3. 北京市教育学会十四五课题“小学科学概念错误建构的诊断与改进策略研究”，FTYB2021-077

　　【摘要】 本文主要通过对一个课例片段的分析，讨论了儿童在学习科学概念中遵循的主要模式。在该节“溶解”课例中，教师在教学溶解概念后希望学生举一个加速溶解的例子，但其中一名学生回答“冰溶解在热水中是加速溶解”。而事实上，冰与热水是同一种物质的不同相态，不符合溶解定义（该定义不在小学讲授）。本文在课后访谈及文献分析后认为，该生将教师课上的一个实验现象（胭脂红溶于水）定为原型，通过原型匹配的方式建立溶解概念。这与目前强调发现/探究式概念建构的科学教育普遍认识有着明显的不同。在此基础上本文提出：①对于（自然）现象式科学概念，原型匹配是儿童更加重要的概念学习模式。②该生弄混了“融化”与“溶解”的词汇，说明概念的语义理解（概念词汇）与实质理解在大脑中分属不同的脑区，是两个不同的加工模式，因此不能简单地将儿童准确说出科学词汇认定为学会了该概念。

　　1.2.1 科学态度、STSE：培养学生严谨的科学态度和细致观察的习惯，培养将科学知识（溶解概念）应用于日常生活的自主意识。

　　1.2.2 科学探究：通过观察实验，经历溶解概念建构的过程，培养学生观察、描述、比较、对比实验、抽象等探究技能。

　　本节课是一节关于溶解的常态课，主要内容是通过食盐、胭脂红等物体在水中溶解的过程，以及探讨“食盐究竟去哪里了？”这个问题讲解溶解现象，帮助学生建立溶解的概念。

　　本片段为课程中的一次问答：教师在讲解溶解概念后让学生猜想什么因素可能会加速溶解？其中一名女生回答说把冰放在热水里属于加速溶解。但从溶解的定义上看，冰在热水中融化显然不属于溶解，因为溶解的前提一定是两种不同物质混在一起（百度百科.2006）。那么，为什么这名学生会认为冰在热水中融化是溶解呢？为此，我们对这名学生做了课后访谈（访谈题目详见本文“10.附件”，实录详见本文“3.病理证据”）。

　　从第一题中可以明显地听出，那名女生实际上是在描述现象，即冰是如何在水中融化的。而且很特别的是，她并没有过多描述这个过程（很可能她根本不知道冰在热水中究竟会发生什么），而是用了一个类比，即太阳下雪融化的过程——一个“答非所问”的答案。

　　我们注意到了最后一个视频。在这个视频中，我们没有直接追问她为什么那个现象是溶解，而是假想了一个现象：将蓝、黄两种颜料混在一起变成绿色，这个现象属不属于溶解？通过这个问题，我们尝试了解该生脑中对于“溶解”概念的理解，进而弄明白为什么学生会有上文的观点。

　　但出人预料的是，该生对于这个假想的解释（她认为算是溶解）却有点奇特：她并没有解释与分析这个现象，而是将这个现象与老师上课时演示的一个实验——即胭脂红溶于水的现象——进行了类比。她认为，这个现象与那个演示实验非常类似，既然胭脂红实验算溶解，那么这个现象也理应算是溶解。

　　很显然，该生运用了一个形式上很类似三段论式的推理，即大前提是“胭脂红实验算溶解”，小前提是“这个现象很类似那个实验”，所以结论是这个现象自然也算是溶解。而且不难猜出，该生做出这个论断的抓手是颜色：两个现象都具有明显的颜色变化和晕染现象，很容易让她将二者联系起来。

　　但问题的关键显然不在这里，因为这个回答没有给我们解决我们最为关注的问题，即为什么冰在热水中算是溶解？尽管如此，这个回答倒是留给我们一个线索：我们似乎可以从中看出该生是如何理解“溶解”概念的。如果我们弄清了这个问题，冰与热水的问题也就迎刃而解了。而从这番问答中，我们可以明显地感受到，该生对于“溶解”现象的学习，似乎遵循的是一种“匹配原则”，即事先已知胭脂红实验是溶解，那么拿现象去与这个实验进行匹配，可以匹配得上的就是溶解，反之就不是。而且是否匹配得上的标准，是该生在一瞬间自行制定出的。

