經(jīng)驗整合起來，理解與他們生活相關(guān)的事件和現(xiàn)象。承載科學(xué)概念的主要載體是探究活動，這也是科學(xué)課核心的學(xué)習(xí)方式。要使“探究活動”成為有意義的學(xué)習(xí)，就要順著學(xué)生概念構(gòu)建的發(fā)展方向來組織活動，厘清活動的主線索。

探究活動主線索，是教師在遵循學(xué)生概念發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，依照教學(xué)的目標(biāo)要求，為達到教與學(xué)雙向目標(biāo)而設(shè)置的貫穿學(xué)生探究活動過程的脈絡(luò)。清晰的探究活動主線索會使探究的內(nèi)容更有意義、更有內(nèi)涵，也會使探究的過程更有價值，吸引學(xué)生樂于參與課堂的各項活動，讓探究活動成為一個有結(jié)構(gòu)、有聯(lián)系的整體。

那么，如何構(gòu)建探究活動的主線索？筆者認(rèn)為，應(yīng)該分析教材活動設(shè)計的結(jié)構(gòu)問題，把握教材與學(xué)情的特點，基于概念構(gòu)建的視角尋找活動主線索，并依據(jù)主線索設(shè)計一系列有價值、有層次的探究活動，切實提升探究性學(xué)習(xí)的實效性。下面以“馬鈴薯的沉浮”的內(nèi)容為例，闡述尋找探究活動主線索的實踐過程。

一、問題掃描——教材活動設(shè)計中繁而亂的主線索

“馬鈴薯的沉浮”的教學(xué)內(nèi)容來自于教科版五年級下冊第一單元7、8兩課，分別是《馬鈴薯在液體中的沉浮》和《探索馬鈴薯沉浮的原因》，這兩課的主要內(nèi)容是探究物體沉浮與液體的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建關(guān)于“沉浮規(guī)律與密度的關(guān)系”的核心概念。鑒于五年級學(xué)生的知識儲備和認(rèn)知水平，始終沒有出現(xiàn)“密度”一詞，用同體積比輕重的方法來指向密度的概念。

兩節(jié)課的教材中一共安排了8個主要探究活動，每個活動承載的具體概念都指向沉浮的核心概念：“物體的密度大于液體的密度時，物體在液體中下沉；反之，上浮?！?綜觀這兩節(jié)課的活動安排，筆者認(rèn)為在教學(xué)實踐中存在以下兩個問題。

問題一：概念主線模糊不清

第7課《馬鈴薯在液體中的沉浮》是學(xué)生比較喜歡的內(nèi)容，本課的教學(xué)流程一般如下：

環(huán)節(jié)一，聚焦現(xiàn)象。觀察兩個馬鈴薯在兩種液體中的沉浮，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯的沉浮與馬鈴薯本身無關(guān)，而是與液體有關(guān)。

環(huán)節(jié)二，提出問題。如何驗證兩種液體的不同。

環(huán)節(jié)三，研討交流。通過學(xué)生的交流和教師的引導(dǎo)，想到利用加熱滴液的方式驗證兩種液體的區(qū)別。

環(huán)節(jié)四，學(xué)生活動。用蠟燭和鋼勺分別加熱兩種液體的滴液，觀察兩者的不同。

環(huán)節(jié)五，逆向驗證。調(diào)制一杯能使馬鈴薯浮起來的鹽水。發(fā)現(xiàn)水中溶解了足夠量的食鹽馬鈴薯才能浮起來。

環(huán)節(jié)六，延伸活動。了解有關(guān)死海的資料，知道人在死海中會浮起來。

在課堂中學(xué)生開展了一系列有意思的探究活動，課堂氣氛活躍，開放度較高。然而我們仔細分析這些探究活動，會發(fā)現(xiàn)有意思的活動并不一定有意義。本課主要探究的問題是如何驗證兩種液體的不同，主要的活動是加熱滴液。這個活動承載的科學(xué)概念其實包含于“調(diào)制鹽水”這個活動的概念之中，因此完全可以被后者替代。當(dāng)然，“加熱滴液”這個活動也能發(fā)展學(xué)生相應(yīng)的實驗操作、觀察等方面的能力，但這在認(rèn)識方面不存在明確的目標(biāo)指向，與密度這條主線聯(lián)系不緊密，對于構(gòu)建核心概念的價值并不大。

