淺談科學課的概念教學
發(fā)布者：cj_yuping 發(fā)布時間：2012-06-05 10:34:56 點擊數:
科學概念是指在教學過程中通過揭示概念的內涵而形成的概念，是自然科學知識構成的最基本的要素�？茖W知識的推衍、規(guī)則的建立都離不開科學概念。但是學生的日常生活經驗對事物的認識往往是粗淺的，有些甚至是錯誤的，由此而產生的概念的內涵受狹隘知識范圍的限制，或者沒有把對象的主要特征包括進去，或者沒有同不重要的東西清楚地分開。維果斯基把這種沒經過專門的教學，而在日常生活中通過辨別學習、積累經驗而掌握的概念叫做日常概念，又稱前科學概念。比如，蜜蜂是鳥，鴨不是鳥，樹不是活的，月亮是活的。如果他們在探索世界的過程中沒有被科學地加以引導，那么他們形成的那些觀念，就有可能是非科學的，并且可能妨礙到孩子們以后的學習。所以5～12歲兒童科學教育的價值，就是使孩子們在接受正式教育之初就能夠發(fā)展起對自然以及對自己周圍的世界的理解，建立起自己的觀點和想法，能超越所給的信息進行思維，獲得重要的和可遷移的科學概念，這樣才能適應知識膨脹和復雜的環(huán)境。
因而，科學課的教學則更需要幫助學生形成科學概念、理解概念，達到從日常概念逐漸提高到科學概念的目的。在教學過程中，我的做法是：
一、呈現錯誤概念，引發(fā)認知沖突
學生進入課堂的時候不是帶著空白的頭腦，而是帶著對這個世界懵懂的認識，這些認識有正確的也有錯誤的。正確的前科學概念對學生的學習有促進作用，錯誤的前科學概念對學生的學習有阻礙作用，它使學生難以運用科學的眼光看問題，不能用科學的思維研究問題。因此教師要充分暴露學生的前科學概念，覺察學生的思維困境，教學時要以活動為載體，以學生的親身實踐、親身體驗為主線，讓學生在親身探究過程中去體會、去領悟。
1.引出問題，呈現錯誤概念。
了解或診斷學生的前科學概念的最有效的方法是進行個別訪談。教師可以在課堂或課下專門地設計一些問題讓學生去回答以論及自己的思想，以此獲得學生的前科學概念。比如《食鹽在水里溶解了》一課，可以讓學生觀察食鹽和水，沙和水混合后的變化，很多學生都會說：“食鹽在水里溶解了。”“你看到了什么認為食鹽在水里溶解了呢？”學生認為變小了，消失了就是溶解的表現。這樣教師就可以根據學生的前概念設計過濾分離、觀察高錳酸鉀的溶解過程等環(huán)節(jié)糾正學生的錯誤認識。
2.引發(fā)學生的認知沖突，打破頑固的前科學概念。
所謂認知沖突，就是學生原有認知結構與新現象之間無法包容的矛盾。學生在學習新知識的時候，總是試圖用原有認知結構來同化對新內容的理解。教師應該允許學生為自己的前科學概念辯護，使學生間或師生間充分交換對同一事物與概念的不同看法。當學生發(fā)現他人的觀念比自己更合理，能更好地解決自己懸而未決的問題時，他們往往會對自己先前所持有的觀念提出懷疑和自我反省。當遇到不能解釋的現象時，就會引發(fā)認知沖突。一旦引發(fā)認知沖突，就會激起學生的求知欲望和好奇心，從而更易于接受新的、正確的科學概念。還是《食鹽在水里溶解了》一課，當學生認為自己對于“溶解”的解釋是正確的時候，教師呈現面粉和水的混合物，讓學生觀察面粉在水中是否溶解了。此時，教室里就出現了不同的聲音，有的認為面粉看不見了，是溶解了；有的認為面粉的顆粒沒有消失，沒有溶解；還有的認為面粉一部分溶解了一部分沒有溶解……這時學生就對自己對“溶解”的解釋產生一絲疑惑，一絲懷疑，正是這種懷疑，為“溶解”概念的學習注入強大的動力。
3．要充分地尊重學生前概念
對于學生的前概念教師要予以充分地尊重，要把它們作為一種嘗試性的解釋加以處理，不能武斷地否定掉一些“不科學”的前概念。教師要提供盡量多的機會，讓學生親自發(fā)現自己前概念中的錯誤之處。所以在這種情況下，教學情境所引出的問題就不能太分散，否則學生無法對自己的已有認識進行驗證和澄清。
