小学科学课堂对学生而言，是原认知向科学认知不断转变的过程，因此，学生的原有基础是我们展开教学的出发点，也是实施有效教学的前提。这里的原有基础包括知识基础、能力基础、情感态度价值观基础。我们的教学是通过各种教育手段，使学生的三维目标在原有基础上向既定的目标提升，任何脱离学生原有基础的教学如同空中楼阁，华而不实。如何把握学生的原有基础，使他们获得发展呢？笔者认为有以下几个操作策略：
一、了解学生的原认知
美国认知教育心理学家戴维·保罗·奥苏贝尔曾说：“影响学习的重要因素是对于这个内容学生已经知道了什么或还想知道什么，即学生头脑中的前概念”。认识到这一点是非常重要的，因为学生并不是一张白纸进入课堂，而是带着对一些正确的或错误的认识开始学习的，而这些正是教师进行教学的起点。因此，我们应该采取一定的策略，了解学生对此部分内容已经有了哪些认识，以此为基础开展教学。
1.熟悉教材：小学科学教材分三大领域：物质科学领域、生命科学领域、地球与空间科学领域，这三大领域在每一册教材中都有涉及，而且是前后相关联的。如果要了解五年级学生的已有概念，可以阅读三、四年级的教材，对学生已有的学习内容有一个大概的了解。
2.课前调查：可以采用问卷调查、个别询问等了解学生已经具备了哪些认识，掌握了哪些技能。这种方式可以比较充分、全面地了解学生的原有基础，但需要花比较多的时间去准备和整理。
3.课堂提问：这是最常用的一种方法。一般教师在提问前有一个预判，能够大致预测出学生的想法，与学生的回答相对照，教师就能采用合适的手段进行教学。
4.图画展示：这种方式在课堂教学中运用非常实用。比如说，三年级认识“蚂蚁”，先让学生画一画他们头脑中的蚂蚁。学生看到过蚂蚁，但一般不会观察得那么仔细；有的学生看动画片、漫画书，他们的头脑中就会有拟人的蚂蚁，但这不是真实的蚂蚁。所以学生笔下的蚂蚁通常是四条腿的、会笑的、腿长在腹部的……然后开始课堂观察活动，学生通过观察、描述蚂蚁的结构和特征，发现真实的蚂蚁和他们原先画的不一样，找出问题出在哪儿了。活动后再让他们画一画蚂蚁，就能纠正原先错误的，呈现出一只真实观察到的蚂蚁形象。这种方式能展示学生原有的想法；暴露学生的思维过程；展示学生的学习成果；展示学生对概念的前后对照；帮助学生准确表述。
5.观察分析：通过观察学生的动手操作情况，分析背后的概念支撑。如，用酒精灯给物体加热时，很多学生会用焰心加热，有时还不小心把火焰弄灭，其实这正是学生对火焰温度高低的错误认识的体现。他们认为焰心在最中心，温度应该是最高的，教师可以采取相应的教学方法和手段让学生理解用外焰加热、灯冒灭火的道理。还可以了解学生的动手操作能力、学习习惯等方面的情况。
二、分析学生原有基础和所学内容的联系
学生在接受科学教育之前，受家庭教育、社会环境、个人认知能力等的影响，他们头脑中对某一科学内容的认识和科学的概念之间存在着联系和区别。分析他们这些原有知识的准确性与全面性，并在这个基础上找到新知识的生长点，是进行有效教学的关键。
四年级的学生在学习使用酒精灯给物体加热时，大部分的学生会选择用焰心加热，为什么？因为在他们的意识中，处于核心的温度应该是最高的。还有，一个班级里好多学生不会用火柴，这也是可想而知的，现在的家庭基本不用火柴，再加上安全问题，也是不允许孩子用火柴的。针对这个情况，我们不能只停留在“如何正确使用酒精灯给物体加热”这个点上，还要教会孩子怎样划火柴；练习怎样点燃酒精灯并用灯帽盖灭；明白为什么要用外焰加热。这样的教学会花掉很多的时间，但一定是值得的。
三、组织教学，引起认知冲突
教学中的冲突策略是转变原认知的一种有效策略。当学生用个人的认识来理解或解释一些现象时往往和科学认识产生矛盾，学生开始意识到自已的观点并开始不满意自己的观点，继而开始主动改变原有认知。因此，在教学中要创设让学生产生认知冲突的情景，使学生能够积极主动地重组知识。
