编者按：建构科学概念，是一项重要的学习任务。学生通过学习，建构新的科学概念，纠正错误的前概念，丰富有待完善的概念。《让概念建构与思维能力协调发展》一文选取了“点亮小灯泡”这个内容进行实践研究，探讨学生是如何建构概念的，又是如何在建构概念的过程中发展思维能力的。本文为喻伯军老师在本学期开学初重点推荐的文章之一，希望能给广大老师带来一定的思考，大家有什么感悟可以通过文章后面的评论与大家交流。 

让概念建构与思维能力协调发展

杭州市崇文实验学校  闻蓉美

  在小学科学教学中，引导学生建构科学概念，是一项重要的学习任务。学生通过学习，可以建构新的科学概念，纠正错误的前概念，丰富有待完善的概念。在建构科学概念的同时，思维发展也是非常重要的任务，理想的状态是：在教学中，学生的科学探究能力（思维）与科学概念的建构协调发展。为了探索两者之间的协调发展，我们选取了“点亮小灯泡”这个内容进行实践研究。

“点亮小灯泡”这一内容相当经典，各个时期的教材都选用，现行的各个版本教材中，也都选用了相应的内容。这说明此内容既是课标所要求的，也是编写者所看重的，它适合小学生的学习水平，对学生科学概念的建构很有必要。下面，我们以教科版四年级《点亮小灯泡》一课的教学为例，探讨学生是如何建构概念的，又是如何在建构概念的过程中发展思维能力的。

一、了解学生的前认知，为针对性的教学作好铺垫

   《点亮小灯泡》一课最主要的概念是“电路是一个回路”。要让学生建构电路的“回路”概念，首先我们要了解学生在学习之前的经验和认识，然后才能针对性的帮助学生建构新的概念。对于如何点亮小灯泡，孩子们的原认知是怎样的？为此，我们专门设计题目，调查了学生的前概念（图一）。希望通过课前调查，能较好地了解孩子们的真实想法。调查方法很简单：课前让学生在一张示意图（图一）上添加导线，让小灯泡发光。为了探查学生的真实想法，我们只给学生3-5分钟的时间独立完成，不进行小组讨论，也不带回家再完成。这样最大限度地呈现每一个学生的原有想法，了解每一个学生的真实水平。

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经过统计，数据如下表：

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对三个学校3个班级的学生进行前测及归类统计，我们发现：

1．在没有任何提示下，学生用两根导线连接的人数超过用一根导线连接的人数。跟一些学生个别交流得知，学生认为用两根导线点亮小灯泡难度小，更方便。大概有21.1%的学生的想法能够点亮小灯泡，说明大部分的学生没有经验，前概念是错误的。因为学生在生活中虽然经常用到电器，但很少接触、观察电路，更没有回路的概念，因此需要在教学中帮助学生建构起正确的回路概念。

2.用两根导线连接方法中，有41.8%的学生连接正确；用一根导线连接方法中，没有一个连接正确，即正确率为0%。因为在学生的经验中，家里的电灯只要一通电就会亮，根本没有观察到电流必须形成回路。教材中呈现的要求是，让学生观察灯泡的结构和电池结构，然后用一根导线、一节电池点亮一个小灯泡，这跟学生的原有经验有不小差距。在实际的教学中，如果教师不进行指导，学生很难自主点亮小灯泡，因为学生缺少这方面的经验，也无法迁移原有的经验进行探索。

因此，用一根导线接亮小灯泡的活动，对四年级学生而言是比较难的，不适合让学生一开始就探索。我们认为，用一根导线点亮小灯泡的活动，作为回路概念建构之后的应用与探索，比较合适。而一开始学生的探究活动，教师要提供2根导线，让学生自己选择用1根或2根导线去接亮小灯泡，这样可以展示学生的原始认识，也提供了学习的选择性，可以降低学习难度，使之适合学生的认知基础。

二、充分动手检测，引发认知冲突，促进学生思考

根据对学生的课前调查，教师掌握了学生的认知水平。我们决定采用从学生的前概念出发，让学生经历检验自己的想法和别人的想法的过程，发现很多的想法（包括自己的）是错的，全班同学中只有1~2种想法能够点亮小灯泡。这样，不但让学生经历多次连接小灯泡的技能训练，而且在不断地操作中，发现规律，反思自己和别人的观点，为进一步比较、分析概念做好准备。

教学开始，教师呈现给学生一张本班同学的统计结果，让学生观察。表4

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学生发现，自己班级中有5-6种接亮小灯泡的方法，开阔了学生的思路和视野。学生很自然地想知道，这些方法中究竟哪些连接可以成功的。教师顺势提出了第一个学习任务：利用材料，先检测自己的想法是否正确，然后检测别人的想法是否可行。在这个过程中，学生通过充分动手，既逐个检测全班的几种连接方法，满足了学生的好奇心，更培养了学生的操作技能。同时，检测的结果非常自然地引发学生的思考：为什么大部分的连接不会亮，有的连接灯泡就会亮？引发学生的认知冲突，引发思考，为下一步建构正确的概念埋下了探讨的伏笔。