　　如果这个猜测是正确的话，那么它将给现有的科学教学——尤其是概念教学带来相当的启示。目前国内小学科学界比较推崇的是维果茨基-兰本达的概念建构理论，即“现象-混合思维-复合思维-概念”的进阶过程（详见本文“5.目前小学科学对于概念学习的主流认识”）。但是该生的情况却提示我们，科学概念学习的模式是否有多种？而且维果茨基-兰本达模式并不是儿童大脑所偏爱的？

　　师：好，张XX，我问你一下，就是冰融化在热水里，你认为它究竟算不算是溶解？然后，为什么？请你回答。

　　生：冰融化在热水里，我认为（顿了一下）……是溶解。因为，就像冬天下了雪结成冰后，到了春天，因为气温升高，一些冰雪就融化了。我觉得这个跟冰融化在热水里的是一样的。

　　生：我觉得这个属于溶解，因为就像以前做过的一个实验，把胭脂红放在水里，它溶解后整杯水都是红色的，而不是还有一些地方是透明……正常的水了。但是这个呢，就是跟那个做的胭脂红的实验一样，它们两个混合在一起变成了绿色，不会显现出来有蓝色或者的痕迹。所以我觉得这个叫“溶解”。

　　目前小学科学领域主要遵循维果茨基-兰本达的概念建构理论。前苏联心理学者列夫·维果茨基在其《思维和言语》一书中详细地论述了此种概念学习观。维果茨基批判了当时盛行的两种概念研究法。维果茨基指出这两种方法不仅过于囿于对词汇的研究，而且它们都是在研究儿童脑中已经形成了的概念，而不是关注概念形成的过程。在他看来，研究概念背后的心理机制，Z6尊龙凯时官方网站应该观察儿童如何创造一个概念。比如，给予他们一个无意义的词汇“гацчн”，并为这个词临时赋予一个意义，只是这个赋予的意义不是直接告诉学生，而是要学生通过自行探索发现的。那么，在这个探索并赋予意义的过程中，学生就会展现出他们的高级心理机能工作的全过程，进而让我们了解到思维的本质。可以说，此种实验法构成了维果茨基最重要的概念观，以至于他所搭建的概念学习理论都具有明显的建构性。

　　进而，他提出了自己的概念观。首先，儿童会通过观察将一系列现象联系起来，形成了一个独特的复合物，“用这种思维方法所作的概括，根据其结构，体现……在真正存在于这些物品间的客观联系的基础上连接成的具体物品的复合体”（列夫·维果茨基.2005.P135）。在他看来，一旦形成这种跨物品的复合体，也就形成了一种独特的思维：复合思维。第二步，儿童的大脑要对这些复合思维进行加工，形成一种“链式复合”：“因此我们有理由将链式复合看做复合思维最纯洁的类型”（列夫·维果茨基.2005.P142）。一旦形成链式复合，儿童的思维又会达到第三步，即“假概念”。在他看来，假概念是建立在儿童对复合思维中各物品/现象的高度抽象概括基础上的，其形式极为类似成年人的概念。但是，假概念明显不具有概念的稳定性与辨识功能，这种朦胧的抽象概念极易受到具体现象的干扰。维果茨基提到：“例如，儿童给一的三角形样品挑选几个多角体，然后，如果挑选出的这几个多角体的最后一个是蓝色的，儿童会再挑选蓝色的物体，例如，半圆形、圆形物体”（列夫·维果茨基.2005.P141）。显然，儿童并不坚定他所概括出的共同特征是形状，他的思绪很快又被颜色这个特征给拐跑了。但是，在维果茨基看来，假概念是一个重要的里程碑，它表明儿童已经到了复合思维的最高层次，距离真正的概念只一步之遥。同时，假概念也成了沟通他所观察到的现象与思维（概念思维）的关键桥梁，通过这条桥，儿童可以正确地理解的话语。

　　截至此时——在维果茨基看来——儿童的思维依然在现象中打转转，受知觉的支配。要想让真正的概念破茧而出，还需要一个同盟军：词语。词语是人类描述抽象事物最有力的武器，也是防止假概念再重新滑回现象渊薮的关键。因此，要想形成真正的概念，词语必须发挥作用，而“潜在概念”就成了最后阶段的关键。潜在概念的主要作用，是协助儿童将思维从具体情境中引向真正的抽象的特征，从而完成概念形成的过程：“这个作用就在于，儿童在这里首次借助将一些个别的特征抽象化而冲破了具体情境、特征的具体联系，从而为在新的基础上重新连接这些特征建立必要的先提”（列夫·维果茨基.2005.P172）。最终，学生将这些孤立的潜在概念重新综合，形成真正的概念。

