“学习进阶是对学生在各学段学习同一主题概念时所遵循、连贯的典型的学习路径的描述。”[1]其中，概念进阶是重要内容之一，它的落实有利于提升学生的科学思维品质。个体对概念的理解一般按照前概念、简单的事实性概念、分解概念、核心概念、哲学概念的序列进阶，本文主要针对个体在前三项概念进阶中的问题，设计符合小学生认知脉络的实验教学过程，帮助其克服概念理解上的肤浅，实现深度发展。 一、制造矛盾，引发概念争议 矛盾情境是学生形成认知冲突的基础。教学中，教师要善于利用个体先前认识与现实的差别、利用学生间的认识差异引发概念争议，启迪主动思维，促进概念进阶。 为了帮助学生建构“导体、绝缘体”概念，教材将“铁钉、木头、人体、水、木条”等20多种物体接入电路检测器，通过观察灯泡的亮与灭，判断导体和绝缘体，以此帮助学生建构“容易让电流通过的物体是导体，反之则是绝缘体”的认识。事实上，这样的教学是肤浅的，概念是基于当下事实的概括性解释，教材实验只能促进学生的认识到达“能让电流通过的物体是导体，反之就是绝缘体”这一层级。 怎样才能实现认识进阶？设计三组充满矛盾的递进实验就是不错的选择。当学生认识到“能点亮小灯泡的物体是导体”后，教师首先让学生把“有、无塑料外壳的回形针，粗细不同的铅笔芯”接入电路检测器，发现只有部分回形针、铅笔芯接亮了小灯泡，促发学生质疑“能点亮小灯泡是判断导体与绝缘体的标准吗？”，接着，用“人体导电球”代替检测器中的小灯泡，重新检验“人体、水”，发现导电球竟然被点亮了，这个出人意料的结果再次激活课堂……持续探究中，学生了解到导电球“容易感知微弱电流”，认识马上产生质变，指出水等物体虽没能点亮小灯泡，但依然能让微弱的电流通过，因此“电流容不容易通过”是判断导体和绝缘体的真正标准。为了进一步认清彼此关系，教师还可让学生用“导电球”检测同一棵树上的干湿木条，其中干木条不显示导电，而新鲜木条显示导电，学生在新矛盾的启发下，知道了导体与绝缘体之间没有界限，只要材料的成分有足够的差别，就极易彼此转化。 只要教学设计紧紧围绕矛盾、分歧展开，就能打破学生的认知平衡，驱使学生做出行为、认知和心理上的努力，在思维迭代中形成新的解释。 二、简化过程，突破概念难点 感知觉活动的泛化会制约学生概念理解水平的发展，因此，“一英尺宽，一英里深”的格局是科学教育的追求，其特点是以大概念为轴心，删繁就简，在简约而不简单的设计中突破概念难点。 摆长是悬点到摆的重心之间的距离。为了帮助学生理解，教材安排了三个小活动：先让学生用一组摆绳一样长、摆锤（木条）长短不同的摆测量摆动次数，认识到摆长不单指“摆绳长”，而应是“摆绳、摆锤的总长”；再次引入一个金属圆片，将其固定在30厘米长的木条末端，观察摆动次数，探究摆次增加的原因；最后引导学生将金属圆片分别贴在离悬点10厘米、20厘米、30厘米处的木条上，继续研究摆的次数，使学生认识到摆锤的重心会影响摆的总长。 此设计因过于强化学生实证意识的培养，过多强调实验次数、实验操作标准（精细的移动圆片位置）和实验数据采集的重要性，影响了对重心概念的关注。 此时，重构实验比重，对实验服务概念的发生与发展过程很重要的。因此，实验可围绕“摆长是什么”的问题展开，通过观测“摆绳长度不同，摆锤相同”“摆绳长度相同，摆锤长短不同”“摆绳、摆锤（‘T’形）长短相同（如图1）”三组摆的摆次变化，聚焦“重心”，实现对摆长的理解从“摆绳长”发展到“摆的总长”，直至认识摆长的本质是“悬点到重心的距离长”。
与教材相比，设计“摆绳、摆锤（‘T’形）长短相同”的摆是很巧妙的，它表明“摆的总长一样，摆的快慢也会有所不同”，完全打破了前一次实验的认识。学生很快将注意力聚焦到了正挂（“T”形）和倒挂（“T”形）的摆锤上，他们用手拎起摆锤，发现“T”形摆锤上面重，倒“T”形的摆锤下面重。在学生用圆点标出“重”的位置后，教师指出这就是摆锤的重心，它会影响摆的总长。接着，教师让学生标记摆长，在对比中看清了“重心”与摆长的关系。为了判断学生对“摆长”概念是否真正理解，教师还可以呈现教材中“金属圆片位置不同的摆”，让学生运用概念开展新一轮的假设与验证。 三、再度实验，深究概念关联 科学是在怀疑中发展的，纵观科学史上“伽利略的球”等经典事件，无不证明了质疑是科学进步的永动力。教学中，教师应尽可能鼓励学生质疑，走出概念教条式习得的困境。 对“水具有热胀冷缩的性质”概念的习得，教师习惯于教材思路：在烧瓶中盛满水，塞紧橡胶塞，并插入细玻璃管，将其放入热水和冷水中，分别观察液柱的变化，从而建立“水受热体积膨胀，受冷体积缩小”的结论。 不加细思，这样的教学堪称经典。但走近学生，发现学生非常关注“烧瓶中的水是否真正受热或受冷？”“液柱上下变化中，水吸收、释放热量的过程是怎样的？”等问题。如若教师能满足学生的追问，让学生再度实验，对概念的认识就不会只停留在“水受热体积膨胀，受冷体积缩小”这个口令的熟记上，还能从温度计的数值变化中看到热量的获得和释放是一个较缓慢的过程，懂得受热膨胀、遇冷收缩与物体本身的热量变化之间存在密切关系。