第8課《探索馬鈴薯沉浮的原因》同樣存在概念主線不清的問題。本課有3個主要探究活動，分別是：“鉤碼在不同液體中的浮力”“比較同體積馬鈴薯、清水、鹽水的輕重”“判斷塑料塊在不同液體中的沉浮”。我們可以看出這兩節(jié)課的主要線索是 “密度”概念的發(fā)展，而本課的第一個探究活動“測量浮力”承載的概念指向了鉤碼在不同液體中受到的浮力大小不同，與主線索產(chǎn)生了一定的偏離。而且研究的對象從“馬鈴薯”換成了“鉤碼”，這些變化都會容易讓學(xué)生失去研究的方向，難以把握探究的重點，對學(xué)生概念的構(gòu)建帶來不利影響。

問題二：探究活動難易不均

從探究活動操作難度來說，第7課“加熱滴液”的操作比較復(fù)雜，需要花費大量的時間和準(zhǔn)備必要的器材。第8課“測量浮力”和“同體積比輕重”兩個探究活動的操作難度非常大，對器材的精密性和數(shù)據(jù)的精確性要求很高，學(xué)生在課堂中操作失敗的可能性比較大。綜合來說，第7課的探究活動難度相對較小，且其中難度較大的活動對于核心概念的構(gòu)建并無太大意義；第8課的活動難度非常大，思維層次較高，一節(jié)課的探究時間明顯不足。

綜合以上兩個因素，筆者以為這兩課的教學(xué)內(nèi)容有必要進行有機整合，尋找一條基于概念發(fā)展的探究活動主線索，并以此設(shè)計相應(yīng)的探究活動。

二、理性分析——基于教材、學(xué)情的特點尋找主線索

基于科學(xué)概念的探究活動主線索，是教師根據(jù)教材和學(xué)生情況的分析，設(shè)計一條明確目標(biāo)下的有探究活動內(nèi)容、過程與策略的主線索。尋找主線索應(yīng)重點從以下兩個方面著手。

（一）從局部到整體的教材分析

“用教材教”是新課程倡導(dǎo)的重要理念。它立足于學(xué)生的認(rèn)知與發(fā)展，鼓勵對教材進行“二度開發(fā)”“深加工”，從而構(gòu)建一條有利于概念發(fā)展的主線索。

1.尋找核心概念引領(lǐng)主線。

小學(xué)科學(xué)教材以單元的形式來編排。根據(jù)教材安排的需要，有時在一個單元中蘊含了一個核心概念，有時在幾節(jié)課中蘊含了一個核心概念。在分析教材的過程中首先要找準(zhǔn)這個核心概念，才能找到探究活動的主要目標(biāo)，起到引領(lǐng)主線的作用。在關(guān)于馬鈴薯沉浮的教學(xué)內(nèi)容中，我們可以清晰地找到這個核心概念——密度。

2.解析具體概念串聯(lián)主線。

有了核心概念的目標(biāo)引領(lǐng)，具體概念的選擇與呈現(xiàn)要依據(jù)核心概念的發(fā)展主線，并選擇和優(yōu)化相應(yīng)的探究活動，做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與分析，形成主線索。在馬鈴薯沉浮的教學(xué)內(nèi)容中，主要有8個探究活動，每個活動所承載的科學(xué)概念如下表所示。

