在认知冲突中推动概念的发展

摘 要：作者通过所听的一节科学课《马铃薯在水中的沉和浮》，认为教师只有把教学转变为教学生亲历科学探究的过程，让学生学习科学探究，学习搜集科学事实、科学证据，学习用科学事实、科学数据说话，学习尊重证据，才能养成科学的学习方法。

关键词：科学课； 亲历探究

中图分类号：G623．6 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2010）12-095-001

教师首先请学生拿着两个大小不同的马铃薯分别放到实验验桌上老师事前准备好的两水槽的水中，孩子们就试了。结果孩子们很兴奋，因为孩子们发现放到一号水槽里时两个马铃薯都浮在了水上；放到二号水槽里时两个马铃薯都沉底了。

一个孩子在汇报时说：“放到盐水里会浮在水面上。”

老师说：“你怎么知道是盐水的？那是你的猜想，是吧？请坐下。”

老师说得很快，替学生作总结，不给学生思考的空间。

这里应该仔细地追问：你是怎么知道是盐水的？说说你的想法。要等待孩子的叙述。只有这样，才能发现孩子原有的概念，才能因势利导地引导。

我分析这里面可能有两个原因：1.教师唯恐学生说出盐水浮力的原理，因为学生一旦说出今天的原理，老师就觉得没法上课了。2.老师根本就不知道要追问学生的想法。追问是最好的打开学生的思路的方法。

凭着众多发生过的教学实况看，学生说出那杯水是盐水，应当是书本对学生的影响。如果不用课本，学生手中没这个册子，还能会想到是盐水吗？所以，课堂上学生的说法，“其实这不是学生的猜想，这一定是学生看过这样的知识”，是看到的，是念书念来的。书上说是盐水，学生先看了，上课时就能说出来——盐水！这表明马铃薯的沉浮改变曾引起过学生的好奇、引起过学生的冲动、引起过学生的关注，但这些好奇、冲动、关注很快就被课本中随后的两个探究活动中隐约可见的答案给扑灭了！

我们暂且认为这个认识是学生的前概念吧。不过，我们要清楚地看到这个前概念是与学生已经具有的其他概念之间并无太多的联系，而是一个孤立的点。绝大多数的学生没有相关的探索经历。在这个前提下，老师如何教学呢？

我认为，首先，我们的教学目标不能仅仅是“知道盐水中马铃薯会上浮”，而应当是“探索马铃薯的沉浮与液体的关系”更合适。然后，利用这个前概念，构造一些认识上的冲突，通过解决冲突，推进概念的发展。正是基于这个想法，我改为用糖水！一烧杯浓浓的糖水。浓糖水上浮着土豆，这会让学生吃惊的！当他们说是盐水的时候，那精神劲是多足啊。说说理由！小手比天高啊。

那就是盐水，一定是咸的。有的小声说：书上有，是盐水。——注意：理由是“书上有”！

你有什么理由说是盐水啊？你怎么知道这是盐水？好好，你尝尝！

一尝，不是咸的，是甜的！——冲突！暂且让它悬着。

这里还有一杯呢，土豆也是浮着的。猜猜这杯里是什么？学生只会摇头，不敢再说了。因为书上只是说盐水啊，没提到糖水，糖水居然也能让土豆浮着！这一杯是什么东西？弄不准又会猜错的，那怎么好意思啊！

是糖水？好好，尝尝看！妈啊，怎么这么古怪的味道！（我没说这是什么，因为，这是一杯浓浓的碱水！）——又来了冲突，脑袋中不再是只有盐水可以让土豆浮着了，也不只是糖水才可让土豆浮着了。

这里还有一杯呢，土豆也是浮着的，猜猜看，这是什么？没人敢说了。（呵，这一杯才是真的盐水浮着土豆！）

新问题来了，新问题就是：物体在液体中的沉浮与这些液体有关吗？不用想了，有！学生的沉浮的概念向前发展了一大步！这一步依赖于四个紧密相关的基本事实（土豆在清水中下沉，在浓糖水、浓碱水、浓盐水中上浮）的支持。

刚才一开始就有学生说第一杯水是盐水，但并不是所有学生都那么认为的。那到底盐水中土豆会浮上来吧？这个问题还在那儿悬着呢。好，全班动手试试看，是不是真的能让土豆浮起来。活动后，老师再拿一杯子清水，向里面加一小勺盐，土豆能浮起来吗？学生答：不会！再加一小勺，土豆能浮起来吧？不会！再问：有盐的水，土豆就能浮起来吧？不一定！那你加多少盐？学生回答……这里，学生已经看到了水中溶解的物体多少引起了土豆的沉浮改变。不是有盐的水土豆就可以上浮的，而是要有足够浓的盐水土豆才可以上浮。学生刚刚建立的概念又向前发展了一步。

第三个杯子中到底是什么？学生还不知道呢！有没有办法知道这里是什么？顺理成章，杯子中的液体是什么的探究活动开始了。

学生探究完毕，我“小心”地演示调一杯极浓盐水的过程，然后慢慢地倒出半烧杯，学生只是莫名地看。再接着，向这半杯浓盐水中用小棒导流缓缓地倒入许多自来水。完毕，捏起土豆，作放入水中之势，问：这回土豆会上浮还是下沉？学生兴致来了：上浮！上浮！为什么？浓盐水中土豆会上浮！一松手，土豆下沉了！唉！好悲凉。呀，浮上来了！上浮！掌声雷动！掌声未落，土豆下沉了！唉！下沉了！全班的眼睛盯着土豆，谁知，最后土豆晃晃悠悠地停在了不上不下的位置！这是怎么回事？不待我问，理由就从学生的嘴吧里迸了出来：浓盐水重，沉在下面，上面是清水，土豆在浓盐水中上浮，在清水中下沉。所以土豆就悬在清水和浓盐水之间了。——学生关于沉和浮的概念再一次向前发展了，生出了悬浮的概念来了。

回顾前文，为什么土豆在清水中下沉、在稀盐水、稀糖水、稀碱水中也下沉，而在浓盐水、浓糖水、浓碱水中却上浮着？在下部是浓盐水上部是清水的液体中既不上浮也不下沉？这些是怎么回事？学生再一次被卷进冲突中去。通过逐步讨论，学生意识到液体中溶解其他物质，可能引起（一定体积）的液体重量变化了。最终引导学生沉浮概念再一次向前发展，这个沉浮概念越来越清晰指向“物体在比它比重大的液体中会上浮，在比它比重小的液体中会下沉，在与它相同比重的液体中可以悬浮在任意位置”。只是学生不能明确用这样的语言来表达出来吧。

这个过程，是建立在尊重学生已有概念基础之上，并充分利用这些已有概念制造冲突，推进学生概念发展的过程。这是一个学生感到好奇、矛盾、快乐、思索的概念发展过程。有了这样的冲突经历，无论何时，再谈论起沉浮现象时，学生的脑海中一定会不由自主地回忆起这个探究过程的。如果把这种学习方式迁移到其他的科学探究过程中去，学生的科学学习将不再是以书本为本，也不再是以识记为主要方式。