在新課程理念下，加強自然科學(xué)中概念的建構(gòu)過程

黃偉

新課程標準將“改變課程過于關(guān)注知識傳授的傾向，強調(diào)形成積極主動的學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得基礎(chǔ)知識和基本技能的過程同時成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確價值觀的過程?！边@就啟示我們，在新課程標準下，自然科學(xué)教學(xué)追求真實的科學(xué)探究過程，讓他們在科學(xué)的實踐中，學(xué)習(xí)科學(xué)的態(tài)度，學(xué)習(xí)科學(xué)家的品質(zhì)，激發(fā)他們對科學(xué)的敏感和熱情。

自然科學(xué)概念是自然科學(xué)現(xiàn)象、過程的概括化和抽象化的思維形式，是自然科學(xué)學(xué)習(xí)和自然科學(xué)思維的基本單位，是自然科學(xué)知識最重要的內(nèi)容。那么如何在自然科學(xué)教學(xué)中形成自然科學(xué)概念呢？

建構(gòu)主義認為：學(xué)習(xí)不是簡單地把知識傳遞給學(xué)生，而是學(xué)生自己建構(gòu)知識的過程，學(xué)生不是簡單被動地接受信息，而是主動地建構(gòu)知識的過程。因此，正如一個學(xué)習(xí)過程，一個完整的自然科學(xué)概念的形成也要這樣一個過程。在這個過程中，學(xué)生通過觀察，運用比較、分析、綜合、判斷、推理、想象等科學(xué)思維方法，排除各種非本質(zhì)的干擾，掌握自然科學(xué)現(xiàn)象和過程的本質(zhì)特征，并在此過程中，經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，受到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的熏陶。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的創(chuàng)始人皮亞杰認為：概念不是按照感覺→知覺→表象→概念而建立起來的，而是根據(jù)下圖中的結(jié)構(gòu)（2）產(chǎn)生的。

因此，自然科學(xué)概念并不是由自然科學(xué)知覺、自然科學(xué)表象產(chǎn)生的，而是由學(xué)生的觀察活動建構(gòu)起來的認識圖式產(chǎn)生的。一般情況下要經(jīng)歷以下三個階段：

1、認知經(jīng)歷階段

這個階段的活動是讓學(xué)生初步形成概念，其次，要求學(xué)生明確這些知識的物理含義，知道它們的來龍去脈，例如，理解自然科學(xué)術(shù)語的含義，了解自然科學(xué)概念的引入、原因和方式。再次，還要求學(xué)生能運用所學(xué)知識解決一些實際問題。這一階段，通常由以下幾個環(huán)節(jié)構(gòu)成：

1.1 動機激發(fā)：學(xué)習(xí)動機是推動學(xué)生學(xué)習(xí)的心理動因，激發(fā)動機是通過教師創(chuàng)造的情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生的意向心理處于活躍狀態(tài)。如在教學(xué)《聲音的發(fā)生和傳播》時，可以這樣安排，分別播放小溪的流淌聲、鳥兒的叫聲、風(fēng)吹過樹梢的聲音，大家聽到了什么聲音？那么，大家能否借助手頭現(xiàn)有的一些物品發(fā)出聲音嗎？于是學(xué)生異常踴躍，紛紛借助物品發(fā)出聲音。通過學(xué)生聽聲音、動手發(fā)出聲音，然后引入，大家想知道聲音是怎樣發(fā)生和傳播的嗎？把學(xué)生的積極思維意向領(lǐng)入新課的探索之中。

1.2 全面感知：既然感性認識是形成概念的基礎(chǔ)，在學(xué)生學(xué)習(xí)概念時，就要讓他們?nèi)娓兄龊脧母行哉J識到理性認識過渡的充分準備。又以《聲音的發(fā)生和傳播》為例，可以這樣安排，每桌同學(xué)中，一位拉長橡皮筋，一位試著讓橡皮筋發(fā)出聲音，并觀察橡皮筋發(fā)聲時有什么特點？讓學(xué)生初步了解音叉發(fā)聲時的特點。在通過乒乓球靠近發(fā)聲的音叉和不發(fā)生的音叉的情況的比較，來驗證音叉發(fā)生時在振動。又如在教學(xué)《電磁感應(yīng)》時，為了有利于學(xué)生形成正確的觀念，以便為建立正確的概念作準備，在這個實驗中，通過閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中的多種方向的運動是否會產(chǎn)生電流的比較，突出了“切割磁感線”才會產(chǎn)生電流的本質(zhì)。

