基于概念建构教学《光的传播》

科学概念指的是在自然科学领域内经过检验或验证，能够解释、预测客观事物和现象的本质属性或客观规律的描述。[在科学课堂中，教师要调动学生积极思维，让他们参与到科学概念的建构过程中，使他们对概念认识更深刻。在《光的传播》一课教学中，教师可以让他们经历探究、观察、推理、总结和内化，引领他们进行科学概念建构，进而将知识应用到生活中。

一、创设情境，指引概念建构方向

问题是激发学生学习的核心，也是促进思维发展的强大动力。学生的思维会因问题的提出而灵动，学习的方向也会因问题的引导而清晰。因此，为了使学生在探究活动中能够顺利地建构科学概念，教师需要在创设概念问题上下功夫，通过合适的情境引出概念问题，确保问题的有效性和指向性。这样，学生才能在问题的指引中明确各个活动的任务和方法，从而积极主动且有的放矢地进行探究活动，为概念建构奠定基础。

在教学中，教师巧妙地采用"灯光秀”视频作为导入情境，询问学生从视频里看到了什么，他们最直观的感受就是见到了五彩斑斓的灯光，这就自然而然地引出本课探究的核心对象一光。然而，课堂仅需聚焦于光的传播来进行探究，但平日里学生接触到的光往往是散射的，这也造成他们对光的传播缺乏深入的前置性了解。为了突破这一难点，教师适时展示了视频中光线直射的图片，并创设了概念问题“光的传播有什么特点？"学生根据灯光秀视频和图片的直观感受，自然就会产生疑问“难道光是直线传播的？”这样的设问不仅能为本课的概念建构指引方向，也为后续的探究活动奠定了基础。

二、有序探究，不断挖掘概念内涵

探究活动是帮助学生建构概念的载体。学生在建构概念时，很难做到一气呵成，要经过不断地归纳、修订。教师需要依托概念的建构对探究活动进行设计，同时要顺应学生的思维发展对探究活动进行调序，使得活动循序渐进。只有这样，才能逐步引领学生从简单的活动过渡到较难的活动，以了解各个探究活动的紧密联系；才能真正让学生自主地进行探究，亲历"猜想一操作一观察一推理一归纳"的过程，从中找出相关科学概念的内涵。

《光的传播》一课涉及的科学概念为“光在空气中是沿直线传播的”。围绕这个科学概念，教师可以设计三个富有层次且蕴含科学概念内涵的探究活动。

活动1：以“管子看光"初步探究光的传播。教师给学生提供了三根不同形状（直线形、弯曲形、S形）的黑色管子和一个能发黄光的小灯泡，其中黑色管子是为了减少透光率，选取黄光是为了避免教室灯光的影响。学生根据材料和生活经验猜想实验结果，再进行实验操作，将观察到的结果记录下来。这样，学生得出相关概念的内涵“只有直线形的管子才能看到黄光”，初步建构光在管子里沿直线传播的概念。

活动2：以“光线打靶"补充探究光的传播。受活动1中管子的影响，学生建构出的概念会有所局限。活动2要脱离管子设计，使光得以在外界传播，从而为学生正确建构科学概念补充证据。活动2中，教师并没直接给出实验方案，而是让学生思考该如何设计实验。在学生一脸茫然的时候，教师播放了“警察练习打靶”的视频，让他们依托视频思考如何探究。有了指引，学生很快就想到利用光进行打靶，并结合教材的一些提示设计出实验方案，从而有序地进入探究。学生在探究中不断地搜寻证据，依着“光从B孔进人只能射到2号靶；如果把中间孔挡住，光线则无法再打到靶；光从A孔进入后，只有将中间挡板去掉才能打到1号靶"这三个现象（如图1），逐步强化光在管子外也是沿直线传播的。学生再结合活动1进行整合、归纳，建构出光在空气中是沿直线传播的概念。

活动3：以“简易照相机"加深探究光的传播。小孔成像是依托“光沿直线传播”衍生的概念，活动3建立在前面两个活动的基础上，旨在使学生从活动中找到关联，找到相关的科学概念内涵。于是，教师开展了“光打到小孔后是否都会形成圆形的像”的探究活动。教师给学生提供三样材料：制作简易照相机的材料（牙签、纸杯、卡纸、半透明的纸）蜡烛、火柴。学生亲历“猜想一设计一操作一观察"的过程，根据观察到的现象可以轻松得出烛光经过小孔后会形成倒立的烛光图像的结论。学生是较难理解成像原因的，教师在此可以设计“画出成像的传播图”的子活动，引导他们深化建构光在空气中是沿直线传播的概念，同时也初步给他们渗透了“小孔成像”的概念。