　　维果茨基的观点可以缩略为一个进阶：含混思维→混合思维→复合思维→假概念→潜在概念→科学的概念（成年人的概念）。而且维果茨基的概念观还有一个副产品极大地影响了现今的科学教育界，即他的前概念与科学概念之分。维果茨基认为，儿童在不经教学干预的情况下，在日常生活中通过自身辨别学习、积累经验而掌握的概念即为前概念（也称为“日常概念”），它是相较于科学概念（此处的“科学”并非小学科学学科，而是“科学性的”同意语）的叫法。维果茨基认为，经过教师适当的引导，前概念是可以转化为科学概念的。

　　在科学教育领域，哈佛大学的兰本达（Brenda Lansdown）无疑是维果茨基最坚定的支持者之一。在她的著作《小学科学教育的“探究-研讨”教学法》（兰本达,P.E.布莱克伍德,P.F.布莱德温.2008）中，兰本达回溯了维果茨基上述的概念建构观，并认为应将该观点应用于小学科学的日常教学活动中。并且兰本达认为，学习是一种实践（这一点似乎又有杜威的影子），因此她又倡导在概念的建构过程中，应该重复科学家的探究过程。因此形成了兰本达的探究-研讨教学法的教学理论。

　　而现今，探究式的概念学习模式早已被教育界奉为正朔，这种正统观念最突出的体现就是现行小学科学课程标准。探究式学习在课标中的受重视程度可谓俯拾即是：首先，其被写入“课程理念”部分：“小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式”（中华人民共和国教育部.2017.P3）。第二，其位列“科学知识”“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会与环境”四大目标之一。第三，特别地，在论述概念学习的“实施建议-教学建议”部分，也极为强调实验与探究的作用：“小学科学课与课的重要区别之一是，很多情况下学生要通过动手做来学习科学……这些活动不仅是学生喜欢的学习方式，也是学生理解科学概念的重要经验支撑”（中华人民共和国教育部.2017.P60）“探究式学习类似于科学研究的方式。这种符合儿童天性的学习方式可以激发儿童学习科学的兴趣，有利于科学概念的理解”（中华人民共和国教育部.2017.P60）。

　　有一点值得注意，维果茨基-兰本达的概念建构理论具有明显的布鲁纳式的“假设验证理论”的特征。所谓的假设验证理论是指学习者通过对学习材料的分析、综合和一些反馈信息提出种种假设，当某种假设被证明是正确的，概念也就形成了。换言之，假设验证的概念观认为概念是经由探究学习活动所建立起来的。维果茨基与布鲁纳在概念建构问题上的“异曲同工”并不难理解，从心理学派别上看，虽然布鲁纳的“发现学习”理论更契合于皮亚杰，但他与维果茨基都被认为是建构主义学派的代表人物，因此相比于学派，二人的理论基础更加相似。可以说，概念建构派是现今心理学中极为重要的概念学习派别。

　　我们首先遇到的一个问题是：究竟什么是概念？显然不弄清这个问题，后面对于这个案例的分析与讨论都将无从谈起。“概念”作为一个词汇，有哲学、逻辑学、修辞学和心理学等诸多学科的不同阐述与界定。因为本文讨论的主要是教学心理问题，所以我们在这里只讨论心理学层面的概念定义。

　　如果用一个词来描述心理学中“概念”的核心意义，那恐怕就是“分类”了。菲利普·津巴多说：“概念可以是有关物体类别的心理表征，像‘椅子’和‘食物’，它还可以表征生物，如‘鸟’和‘水牛’”（菲利普·津巴多.2017.P163）。凯瑟琳·加洛蒂：“概念帮助我们在已有知识基础上建立等级。概念还给予我们一个心理上的‘容器’，把我们遇到的东西归进去，从而使我们可以进行分类”（凯瑟琳·加洛蒂.2017.P116）。在自然界与我们的日常生活中有许多事物，那我们看到的事物究竟是什么？这就涉及概念的问题。比如我们看到一个动物长着翅膀，我们很快会想它是鸟还是蝙蝠？绝不会去想它是奇蹄目还是偶蹄目？很明显，只有分类我们才能描述这个事物的特征。比如，“大大的、红红的、圆圆的，白天挂在天上”，你的第一反应是什么？