1.3 科學(xué)思維：輸入大腦的信息要想儲存下來，必須經(jīng)過登記、分類，必須將舊信息加以調(diào)整，組成新的認知結(jié)構(gòu)，以便進行檢索，因此，要在學(xué)生已有正確觀念的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)他們進行科學(xué)的思維，即運用比較、分析、綜合、判斷、推理、想象等方法，抓住事物的本質(zhì)特征，排除那些非本質(zhì)的東西。又如教學(xué)《聲音的發(fā)生和傳播》為例，可以通過靠在發(fā)聲音叉和不發(fā)聲音叉旁的乒乓球運動情況的觀察，推測如果音叉是靜止的，乒乓球會彈起來嗎？那么發(fā)生音叉旁的乒乓球彈了起來，說明了什么問題？

2、鞏固完善階段

學(xué)生一般只重視概念的定義，但定義往往是僅從某個主要方面來揭示概念的內(nèi)涵和外延的，除此之外，概念還有其他側(cè)面的表現(xiàn)。所以只有掌握了概念的各個側(cè)面，對概念的認識才比較完善，才可能對概念靈活運用，而這個完善過程必須在應(yīng)用概念去解決具體問題的實踐中去完成。

用來完善和鞏固對概念認識的自然科學(xué)問題，要典型和靈活。

2.1 典型：所謂典型就是要抓住概念的本質(zhì)特征進行考察。如在教學(xué)了種群的概念后，可以引入以下題目。下列屬于一個種群的是（ ）

A、在一起飼養(yǎng)的馬、騾和驢

B、一塊水稻田里的全部青蛙和蝌蚪

C、生活在一個池塘里的魚

D、人體內(nèi)的全部細菌

如果學(xué)生掌握了“同種生物個體的總和為一個種群”這個概念的本質(zhì)，那么該問題就迎刃而解了。如在學(xué)習(xí)了相對原子質(zhì)量的概念后，可引入下題：某一種相對原子質(zhì)量為12的碳原子的實際質(zhì)量為m克，則實際質(zhì)量為n克的另一種原子的相對原子質(zhì)量為

。學(xué)生如果知道計算某種原子相對原子量時，標準為某種碳原子的1/12，其它原子的質(zhì)量與這個標準的比值，就是這個原子的相對原子質(zhì)量。這個題目就很容易了。

2.2 靈活：所謂靈活，就是從概念的各個側(cè)面提出問題進行考察。例如對于沸騰的概念的教學(xué)，可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境：一只杯子放在開水鍋中，使杯底不觸及鍋底，當鍋中的水繼續(xù)用火加熱時，問杯子里的水能否沸騰。學(xué)生由于對沸騰概念沒有完全掌握，往往錯誤的認為只要不斷用火燒，杯子中的水肯定是要沸騰的。這樣的回答就暴露了學(xué)生對沸騰概念還掌握得不確切、不完善。又如在學(xué)習(xí)功的概念時，引導(dǎo)學(xué)生分析這種或那種力有沒有做功的情況下，通過討論，學(xué)生對功的概念就掌握得更全面，更鞏固。

3、深化擴展階段

在自然科學(xué)教學(xué)中，既要讓學(xué)生掌握自然科學(xué)知識，又要注意培養(yǎng)學(xué)生的能力，以及發(fā)展學(xué)生善于合作、勤于思考、嚴謹求實、勇于創(chuàng)新和實踐的科學(xué)精神。如在教學(xué)《聲音的發(fā)生和傳播》中，學(xué)習(xí)了聲音能在空氣、固體、液體中傳播的概念和聲速的概念后，可創(chuàng)設(shè)如下情境：一根空心鋼管，甲在一端敲一下，乙在另一端能聽到幾個聲音？如果鐵管中灌滿水，又可聽到幾個聲音？

總之，自然科學(xué)概念學(xué)習(xí)的實質(zhì)是要在學(xué)生頭腦中建立正確的物理概念圖式。因此，在物理概念學(xué)習(xí)中，無論是教師的演示、講解，還是學(xué)生的自覺表象活動、正例反例的運用以及提供變式和比較活動，這一切都是為了促進學(xué)生頭腦中認知圖式的構(gòu)建。只有在新課程教學(xué)理論的指引下細化建構(gòu)的過程，創(chuàng)設(shè)各種情境，進行探究活動，才能加強學(xué)生對自然科學(xué)概念的掌握。