二、提供充分的有結構的材料，是概念形成的基礎�！ �
要讓學生開展科學探究，教師必須為學生提供有研究價值的結構材料，縮短學生探究歷程，降低探究的難度，為學生形成科學概念創(chuàng)造有利條件。那么，如何選擇材料呢？
1.選擇本質和非本質的正反兩方面材料。概念教學是幫助學生從感性認識發(fā)展成理性認識的過程，教學時，要提供給學生正面的本質屬性的特征和反面的非本質屬性的特征。例如要建立“魚”的概念，就要準備一些活魚、魚產卵的錄像或掛圖，還要提供一些外形不像魚而是魚(泥鰍等)、名字叫魚而不是魚(章魚等)、外形像魚而不是魚(鯨魚等)的各種掛圖、錄像，引導學生運用概念去判斷這些動物是否屬于魚類。這樣，學生就經歷了一次概念的抽象概括過程，并概括出“魚”的概念�！ �
2.選擇材料應盡可能減少無關屬性。無關屬性較多的話，將會遲滯學生的思維，影響學生的抽象概括。例如，指導學生認識植物莖的共同特征時，就最好不要選擇松、柏等枝葉繁茂、葉形復雜的植物的枝條，像竹、柳樹、蓮藕等就是非常好的探究材料�！ �
3.選擇材料要精，而不是越多越好。材料數量過多，反而會使學生感到困惑，學生很難從一大堆個體特征中抽出共同特征，影響學生發(fā)現和認識事物的本質特征。例如：在《一杯水的觀察》教學時，教師準備材料時可選“干凈的水、鎮(zhèn)江陳醋、一杯牛奶”，通過對比，“水是白色的”這一學生認識上的誤區(qū)就會很快突破了�！ �
三、促進學生積極地展開思維，是概念形成的前提�！ �
概念是在思維的基礎上形成的。在教學時，我鼓勵學生積極、主動地去開展分析、綜合、比較等思維活動，同化、抽象出同類事物的本質屬性--概念。
1.營造探究的課堂氣氛。從學生已有的生活經驗出發(fā)，使學生處在一個問題情境之中，促進他們去自主探究，不僅能幫助學生掌握概念，而且使他們感受到探索科學奧秘的樂趣。營造探究的課堂氣氛，要善于用“一石”在學生中“激起千層浪”，“一石”即創(chuàng)設適合學生的問題情境，使要解決的問題與學生的認識產生緊密聯系，與學生的認知結構產生不一致時，問題就產生；“千層浪”即問題的產生必然會激發(fā)學生去動手、去思考、去分析、去判斷，從而自主地形成概念、發(fā)現規(guī)律�！ �
2.提出明確的觀察目的。觀察是人對現實的感性認識的一種主動形式，是有觀察對象和觀察目的的。觀察的成功與否決定于對觀察目的明確到什么程度。在教學中，觀察不能是隨意地觀察，而要根據教學的要求在教師指導下全面地、準確地觀察事物本質特征。例如在觀察昆蟲時，如果教師不提出明確的觀察目的，學生的注意力很容易被蝴蝶的翅膀、螳螂的“大刀”吸引而轉移觀察的視線�！�
3.使用準確的語言，表達正確的思維。概念是運用語言、詞表現出來的，詞不可分割地同概念聯系著。分析、綜合、比較、抽象、概括、判斷、推理等一系列的思維活動都要借助于語言去進行，語言表達的準確程度影響著思維活動的進行。在教學過程中，如果教師語言表達不準確，對學生思維活動的開展是有害的。所以，教師不僅要能準確使用語言，正確表達思維，還要能及時發(fā)現、糾正學生不準確的語言，幫助兒童把思維和語言融合在一起，建立正確的概念�！ �
四、幫助學生經歷科學探究過程，是形成科學概念的關鍵�！ �
按照皮亞杰的觀點，學生改變原有認知結構的主要機制是順應。所謂順應，是指對原有認知結構的調整和改變，以便更好地理解和接納新現象。也就是說，當新知識和原有認知有較大的差異和矛盾時，必須將原有知識進行結構調整和改變，通過順應學習才能接納新知識，解決認知矛盾，實現由原有的前概念向新的科學概念的轉變。
1.積累感性認識，初建科學概念