　　从这个定义角度我们可以发现，概念的“分类”界定更适用于解释本案例（即“匹配观”），而非探究形成概念。因为分类首先必须有原型Z6尊龙凯时官方网站，例如，相比于企鹅，鸽子更容易让人想到“鸟”，因为企鹅的样子与一般意义上的鸟差别太大，不容易匹配。实际上，许多生物学书籍正是以鸽子作为鸟类相关知识的模型。换言之，心理学对于概念的定义为匹配观预留了生存空间与可行性。

　　实际上概念的匹配观在心理学中并非是新鲜事物。郭建鹏在“概念学习理论及其条件述评”一文中层提到概念的结构又可以分为三类：经典说、原型说和范例说。其中的“原型说”认为概念是对原型的总结性描述。郭建鹏进一步提到关于原型的匹配：“判断正反例（一个实例是否属于该概念）的依据在于这个例子与原型匹配的属性”（郭建鹏.2010）。而所谓的“原型”，王树根在“基于认知心理学的模式识别模型框架”一文中对此解释：“它（原型匹配的模型）认为在人脑的记忆中贮存的不是与外部模式有一一对应的模板，而是原型（prototype），这种原型反映了一类客体所具有的基本特征”（王树根.2002）。而王欢则认为：“所谓原型，某一类别的最佳实例”（王欢.2007）。显然，心理学早已研究过“原型匹配”的概念学习模式。

　　进一步的，有关概念学习，郭建鹏提到：“概念学习本质是对概念属性的辨认，而例子则是概念属性的具体化和形象化，对于概念学习有着重要的辅助作用，是概念学习的一个重要条件”（郭建鹏.2010）。而王欢则认为：“每一个自然概念都有一些比较典型的例证比例证更能代表该概念，而最具代表性的例证就是其原型（典型例证理论）”“儿童似乎最先是从指出的最好例子或原型中学习真实世界中的概念的”（王欢.2007）。

　　亓英丽等在“科学概念教学中的原型分析”一文中，梳理了匹配视角下的科学概念观。她认为，自然科学体系的形成本身就是以自然界为原型建立的。因此，科学概念也必然可以找到其原型：“科学概念是科学家依照原型的特征建构的……在概念学习的过程中，学生如果对相关原型有了比较合理的认识，就能为准确理解和表征自然现象和过程奠定良好的基础”（亓英丽.2020）。

　　不仅在理论上，而且有证据表明，学生在科学概念的学习上有寻找原型的迹象。叶宝生、彭香在“小学生的科学认识特点和教学策略——基于‘小学生前科学概念研究’”一文中提到小学生在概念学习上有“突出明显特征”的特点。例如他们在研究儿童对纺织面料的特性时发现，60%的学生认为纺织面料的特性是柔软。对此，该文认为：“纺织面料是具有综合性特征的事物，然而学生对‘柔软’这一特性的认识比例远远高于特征……小学生仅仅对其‘柔软’这一明显特征认识清晰，这表明他们具有突出明显特征性的认识特点”（叶宝生,彭香.2018）。可以看出，学生明显已经将“柔软”实体化了，进而提到纺织面料，就把它往这个实体化的“柔软”上去匹配。

　　综上，原型匹配不仅是心理学早已透彻研究的概念形成模式，而且可以认为，儿童在概念学习中，更偏爱原型匹配的模式。

　　但是，概念毕竟不只涉及语言，它还包括（甚至对小学生来说更重要）对现象性知识的理解与学习，比如本文案例中对“溶解”现象的理解即为一例。在这方面，认知神经科学已有一些初步的质性发现。例如周新林等通过fMRI扫描比较了34名20岁左右青年在学习数学和科学知识的脑活动，发现他们在学习数学、物理、化学原理时在视空网络与语义网络上均可出现相似的神经激活；同时功能连接分析也表明二者存在功能连接（WangL,LI M,YANG T et al.2021）。这一点很有意思，因为数学知识大部分是语义概念（数学符号语言），而物理与化学含有大量的现象性的知识。这或许表明，对于人们学习现象性知识（以及对概念实质的理解）的研究，可以（部分地）转化到已经相对成熟的语义概念研究上。另外，S.V.Shinkareva等对303名被试的测试数据的meta分析后发现，人类在处理具体概念（现象性知识当然属于具体概念）与抽象概念还是存在着本质上的差异的（der,David N.Blitzer et al.2010）。他们认为言语系统对抽象概念的处理更具参与性，而知觉系统对具体概念的处理更有价值。总体来看，如维果茨基认为的，概念学习既有语言的参与，同时它又不完全隶属于语言。而通观认知神经科学，尽管我们可以从既往的对于语义概念学习的研究中汲取经验，但对于具体概念的研究还是远远不够的，不足以支撑对于儿童教学的指导。