通過對上表的分析可知，這8個活動中的2和5 在構(gòu)建“密度”這個核心概念的過程中，與主線索不一致，需要在教學(xué)實踐中進行調(diào)整，使科學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系結(jié)構(gòu)化，有利于教師設(shè)計教學(xué)時準(zhǔn)確把握主線。

（二）從抽象到具體的學(xué)情分析

科學(xué)概念構(gòu)建過程是學(xué)生主觀能動的認(rèn)知和思維過程。在提煉探究活動主線索時有必要了解學(xué)生學(xué)習(xí)的特點，才能真正讓主線索引領(lǐng)學(xué)生的探究活動。

【案例分析1】

《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課中學(xué)生通過小組活動分別調(diào)制了一杯能使馬鈴薯上浮的鹽水，并且獲得了“一定濃度的鹽水能使馬鈴薯浮起來”的具體概念。此時依照學(xué)生思維發(fā)展的一般順序，學(xué)生非常容易產(chǎn)生疑問：“為什么濃鹽水能使馬鈴薯上浮，清水使馬鈴薯下沉呢？”前幾節(jié)課中學(xué)生已經(jīng)測量過物體在水中受到的浮力大小。因此他們自然會提出“馬鈴薯在清水中受到的浮力小，在鹽水中受到的浮力大”的假設(shè)。

因此筆者以為在“馬鈴薯的沉浮‘活動與概念明細表”中的活動3 和活動5可以整合。讓“密度”和“浮力”這兩條線索通過學(xué)生自身概念構(gòu)建的特點有機地融合起來。學(xué)情的具體分析可以從以下兩個方面切入。

1.找準(zhǔn)概念學(xué)習(xí)的起點。

奧蘇伯爾曾經(jīng)指出，影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么?！耙呀?jīng)知道了什么”就是學(xué)生的學(xué)習(xí)起點。上述案例中學(xué)生之前對于浮力的學(xué)習(xí)就成為了本次探究活動的學(xué)習(xí)起點，學(xué)生嘗試使用先前的經(jīng)驗來解決問題，整合了前后概念，促使概念構(gòu)建的主動發(fā)展。

2.把握學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的特點。

學(xué)生在概念構(gòu)建的過程中會整合原有經(jīng)驗，不斷產(chǎn)生新的想法和問題，這就為尋找探究活動主線索指明了一個方向。上述案例中學(xué)生對“浮力大小”的想法是正常需求，迎合這樣的需求會讓探究主線索沿著學(xué)生思維發(fā)展的方向延伸。

三、路徑重構(gòu)——基于概念的發(fā)展過程構(gòu)建主線索

基于對教材和學(xué)生的深入解析，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，厘清核心概念與具體概念、具體概念與具體概念的內(nèi)在關(guān)系，提煉出一條適合學(xué)生的既定目標(biāo)下的有內(nèi)容、有形式、有邏輯的探究活動主線索。這是科學(xué)探究教學(xué)的關(guān)鍵。

筆者通過課堂的實踐和思考，把“馬鈴薯的沉浮”的六個具體概念（1、2、3、5、6、7）進行了重新編排，形成了有別于教材的、基于概念發(fā)展的探究活動主線索（如下圖）。

[在]

根據(jù)這條線索筆者設(shè)計了7個環(huán)節(jié)更緊湊、目標(biāo)更明確的探究活動，使學(xué)生在核心概念構(gòu)建的過程中保持一定的連貫性和持續(xù)性，并逐步達到形成核心概念的目標(biāo)。以下是筆者開展教學(xué)活動的課堂案例。

【案例分析2】承載概念A(yù)—B的教學(xué)過程。

上課伊始，講臺上擺放標(biāo)著1號、2號的兩盆無色透明的液體。教師出示一大一小兩個馬鈴薯，向?qū)W生質(zhì)疑馬鈴薯的沉浮。學(xué)生作出了假設(shè)并給出了理由，有的認(rèn)為大馬鈴薯沉，因為它比較重；有的認(rèn)為小馬鈴薯沉，因為它體積小……于是，教師現(xiàn)場演示，把2個馬鈴薯分別放到2盆液體中，多次輪換，發(fā)現(xiàn)不管馬鈴薯的大小，在1號盆中始終是浮的，在2號盆中始終是沉的。看到這樣的現(xiàn)象，大部分學(xué)生都會提出相同的看法：1號盆里的是鹽水，2號盆里的是清水。