在教学《浮力》一课时，发现学生对“物体静止浮在水面受到的浮力等于重力”这一科学概念的理解有很大的难度，大部分的学生认为：物体受到的浮力大于重力才能漂浮在水面。事实上浮力大于重力是一个上浮的过程，是后一环节要解决的问题。既然学生的原认知是如此，那就把后一环节先提上来解决，让学生认识到浮力大于重力时物体是上浮的，这就和“物体静止浮在水面”造成了冲突，也就是说物体静止浮在水面受到的浮力肯定不是大于重力。这时学生一定迫切想知道究竟是怎样的，就可以引导学生设计实验方法开始进一步的探究。
在上《用水测量时间》时，导入部分通过提问：“水为什么可以用来计时？”了解学生的原认知。他们认为，时间具有等时性，能用来测量时间的水流其速度就应该是固定不变的，但事实并非如此。于是，设计了两个实验：流完50毫升的水水流速度有什么变化和验证150毫升的水分三个50毫升流完所需的时间有什么变化。这两个实验的结果一次又一次地否定了学生的推想，学生头脑中的疑问一次比一次地强烈：“水流的速度会越来越慢，古人怎么用来计时？”这就可以引领学生顺势而下去寻找原因，解决问题。
认知冲突策略运用了学生观察实验现象、动手操作实验等实践活动来展示矛盾事件，引发认知冲突，它能够有效地提供激起矛盾的新刺激，更容易使学生进入学习情境。
四、引导原认知向科学认知发展
学生的原认知常常是很难改变的，呈现新的概念或直接告诉学生是不正确的，并不能转变其原认知，而教学的目的是要改变错误认识，重新建构新的科学认识。因此，要从学生的原有基础入手，找到学生头脑中的原认知和科学认知之间的相同点，并以此为生长点和出发点，在教师适当的干预下，逐步实现由原认知向科学认知的转变。还可以找到相似、较容易理解的例子，由此例子展开类比，为学生支起从原认知向科学认知转变的“桥梁”。下面以“橡皮泥在水中的沉浮”一课为例，谈谈这方面的策略：
1.做好相关器材和概念的准备。
“橡皮泥在水中的沉浮”是教科版五年级下册《沉和浮》单元的第三课，前面两课已经研究了物体沉浮的规律，学生也知道了在体积不变的情况下，改变物体的重量能够改变物体在水中的沉浮状态。学生对橡皮泥是比较熟悉的，一些学生或许在生活中已经有了类似的经验，能够把橡皮泥做成船的形状，浮在水面上，但是，一般的学生都不会去考虑其中的原因。所以，为每组学生准备相同重量的橡皮泥和一个有比较精确刻度的杯子很重要，直接影响下面探究活动的有效性。
2.提出一个适合学生认知发展的问题把一块橡皮泥改变成不同的实心形状，重量没有变，体积也没有变，沉浮状况就不会发生变化。当学生做出一些能浮在水面上的橡皮泥后，就会思考了，是什么原因使橡皮泥浮起来的？橡皮泥的重量没有改变，改变的是什么呢？这是顺应学生思维发展的问题，也是很适合学生继续探究的问题。
3.组织实施探究，获取新的概念。
已经有第一环节“测实心体橡皮泥的体积”作为铺垫，浮的形状浸入水中的体积的测量就不难了。但是，浸入水中的体积不是橡皮泥的体积，自然而然引出新的概念——排开的水量，通过比较各种形状橡皮泥排开的水量，揭示沉浮变化的基本原因。知道了这个道理，学生也就能够理解钢铁造的船为什么能够浮在水面上了。
4.反思探究过程中出现的特殊问题或疑惑。
学生在创造能浮的形状时，发现只要漏水或进一定量的水，能浮的形状就会下沉。个别学生提出：“橡皮泥的重量不变，形状没变体积也就没变，为什么进一定量的水就会沉呢？”这是一个深层次的问题，如果探究下去就能帮助学生透彻理解物体的体积、浸入水中的体积、排开的水量这三个概念的联系和区别，真正理解不同形状的橡皮泥在水中沉浮变化的基本原因。
转变原认知不仅能够有效帮助学生建立正确的科学认识，还可以帮助学生提高遇到新问题时的有效迁移能力，激发学习兴趣。但是，不能期望通过一两次纠正就可以使原认知销声匿迹，要想彻底清除这些错误的原认知，并非一朝一夕的事。因此，我们在教学中需要反复分析事例，不断冲击原认知，不时地强化科学概念和巩固科学概念，以便学生更为彻底地进行原认知转变。
总之，在实际的教学中，如果教师能够把握住学生的原认知，并针对学生的原认知进行教学，就会使得教学有的放矢，更好地提高教学效果。