　　尽管如此，我们还是从寥若晨星的脑科学研究中找到了可能支持本文观点的一些证据。例如梅磊磊等发现，人们在学习新语言时会激发与母语相似的神经模式，且这种跨语言模式的相似性越高，新语言的熟练程度则越高（LIHuiling,QU Jing,CHEN Chuansheng et al.2018）。我们是否可以这样理解：新概念之所以被学会，是因为它激发了与原型概念类似的神经模式？这个推测我们在另两篇文章中得到了一定程度的证实。陶沙等在对儿童汉英双语语音意识的实验中发现：“汉语儿童母语与英语的语音意识具有密切的内在联系，前者是预测后者发展的有效预测因素”“同时，对儿童操作的错误分析显示……母语经验对于第二语言学习具有重要影响”（陶沙,黄秀梅,李伟.2005）。如果联系这两篇关于第二语言学习的文章，与上文提到的周新林等在被试学习数理化时视空与语义网络出现功能连接这一点，我们有理由相信，学生在学习不同但相关概念时，可能会激活之前概念学习的脑区，从而调动之前的学习经验。

　　但是，Z6尊龙凯时官方网站为什么学习不同概念会调动相同的神经模式与经验？这是否意味着大脑的某种独特的行为方式呢？这一点在李坤成等人的文章中找到了可能的证据。李坤成等人利用BOLD-fMRI对9名被试在用不同复杂程度（一个或三个字）给图片命名的任务中进行扫描，结果发现“出声命名复杂程度的增加，导致脑激活更加集中的趋势”（与出声相关的活动的脑区信号呈现负激活，这表明认知资源从与出声活动相关的脑区调集至与理解相关的脑区）。李坤成等人认为这个现象“反映了人脑在信息加工方面的高度模式化”（杨延辉,卢春明,李坤成等.2008）。这一点很耐人寻味，因为要方便地调取之前的神经模式与经验的前提就是模块化运作，那么显然，李坤成等人的工作为概念学习的原型匹配模式提供了逻辑前提。

　　但是总体来说，以上只是基于碎片化证据的合理推测。要想从认知神经科学角度对于概念学习及本文的观点进行证实（或证伪），还需要更多对于具体概念以及概念的实质理解（而不是语义理解）的专门研究。而且，以上只是理论上的可行性，要证明原型匹配的确是一种重要的科学概念的学习方式，我们显然还需要另一个清晰的、能亲眼看到学生概念学习过程的临床案例作为证据。

　　本证据详见“‘病例’编号：S-001教学引入与儿童习得的关系——对一节课例细节的循证分析”（王众,苗莹莹.2021）一文。该案例是我们在2018年底捕捉并进行的分析。在该案例中，教师要讲解有关影响摆速因素的知识，为此要先让学生认识经典的摆的模型。但是基于“从生活中来”这个理念，该教师并未直接出示摆的样子，而是从生活中的摆（如钟摆、秋千等）开始引导，试图通过这些让学生建构“摆”的概念。

　　但是其中一名学生却没有最终建立摆的概念，他始终认为摆就应该是秋千的样子（尽管课上老师多次纠正）。我们课下对该生进行了访谈。在没有提示的情况下让该生画出刚才课上的实验。我们可以清楚地看出（详见下图），该生画出的摆都具有明显的秋千的特点，说明该生建构的摆就是秋千的样子。

　　之所以选择这个案例，是因为该案例为我们保存下宝贵的概念学习“半途”中的“痕迹化石”。正如虚骨龙类（coelurus）具有恐龙与鸟的双重结构特点，从而填补了鸟类进化的关键一环一样，该案例填补了儿童概念“进化”的中间环节，为我们绘制儿童科学概念学习的全部过程图景提供了宝贵的实证证据。