学生在这样循序渐进的活动中不断地挖掘相关概念的内涵，以活动的现象作为概念建构的支撑，逐步将概念建构得更加科学与精确。

三、图表分析，突破概念建构难点

虽然创设的概念问题可以帮助学生指明概念建构的方向，梯度有序的探究活动可以帮助他们挖掘概念的内涵，辅助概念的建构，但对认知能力尚浅的学生而言，建构正确的概念并非一件简单的事情，他们会遇到各式各样的难题和挫折。例如，不同的学生会因探究能力的差异而得到不同的结果，建构错误的概念，有的学生在解读概念原理的时候，会受自己的前概念和生活经验的影响而出现“文不对题”的情况。因此，教师需要从学生的表象认知出发，尽量在活动中安插一些生动直观的图表，使形成概念的依据更具客观性与确切性，突破概念建构的难点。

活动1中，教师待学生完成探究后，采用总表来记录全班的实验结果。学生依托全面的、客观的数据进行分析，对一些“特殊"的数据进行原因剖析，剔除一些错误的数据，从而形成更加直观、精确的实验结果，突破建构概念的难点，顺利建构出光在管子里只能沿直线传播的概念。

活动2中，由于需要观察的方向比较多，学生较难将其串联起来进行归纳，教师可以将三个实验现象以图片的形式同时展示在屏幕上，以便他们能直观地从图片中寻找概念的内涵，从而推理、归纳得出结论：光在管子外也是沿直线传播的。结合活动1所建构的概念，演绎得出概念“光在空气中是沿直线传播的”。

活动3中，制作“简易照相机”的实验操作与现象观察对学生而言并非难事，但是要让学生依托“光在空气中是沿直线传播的"概念来解释和理解“烛光经过小孔后为何会形成倒立的烛像"还是有一定难度的。教师在此处可以设计一个画出烛光的传播路径的活动（如图2）。学生在绘图以后，便能依托这一形象的传播图知晓小孔成像就是运用了“光在空气中沿直线传播"的原理，从而突破概念建构的难点，建构出正确且能理解的概念。

四、概念应用，深化巩固概念知识

有研究表明，学生对于新形成的科学概念在其认知结构中往往是孤立的，且容易受其他因素的十扰，存在一定的不稳定性。[2想要学生真正掌握并理解科学概念，仅仅依靠建构概念这一过程还不够，教师还要让学生能够将自身所建构的概念迁移到新情境中，即能够灵活应用概念解决生活中的实际问题。这样，学生在应用过程中会再次引发对概念的深入思考，教师也能判断学生对概念的理解是否存在偏差，以便及时更正。以概念应用的具象化为补充，是深化与巩固概念知识的有效途径，通过实际应用，学生能够更好地将理论知识与实际生活相结合，提升解决问题的能力。

在建构概念后，教师引导学生列举一些例子并加以说明。例如，影子就是利用光沿直线传播的原理而形成的，由于物体挡住了光的传播，才会留下影子；月食是因为光沿直线传播而形成的，当太阳、地球与月球的位置在一条直线上时，地球的阻挡使得太阳光无法照射到月球上，使月球处于地球的影子中，从而出现月食；不仅月食是因为光沿直线传播而形成的，日食也是如此。

由于“简易照相机"活动还囊括了小孔成像的现象，教师可以让学生再想想是否有什么疑问。有学生说道：“我们刚刚制作的简易照相机就是应用光沿直线传播原理而导致光从小孔照射后形成倒立的图像，但是，日常使用的照相机屏幕上明明就是正立的像呀。”教师肯定学生敢于提出疑问的勇气并解释，照相机就是应用"光在空气中沿直线传播”的原理，它在相机中的确是形成了倒立的像，只不过是为了方便拍照，在相机中多安装了一个装置，使得倒立的像可以变成正立的像。这样，一个带有质疑韵味的应用，帮助学生进一步理解概念。

小结

通过让学生亲身经历“创设概念问题一梯度有序的探究一有效的图表分析一概念的具象应用”的探究过程，有助于引领学生自主建构科学概念，让他们成为知识的主动探索者和建构者，使他们能够更深入地理解科学概念的内涵和外延，真正将科学概念内化于心。同时，学生自主建构概念也能让教师从传统的“主导者"转变为“引导者”，以循序渐进的引导不断加深师生之间的交流，使科学教学变得更加生动、有趣。当然，教学也不是一成不变的，在实际应用中，教师还需要根据概念难度、学情和教学环境等因素进行灵活调整和优化。

（作者单位：广东省中山火炬高技术产业开发区香晖园小学）

参考文献

[1]卢新祁.设计认知支架，有效建构科学概念[J].教学与管理，2018（08）.

[2]赵秋雁，高翔.运用结构化教学建构科学概念—以"神奇的水"为例[J].教育与装备研究，2017（12）.