由于學生的前科學概念有著極強的頑固性，如果只是通過知識傳遞的方式，很難讓學生形成科學概念�？茖W教學中一般可以通過探究性實驗積累感性認識，實現認知順應。感性認識是進行思維加工以形成科學概念的基本材料，是激發(fā)學生學習動機和興趣的有效武器。感性認識不足，是學習科學概念的主要障礙。因此，要使學生更好地掌握科學概念，必須創(chuàng)造一個適應教學要求，借以引導啟發(fā)學生挖掘問題、思考問題、探索事物的共同特征和本質屬性的學習環(huán)境，使學生獲得必要的、充分的感性認識。
實驗是獲得感性認識的重要途徑。運用實驗來展示有關的科學現象的過程，可以使學生獲得更典型、更生動、更深刻、更能反映事物的本質屬性和共同特征的感性認識。
比如《熱脹冷縮》一課，在讓學生建立液體受熱體積會膨脹，受冷會收縮的概念時，通過讓學生做對比實驗觀察水、果汁、醬油、酒精等液體受冷受熱時的變化獲取事實。并讓學生把實驗結果記錄在表格中。又如《食鹽在水里溶解了》通過讓學生觀察食鹽在水中的變化，高錳酸鉀在水中的溶解過程，以及過濾食鹽水等實驗，引導學生逐步建立起更深入的“溶解”概念。
2.提供具體類比，完善科學概念
當學生通過觀察等一系列活動對于概念有了新的認識時，在這一過程的教學中教師應提供具體的類比，把要學習的新觀念與學習者先前熟悉的觀念或事物進行類比，促進學生對新概念的理解。在《食鹽在水里溶解了》一課中，有一個活動是觀察高錳酸鉀的溶解過程。食鹽在水中溶解過程是怎樣的，溶解后在水中是如何分布的無法看見。怎么辦？最好找一種溶解過程是可視的，溶解后分布情況是可視的物質作類比。學生觀察高錳酸鉀溶解的過程中，形象地觀察到了高錳酸鉀從可見到不可見的過程，水從無色到紫色的過程，水由濃變淡，擴散后均勻分布的過程。從而學生順應地理解了食鹽、白糖一類物質的溶解過程和溶解后在水中的分布情況。這時，學生頭腦中溶解的概念又豐富了一層：物質在水中溶解的過程是慢慢擴散的，溶解后是均勻分布在水中的。
3.整理加工事實，形成科學概念。
科學概念是對自然界的現象、過程等感性材料進行科學抽象的產物。在科學概念的教學中，如果只是向學生提供形成科學概念的感性材料，而不讓學生參與思維加工活動，掌握建立科學概念的思維方法，會使學生的感性認識和理性認識，生活經驗和科學概念仍處于“分離狀態(tài)”，對科學概念的認識只能是膚淺的片面的。因此，在學生獲得感性認識的基礎上，要引導他們運用分析、綜合、概括等思維方法，對感性認識進行加工。
一般有幾種整理和加工事實的方法。
（1）表格分析歸納的方法。
比如溶解的實驗記錄表
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食鹽
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沙
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面粉
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高錳酸鉀
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是否變成微粒
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是否均勻分布
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是否沉淀
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能用過濾的方法分離嗎
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是溶解還是沒有溶解