　　而该如何解释这个宝贵的案例呢？如果从概念学习的视角来看，我们可以得出一个合乎逻辑的结论：该生在老师讲到秋千（并分析秋千特点）时，不自觉地将秋千作为原型，然后拿摆的样子与其进行匹配，结果发现并不像，于是坚持否认摆的模型，只承认秋千。而这个证据给我们的一个启示就是：类似“认识摆”这种物体/现象性的概念，相比于发现/探究式的概念，原型匹配的学习观似乎更加适合。

　　进而，回到我们讨论的这个案例，我们会发现，“溶解”也是一个自然现象。那么，在概念学习上，它应该与“摆”的概念（以及概念学习）具有同构性。

　　虽然我们认为，原型匹配是一种重要的儿童概念学习方式，但这并不意味着维果茨基-兰本达的概念建构观被颠覆了，他们的观点在某些方面依然有着不可撼动的地位。如此说的原因是，概念的种类有很多。现象性的概念用原型当然容易学习，但一些程序性以及一些需要实验探究的概念则明显不适用于此法。例如，“闭合回路”是电路能够通电的前提，而这就是一个需要实验才能获得的概念，因为自然界显然没有这种原型。因此相比于给出原型，让学生在实验中探究，显然学习效果会更好（而一旦学生形成了“闭合回路”的概念，他们很快会把“闭合”作为原型，去检查那些无法接通的电路）。

　　实际上既往文献也有对此的讨论，如R.M.加涅在其《学习的条件与教学论》中，将概念区分为具体概念与智慧技能两类。具体概念是指“如人们称呼物体属性为红的、双数、圆形的及光滑的……或者人们所指称的共同对象如猫、椅子、树及房子等也表现了概念的含义”（R.M.加涅.1999）。这种概念“能通过被指认的方式来体现，换句话讲，它们是可观察的概念”（R.M.加涅.1999）。显然，它属于本文的研究范畴，即原型匹配的概念。而智慧技能又大致分为两类：辨别概念与定义-规则类概念。加涅认为，前者需要学习者通过自身的联想学习得到：“学习者自身必须具备的一个条件是表明习得辨别所需要的回忆或重现不同反应连锁的能力”（R.M.加涅.1999），而后者则明显具有程序性，如加涅所说：“规则必须是支配个体行为并使之演示某种关系”（R.M.加涅.1999）。

　　本文还有一个意外发现，即如果回顾“病理证据”1（本文3.1）就不难发现，该生实际上弄混了“融化”与“溶解”这两个词。而这一点很有意思，因为如果如本文所述，儿童对科学概念的学习是通过原型匹配完成的，那为什么该生还会弄混概念的词汇表达呢（这一点似乎与原型匹配无关）？唯一一个符合逻辑的解释是，人对概念的语义理解与实质理解分属两个不同的加工脑区，它们有着各自的工作模式。

　　这其实并不是新鲜事，神经学家很早就知道这一点，即大脑中的威尔尼克区（Wernicke area）负责语言与词汇的理解加工，与进行逻辑运算与思维并不同。相应地，这一区域受损，人们将无法理解词语：“如果该区域受到损伤（通常是撞击所致），将会对病人理解（而非产生）口头语言造成极大的困难”（凯瑟琳·加洛蒂.2017.P168）。而威尔尼克区位于大脑颞顶交界处颞上回的后方，与主要进行逻辑思维的前额叶（Prefrontal region）相去较远。

　　与此相对的，概念的实质理解则完全可能对应着不同的脑区。例如，周新林等在Mathematicsmeets science in the brain一文中指出：“和句子理解相比，数学原理、物理原理和化学原理在视空网络（额中回和顶下小叶）中引发了相似的神经激活水平和神经激活模式”（WangL,LI M,YANG T et al.2021）更值得注意的是，该研究分别用数理化学科对比了大脑在算术计算与句子理解之间激活区域的不同（如下两图所示）。从以下两幅图中可以清晰地看出，大脑活动在数理化VS.句子理解与数理化VS.算术计算时的激活区域迥然不同。这一证据可以有力地证实我们之前的猜测，即大脑对于概念的语义理解与实质理解是完全不同的两个过程。

