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                 以科学概念构建为主线，组织结构化的学习活动

                                  ——《马铃薯在液体中的沉浮》的新思考与设计

                                舟山市定海区东海小学   袁优红

      科学学习不仅要让学生获得大量的具体信息，更重要的是要帮助学生形成科学概念，它是孩子构建复杂能力、探究解决各种问题的基石。我们的科学教学以构建主要科学概念为主线，用概念组织与引领具体活动，同时，结构化的活动是建构科学概念的载体，为构建科学概念而服务。学生就能在具体的活动信息中找到最终的理论归宿，理解掌握科学的方法与原则，形成更上位、更抽象的科学思想与观念，从而实现科学素养的提升。

如何把“概念教学”理念落实在具体的教学中，笔者以大家熟知的《马铃薯在液体中的沉浮》一课为例，进行了新的思考与设计。

      本课所要建构的科学概念是液体性质会影响物体的沉浮，改变液体的浓度会改变物体的沉浮，这样的液体有很多。一般的小学生，他们对物体沉浮的关注，只会落到物体大小、重量本身的特点，对液体性质会影响物体的沉浮的发现对学生来说还比较“意外”。因此，此探究具有挑战性，是学生感兴趣的探究活动。

    通过课前调查，发现学生已有的认知中，观察到马铃薯能浮起来，大多数学生认为一定是水中加了盐，虽然也会有个别学生认为水中加了糖等另外物质，但是推测态度也是不坚定的，说明学生对物体在液体中的沉浮的已有经验支撑比较缺乏，对液体性质会改变物体沉浮的科学概念的认识比较单一，与我们教学目标中所要构建的科学概念还存在一定的距离。怎样让本节课学习不落入学生思维的怪圈，引导学生自主构建起液体性质改变物体沉浮的科学概念，需要我们针对学生认知特点进行新的思考与设计。

学生关于概念构建的主干问题：“是不是只要水中溶解了物质就能使马铃薯浮起来呢？”这个问题的思考也是肤浅的，需要设计活动引导学生经历液体性质发生变化引起马铃薯沉浮发生变化的全过程。这对学生形成科学严谨的科学思维，逐步培养科学的研究思想和方法是很有帮助的。

      明确了活动需要建构的科学概念，我们就要设计符合学生认知特点与思维逻辑的有结构化的活动，厘清每个活动的目的与意义，教学设计突出以科学概念为引领，组织学生经历结构化的活动。活动中重视学生头脑内部的认知结构，了解掌握学生观念中不完全的概念，挑战学生原认知，激发学生认知冲突，丰富学生对深层认知理解，从而构建液体性质会影响物体的沉浮的核心概念。

                                         活动一：推测马铃薯有沉有浮的原因

        教学从复习引入，出示1号杯液体，把大小马铃薯放入这杯液体中，马铃薯的体积与大小改变，它的沉浮不会发生改变。教师再出示2号、3号液体 ，再把大小不同的马铃薯放入，学生发现马铃薯竟然都浮起来了。马铃薯一沉两浮现象，不仅冲击着孩子的视觉，更加激发起学生推测的激情。

  “可能与这两杯液体里面含着的物质有关”，“可能2号、3号液体是另外的液体”，“这些能使马铃薯浮起来的液体可能是盐水”、“这些液体还可能加了酒精、糖” ……

三杯有结构的液体，使学生的推测更丰富，巧妙地打破了学生看到马铃薯就觉得是盐水的单一思考，学生的推测也非常自然地指向了多种液体会改变物体沉浮的核心概念的构建，为后续的活动建立了良好的开端。

                                          活动二：想办法证明液体中溶解了物质

师：用什么方法可以证明液体中溶解了一些物质呢？

生：用酒精灯加热，如果剩下的有盐，就是加了盐。

生：用两个烧杯都装相同的水，一杯水，一杯加一些物质，用两个相同的马铃薯放进去，看看会不会浮。

生：用试纸检测，发现试纸颜色有没有不同……         

      教师引导学生先用加热蒸发的方法验证液体中有没有物质。本实验采用演示实验的方法，请两位学生上台演示，实验完毕，实验学生带着铁勺请学生观察。确实，液体中溶解了物质。本实验不为分组实验，而作为演示实验，是因为通过调查已经学过本课的六年级学生，发现留给他们记忆犹新的是加热蒸发实验，学生对加热蒸发实验的兴趣浓郁程度在一定程度上冲淡了学生对本课核心概念的建构，为突出科学概念这条主线教学，作了舍弃处理。