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通過分析記錄的實驗情況，歸納出溶解的科學概念。這種方法是運用得比較多，而且看上去一目了然，學生容易歸納出結論。
（2）通過討論、表達與交流歸納的方法。
比如《了解空氣》一課有“紙的奇遇”一環(huán)節(jié)。下面是我上課時的片段：
生：（邊演示邊講解）我們將餐巾紙放到杯子里，把杯子直直的倒放到水里，餐巾紙沒有濕。
師：餐巾紙為什么不會濕？
生1：因為里面有空氣。
生2：因為空氣占著杯子的地方，把水堵住了，水就進不去。
生3：我們小組也做了這個實驗，我們的餐巾紙濕了。
生4：我知道，你們肯定不是筆直的放下去的。我們剛才也是這樣的。一定要直直的放，不然空氣會跑出來的，這樣水就進去了。
師：看來空氣真霸道，有它在里面，誰也別想進去。我們也可以說空氣占據了杯子的空間。
通過討論、表達與交流讓學生輕松形成了“空氣占據空間”的概念。
讓學生親歷探究過程，理解科學的真諦，引發(fā)思考，觸動心靈，使學生在課后愿意進一步地開展研究。教學時不能照搬知識傳授的做法，必須采用新的教學方法。學生不能通過簡單地記憶和模仿性操作而達到，必須親歷某些科學探究活動，在參與的過程中產生體驗和感悟，最終產生結果。因此，組織學生參與其中，親歷過程，自主地充分地開展活動，才能達到既學會知識與技能，又培養(yǎng)智能、情感態(tài)度與價值觀，促進學生科學素養(yǎng)形成的目的�！ �
五、靈活運用概念教學中的策略，是形成科學概念的保證�！ �
在事物本質特征不很明顯的情況下，學生有可能更多地注意事物的非本質屬性，這就要求教師應根據學生自行探究和研討的情況，把握有利時機，及時對學生的抽象概括和歸納推理紿予啟發(fā)和指導，提出合適的有刺激性的問題。選擇明確的揭示本質特征的方法，促使學生在有限的時間里有效地進行抽象概括和歸納推理。在教學時,教師還要注意：1、提高自身的科學素質和科學素養(yǎng)；2、正確處理教材：包括根據實際調整教材和激活教材；3、提高課堂教學的有效性：包括問題的選擇、問題提出、紀律的調控、材料的呈現、知識的同化、學習的評價等�！ �
六、加強有效遷移，靈活應用新概念
科學概念的運用是學習科學概念的目的，也是檢驗科學概念掌握情況的重要標志，還是加深對科學概念理解的重要環(huán)節(jié)。因為只有通過運用，學生才能真正掌握科學概念，同時，也才能讓教師了解學生的對于概念的掌握情況，以便進一步有針對性的加以糾正、完善和深化學生對于科學概念的理解。
在教學中，當學生形成某一概念后，讓學生完成一些觀察、實驗或調查、考察等活動，在活動中靈活應用新概念。如在學生形成溶解的概念后，讓學生判斷麥片在水中能否溶解。由于麥片中的糖類等可以溶解，而燕麥等成分不能溶解，所以學生在進行判斷時需要全面的思考�！洞盆F的兩極》一課，在學生完成對磁鐵的兩極及相互作用的探究活動后，給學生兩塊環(huán)形磁鐵或圓形磁鐵，讓學生辨析磁鐵的磁極。這一活動對學生完善自己剛剛形成的對磁鐵性質的認識就有很強的作用。
概念從實踐中產生，也要在實踐中得到檢驗和發(fā)展。學生對任何一個概念的認識，都不是一次完成的，他們每次所形成的一定水平的結論，還會隨著學習的深化和發(fā)展，逐步提高，逐步完善，逐步加深。在不同的階段，教師要引導著學生一步一步拓展他們的觀念，建立科學的概念。
所以，科學概念的教學不應讓學生背一個個定理，記一個個結論，而是要讓學生會“做”，教師應“圍著學生轉，幫助學生干”，要在教學實踐中勇于探索，敢于創(chuàng)新，改善教學方法，使科學教學為學生的終生學習和生活打下良好的基礎。
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業(yè)務部門