此時教師改變教材的設(shè)計思路，從另一個方向引導(dǎo)學(xué)生研究。提出“你們認(rèn)為馬鈴薯在清水中是沉的，在鹽水中是浮的？”再讓學(xué)生動手操作，把馬鈴薯放到清水中試一試，調(diào)制一杯鹽水試一試，發(fā)現(xiàn)在清水中確實是沉的，而鹽水需要達到一定濃度后才能浮起來……

這樣的活動安排，雖然舍去了“加熱滴液”的環(huán)節(jié)而直接引導(dǎo)學(xué)生調(diào)制鹽水，但在科學(xué)概念方面并沒有有所刪略，因為前者只是得出了“使馬鈴薯沉浮的兩種液體不一樣，馬鈴薯浮起來的液體中溶解了其他物質(zhì)”。而后者所承載的概念更為具體：“一杯是鹽水，一杯是清水（或者淡鹽水）?！币呀?jīng)蘊含了前者所傳達的信息。這樣省出了時間開展其他探究活動，為核心概念的構(gòu)建而服務(wù)。

【案例分析3】承載概念C—D的教學(xué)過程。

通過上一個活動學(xué)生發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯在清水中受到的浮力小，在濃鹽水中受到的浮力大。于是啟發(fā)學(xué)生繼續(xù)思考“為什么濃鹽水產(chǎn)生的浮力大？清水產(chǎn)生的浮力小呢？這兩杯液體現(xiàn)在有哪些方面不一樣呢？”此時學(xué)生關(guān)注的一般都是濃度、顏色、含鹽量等，教師通過引導(dǎo)讓學(xué)生關(guān)注兩者液體的輕重，并通過小組討論制定比較兩杯液體輕重的方案，引導(dǎo)學(xué)生利用天平比較同體積150mL濃鹽水和清水的輕重。課堂中這個實驗操作并不復(fù)雜，比較容易獲得實驗結(jié)果。通過這個活動學(xué)生發(fā)現(xiàn)了在同體積的情況下，濃鹽水比清水重。

為什么“濃鹽水產(chǎn)生的浮力大，淡鹽水產(chǎn)生的浮力小”，對學(xué)生來說難以想到與液體的輕重有關(guān)。因此，這兩個活動的過渡從“浮力與密度”的概念發(fā)展來說是連續(xù)的，但是從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來說存在一定的斷層。筆者經(jīng)過反復(fù)思考和嘗試，認(rèn)為這里的牽強過渡是難以避免的。同體積比較液體輕重其實已經(jīng)直接指向了概念“液體密度”，離核心概念已經(jīng)非常接近了。

上文中介紹的三個案例是根據(jù)新的主線索而作出調(diào)整幅度較大的教學(xué)活動，這些探究活動引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建一個個具體概念，最終幫助學(xué)生形成了核心概念，在教學(xué)實踐中取得了更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

綜上所述，科學(xué)教育不應(yīng)該教給學(xué)生支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而應(yīng)當(dāng)慎重選擇一些重要的科學(xué)概念，用恰當(dāng)?shù)摹⑸鷦拥慕逃椒?，幫助學(xué)生建立對周圍事物相對完整的理解。因此，教師要合理把握教材，了解概念構(gòu)建的過程，幫助學(xué)生從早期經(jīng)驗開始獲得較淺的概念，再逐步進展到更深的概念，讓學(xué)生的探究活動用一條清晰的主線索有機地串聯(lián)起來，以有結(jié)構(gòu)的活動推動科學(xué)概念的構(gòu)建。

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