                                       活动三：调制多种液体

    调制多种液体是学生在认识了液体中溶解了一些物质使马铃薯的沉浮发生改变事实基础后的进一步思考与研究。“是不是液体中溶解了一些物质，马铃薯就一定能浮起来了呢？”此问题直接指向本课的科学概念，也是上一活动建构的具体概念的进一步深化与提升。           

    调制的液体以自主菜单形式，每个小组选择两种物质进行调制，具体物质有糖、盐、味精。记录单如下：

第（    ）组

小组汇报：“我们第三组研究的是盐与味精。加盐实验中，第一至二勺是沉的，第三勺开始就浮起来了；加味精，第一至五勺是沉，第六勺都是浮的。

师：说明了什么？

生：马铃薯的沉浮与液体中加了盐和味精的多少有关，加的越多，就越容易浮。

生补充：说明马铃薯的沉浮与溶解的物质数量有关。

小组汇报：我们加糖，第一至六勺是沉，第七勺浮起来；加盐：第一勺是沉，第二和六勺是浮……说明溶解的物质要足够多才能使马铃薯浮起来。

师追问：溶解了一勺糖的液体和溶解了六勺糖的液体有什么不一样吗？

生：液体颜色、高度不一样。

生：里面的含的糖数量，液体的浓度不同。说明液体达到一定的浓度后改变了马铃薯的沉浮。

师继续追问：“你们加了盐或加了糖、味精都使马铃薯浮起来，那三者还有什么不一样？

生：所加的数量是不一样的，加的味精、糖要多一些，盐要少一些，但是它们都达到了使马铃薯浮起来的液体浓度。

师：现在你们认为1号烧杯里的液体，一定是水吗？

生：不一定，有可能是加了一小勺的盐水，也有可能是淡味精水，淡糖水……

多种液体的调制，让学生获得了丰富的感性材料与认识，打破学生已有概念的单薄倾向。教师引导学生对调制液体共同点与不同点的分析与比较，使他们的思维积极参与加工；教师抓住学生问题焦点一波又一波的追问，看似随意却一掷千金，使深入的交流与研讨成为事实，学生头脑中浅表的信息与认知潜移默化地向构建科学概念的理性认识过渡，实现学生自主构建科学概念的学习过程，教师成为真正的教学组织者。

                             活动四：多种物体在各种液体中的沉浮，巩固拓展科学概念

     科学概念的构建与理解的最终目的是为了扩大到其他的探究问题上，用以触类旁通地解决各种科学与生活问题。因此，我们的教学如果随着科学概念的诞生戛然而止，那还是不够的。如果在此基础上，作合理的拓展与概念的再深入，就会起到画龙点睛的作用。本课拓展如下：

1.把盐水和糖水混合在一起，能使马铃薯浮起来吗？你能想办法使马铃薯沉下去吗？说说你的解释。

2.这些液体加了水后，马铃薯就沉下去了。（出示番茄）现在把番茄放入这杯液体中，会沉还是会浮？再出示另外两杯液体——蜂蜜水、酒精，番茄会沉还是会浮？说说你的解释。

3.出示小石子，把它放入浓盐水、蜂蜜水中，马铃薯沉浮又会怎样呢？说说你们的想法？你觉得小石子有可能浮起来吗？说说你的解释。

“把2号和3号杯的水合在一起，马铃薯会浮，因为浓度更浓了？

“马铃薯沉下去了，小番茄有可能会浮起来，因为小番茄与马铃薯的轻重是不同的”。

“小石子有可能浮起来，可以继续在液体中溶解物质，或者换一种更重一些的液体，把马铃薯托起来”……

       从学生的交流反馈可知，学生依据前面建立的科学概念，自觉运用分析、综合、逻辑推理等方法进行了解释，他们的语言可能还不怎么规范，但是他们共同把物体在各种液体的沉浮指向了液体的浓度，还有物体、液体的质量比较，这是他们抽象概括出的事物的本质属性与共同特征，也是本课符合五年级孩子所要构建的科学概念。

       由于小学生的认知与能力水平有限，课堂上所建构的科学概念可能不是很完善，很多观念性的概念还难以用科学的语言来表述。但是，我们仍然要坚信：以有结构化的活动为平台，围绕科学核心概念进行教学，对丰富学生的科学认知，培养科学探究能力，提升学生的科学素养意义是深远的。

[此贴子已经被影随心动于2014/5/28 12:30:30编辑过]