　　这个意外发现意味着什么呢？它应该至少意味着两点：第一，概念的学习分为语义与实质两个部分，不能一并而论；第二，因此，学生准确说出了一个科学词汇，并不代表着他一定弄清楚了这个词汇所代表着的科学含义及概念。这一点在科学课堂上尤为常见，当教师还未说出所教知识时，学生已成功地预判出它，并脱口而出。但本文的细节应该证实了早已被老师们所感悟的经验，即不能简单地认为那名成功抢答的学生已经学会了，因为他很可能只是在语义加工层面“学会”了。

　　按照溶解的常规教法，应以盐作为引入（可以说盐在这里是一个核心），以“放入水中的盐去哪里了？”为核心问题，通过实验探究盐的去向使学生了解到盐并没有消失，只是分散在水中，进而建立溶解的概念。同时，在概念建构的过程中，注意询问学生用什么方式知道盐的去向，以培养他们的证据意识。

　　此种教法显然是受到概念建构观的影响，而自然地，探究活动成为此种概念观下的最优（也是最主要）教法。如果我们分析此种教法就会发现，“盐去哪了？”这个实验实际上是整节课的核心。教师在课堂上要引导学生观察现象、发现问题、设计实验、验证猜想等步骤。但是依然还是出现了如本文开篇所述案例那样的问题。

　　此种教学安排及教材设计还存在一个问题，由于将探究盐的去向作为核心问题，客观上占据了过多注意资源，导致容易忽略溶解一定是两种物质这一点。

　　而如果从原型匹配的角度去考虑，“溶解”的概念是一个需要进行匹配学习的概念，那么此种通过探究实验进行学习的方式，实际上并没有给学生找到一个“原型”。因此学生只是知道盐跑到了水里，但它怎么跑到水里的？以及盐水中的盐究竟在哪里？学生还是没有直观的感觉——而这些恰恰是溶解的关键点！因此如果在教学时（以及在教材编写时）先演示胭脂红实验，让学生观察胭脂红在水中溶解的过程与特点（同时注意关注胭脂红与水是两种不同物质），让其建立一个有关“溶解”的原型，之后再探究盐到底去哪儿了，相信会加深学生对溶解现象及概念的理解，并有效避免出现本案例的情况。

　　9.1 该生对于“溶解”概念的实质理解是建立在“原型匹配”基础上的。这一点提示我们，儿童对于科学概念的学习不仅仅只有探究式一途，原型匹配也是重要的方式之一，而且它特别适合于现象性概念的学习。

　　9.2 该生弄混“融化”与“溶解”这一点很有可能意味着，在概念学习中，对于概念的语义理解与概念的实质理解分属不同脑区，对于大脑来说是两种不同的信息加工模式。因此，学生准确说出了科学词汇（无论是学前还是学后），都不能意味着他已经真正理解了这个概念。

　　10.1.2 注意：一定不要命令他拿他的观点与溶解定义进行比较，以确保学生把自己原生态的想法和盘托出。

　　[4] 兰本达,P.E.布莱克伍德,P.F.布莱德温.小学科学教育的“探究-研讨”教学法.北京：人民教育出版社.2008:1-425

　　[5] 中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准.北京:北京师范大学出版社.2017:3,60

　　[7] 凯瑟琳·加洛蒂.认知心理学：认知科学与你的生活.北京:机械工业出版社.2017:117

　　[9] 王树根.基于认知心理学的模式识别模型框架.武汉大学学报·信息科学版.2002,27(05):545

　　[10] 王欢.浅析教育心理学中的概念学习原理.内蒙古师范大学学报（教育科学版）.2007,20(12):87

　　[12] 叶宝生,彭香.小学生的科学认识特点和教学策略——基于“小学生前科学概念研究”.课程·教材·教法.2018,38(12):106

　　[18]陶沙,黄秀梅,李伟.儿童汉英双语语音意识：跨语言一致性、差异与迁移,北京师范大学学报（社会科学版）.2005(03):52-53

　　[19]杨延辉,卢春明,李坤成等.不同复杂程度出声言语表达的神经机制：一项BOLD-fMRI研究.医学影像学杂志.2008(06):664

　　[20]王众,苗莹莹.教学引入与儿童习得的关系——对一节课例细节的循证分析.2021-09-20.

　　[21] R.M.加涅.学习的条件和教学论.上海:华东师范大学出版社.1999:94-126返回搜狐，查看更多