三、利用图式分析，帮助建构概念，发展思维能力

当学生发现自己的观点是错误的，大部分同学的观点也是错误的，此时学生的求知欲被激发起来，也正是建构正确概念的极佳教学时机。怎样帮助学生建构概念呢？我们想到了提供典型图式，运用分析比较的方法进行建构。图式相当于学生的概念，是学生对概念认知的形象化表述，它有利于学生阅读和思考。

学生面对众多检测的结果，怎样寻找其中的原因？教师利用典型图式的比较和辨析，帮助学生寻找图式背后的相同和不同，从而寻找造成差异的原因。这其实就是一种思维方式，它让学生感受到：遇到复杂问题时，可以通过典型的比较找到规律或原因。奥苏伯尔认为有意义学习过程的实质，就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。

教师先出示了两种典型的概念图式，一种是不能点亮小灯泡的，一种是能点亮小灯泡的。如下图2：

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学生在比较A 和B这两张图式的时候，发现了单向路径行不通，形成循环的回路才能使小灯泡发光的规律，使学生对回路有了一个明确的认识，初步建构了回路的概念。

接着教师让学生比较A和 B这两个图式，提问：同样是回路，为什么一个亮一个不亮？再次引起学生的思维冲突。结果学生纷纷指出，是导线接在灯泡上的位置不同引起的，跟灯泡的结构有关系。从而非常自然地展开了灯泡内部的结构观察，也促使学生进一步探索，究竟是怎样的回路能使灯泡亮起来，思维和认知向更深处推进。接着教师让学生观察了灯泡的结构，特别是两根连接线的连接位置，学生终于恍然大悟：导线必须连接在两个连接点上的道理。

当学生观察到B这个电路时，才真正明白：点亮小灯泡不但要形成回路，还要让电流流过灯丝，只有这样的连接，灯泡才会真的发光。到此为止，学生才基本完成对简单电路中回路的建构，它纠正了学生原有单向电路的错误认识，也让思维得到锻炼，让学生学到了图式比较、分析的方法，体会了图式学习的好处。

四、探索应用、巩固概念，提升思维力度

原教材中提出用“一节电池、一根导线点亮小灯泡”的活动，由于学生的认知基础不足，如果放在一开始让学生操作，往往无法引起学生的思维参与，成功率极低。而把这个活动置于学生完成回路概念建构之后，立即呈现出非常精彩的效果。此时学生所形成的回路概念比较单一，其表现出来的概念图式主要是      这样的， B 一般要用2根导线才能点亮小灯泡。当教师提出了用一根导线点亮小灯泡的新任务时，学生显得很有信心。因其思维难度适中，学生运用回路概念，稍作思考便能在头脑中形图式，实际操作便是验证新的方法是否正确。况且此连接的变式丰富，对促进学生思考的广度和深度有很大的帮助，对回路概念的进一步认识会更加丰富！

结果，学生在探索中呈现了以下结果（图3）

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从上述学生的探究中，我们可以看到：学生对概念的掌握和运用已经比较到位。因为教师只给学生留了两个空格，图3（2）的学生画出了相对复杂的图式，呈现了学生的发展水平出，也反映出一定程度的创新。

到此为止，教学任务似乎圆满地完成了。但教师还不满足于此处的发展，为了促进学生的概念和思维发展，再让学生比较A与B 这两个图式的相同之处，
进一步巩固回路的概念。同时，也让学生认识到，比较相同现象的图式（概念）也能够使我们的认识又向前推进一步，较好地呈现了科学概念与探究能力协调发展的教学思想。

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五、检测反馈，丰富概念，促进思维的广阔性

通过一节课的学习，学生究竟对电路这一概念建构得如何，我们需要运用一定的方法及时检测。检测不仅能让教师了解学生的思维发展状况，也是学生继续学习丰富概念的手段。

通过前面的学习，学生头脑中已基本建立回路的概念，头脑中的概念图式是

A和B。教师通过变式训练，给学生呈现不同的图式（图4），让他们判断小灯泡亮或不亮，并说说原因。这样能很快地暴露学生对电路概念的掌握情况，每个学生在说一说、做一做的过程中，再次巩固回路这一概念。学生在判断下面第5个图式时，绝大部分学生认为灯泡不会亮，然而通过实验操作发现灯泡会亮时，惊奇与喜悦之情难以言表，能干的学生马上想到金属容易导电，侧面连接点并非是一个点，而是一个面，这不仅丰富了回路的概念，还为后面学习导体、绝缘体的内容作铺垫。同时发展学生严密的思维，丰富了学生的体验。

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《点亮小灯泡》是一节传统的经典课，以往的教学不乏精彩之处。现在，我们借助这一载体，从学生的原有概念出发，学生通过体验发现自己的错误概念，通过典型（图式）比较、分析得出正确的概念，并用实践检验正确的概念，帮助学生以证据和逻辑，主动建构科学概念，锻炼了分析、比较验证的科学思维，并尽量使学生的思维发展得以显性化呈现，真正让科学概念与思维能力得到协调发展！科学课程的实施，不仅仅是让学生获得一些科学知识，更重要的是亲自动手动脑经历获得知识的过程，在此过程中培养学生的科学素养。

——文章作者浙江省杭州市崇文实验学校  闻蓉美 发表于《科学课》杂志2016年第一期