談教學(xué)中科學(xué)概念建構(gòu)的策略

李首華

摘要：科學(xué)教師在小學(xué)《科學(xué)》教學(xué)中的“地球與空間科學(xué)”知識點(diǎn)開展教學(xué)的時(shí)候，由于這部分的教學(xué)內(nèi)容牽涉的知識面廣，天文、地理的知識比較深遠(yuǎn)，所面對的事物是運(yùn)動(dòng)的、大尺度的空間結(jié)構(gòu)。天體的運(yùn)動(dòng)，形成了天體之間相對位置的變化，天文現(xiàn)象也隨之變化，學(xué)生的空間結(jié)構(gòu)也要隨之變化;大尺度的空間結(jié)構(gòu)需要學(xué)生有著較好的空間想象能力。這是“地球和空間科學(xué)”空間觀念建構(gòu)的難點(diǎn)所在，需要我們?nèi)パ芯亢屯黄?。加上在大城市中與自然界相隔甚遠(yuǎn)，不容易開展實(shí)際的觀測和體驗(yàn)，學(xué)生們在學(xué)習(xí)和生活中也對此形成了一些“迷思概念”，如何有效開展“地球與空間科學(xué)”的教學(xué)成為了教師的一大難題。有套路地開展教學(xué)，有策略地開展研究，對于老師們更好地在“地球與空間科學(xué)”領(lǐng)域教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu)有很大幫助。

關(guān)鍵詞：科學(xué)概念;5E教學(xué)模式;建構(gòu)

中圖分類號：G632.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）35-0267-04

學(xué)生在學(xué)習(xí)“地球與空間科學(xué)”時(shí)由于缺少實(shí)際的感性體驗(yàn)，和客觀存在的觀察障礙，再加上空間結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性和大尺度特點(diǎn)，都為學(xué)生空間觀念的建構(gòu)增加了難度。學(xué)生在建構(gòu)自身知識和概念的過程中，總是以自身已有的知識經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。由于每個(gè)人的知識基礎(chǔ)、生活經(jīng)驗(yàn)、思維認(rèn)知能力和生活環(huán)境的差異，對同一概念的理解和認(rèn)知也會(huì)有所不同。對于概念理解的層次不同，可能會(huì)產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)效果：有的學(xué)生只是記住了概念的字面定義，沒有真正理解概念的實(shí)質(zhì);有的學(xué)生可能存在模糊的認(rèn)識;有的學(xué)生的理解甚至可能是錯(cuò)誤的，像這樣學(xué)生頭腦中存在的與科學(xué)概念不一致的認(rèn)識稱為“迷思概念”（Misconception），在國外也稱之為先前概念（Preconception）。所以學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候并非是一張“白紙”，存在于學(xué)習(xí)者腦海中的相關(guān)的前概念形形色色，并存在個(gè)體差異，而新知識的學(xué)習(xí)則是建立在這種存有個(gè)體差異的前概念基礎(chǔ)之上的?！懊运几拍睢钡拇嬖趯τ趯W(xué)生們學(xué)習(xí)“地球與空間科學(xué)”知識有著比較根深蒂固的阻礙作用。如何讓學(xué)生在“地球與空間科學(xué)”這種看上去“遙不可及”的科學(xué)課上鍛煉科學(xué)思維，讓孩子們像科學(xué)家那樣做科學(xué)，建構(gòu)正確的“科學(xué)概念”呢？筆者經(jīng)過學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)踐行動(dòng)研究，就“誰先迎來黎明”教學(xué)為例，談?wù)劷虒W(xué)中如何促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)概念建構(gòu)。

一、課前梳理知識結(jié)構(gòu)，做好教材分析與學(xué)情分析

“誰先迎來黎明”小學(xué)科學(xué)五年級下冊第四單元“地球的運(yùn)動(dòng)”第4課時(shí)的內(nèi)容，教材的內(nèi)容分成四個(gè)部分。

1.提出問題：誰先迎來黎明。

2.模擬實(shí)驗(yàn)：地球自轉(zhuǎn)方向不同，迎來“黎明”的時(shí)間先后就不相同。

3.探究地球自轉(zhuǎn)的方向。

4.認(rèn)識世界時(shí)區(qū)圖。

圍繞誰先迎來黎明，我們應(yīng)該在備課前畫出思維導(dǎo)圖，梳理一下知識結(jié)構(gòu)。

第一部分直接讓學(xué)生在中國行政地區(qū)圖中觀察北京和烏魯木齊的地理位置，明確黎明迎來的時(shí)間與各地所處的地理位置有關(guān);第二部分用地球儀觀察各地迎來黎明的先后順序，學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，地球自轉(zhuǎn)方向不同迎來“黎明”的時(shí)間會(huì)不同，產(chǎn)生“地球自轉(zhuǎn)方向究竟是怎樣的”探究;第三部分在地球自轉(zhuǎn)方向的探究中，通過讓學(xué)生建立相對運(yùn)動(dòng)概念，根據(jù)天體的周日式運(yùn)動(dòng)來認(rèn)識地球的自轉(zhuǎn)方向;第四部分希望學(xué)生能夠關(guān)注到地球儀上的經(jīng)線，并且能夠根據(jù)不同地區(qū)的經(jīng)線差來計(jì)算兩地的時(shí)差。這實(shí)際上需要學(xué)生綜合運(yùn)用地球自轉(zhuǎn)方向及地球自轉(zhuǎn)周期的知識、時(shí)區(qū)的劃分等知識來解決，是有一定難度的。

本課是在學(xué)生認(rèn)識地球自轉(zhuǎn)形成晝夜交替現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，對地球自轉(zhuǎn)方向和時(shí)區(qū)的探究，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)和生活中已經(jīng)知道地球是自轉(zhuǎn)的，并有部分學(xué)生也知道了地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東，這是他們的“前概念”，但仍存在“迷思”，所以本課要通過一系列的研究活動(dòng)把學(xué)生的“迷思”概念轉(zhuǎn)變或者提升為科學(xué)概念。

二、制定適切的教學(xué)目標(biāo)，抓正教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)目標(biāo)是一節(jié)課的預(yù)期教學(xué)結(jié)果，是選擇教學(xué)手段和方法、教學(xué)策略的依據(jù)，直接決定著一節(jié)課的好壞。所以，制定適切的教學(xué)目標(biāo)是一節(jié)課成功的關(guān)鍵。教學(xué)目標(biāo)的敘寫一般有四個(gè)基本要素：行為主體+行為動(dòng)詞+行為條件+表現(xiàn)程度。行為主體是學(xué)生而不是教師，教學(xué)目標(biāo)的陳述要從學(xué)生的角度出發(fā)，陳述行為結(jié)果。因此，在“誰先迎來黎明”的備課中，通過教材與學(xué)情分析，從三個(gè)維度制定如下教學(xué)目標(biāo)。

科學(xué)知識目標(biāo)：

1.經(jīng)動(dòng)手探究知道地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東的（逆時(shí)針），理解相對運(yùn)動(dòng)。

2.知道天體的東升西落是因地球自轉(zhuǎn)而發(fā)生的現(xiàn)象。自轉(zhuǎn)方向決定了不同地區(qū)迎來黎明的時(shí)間不同，東邊早西邊晚。

3.初步了解不同地區(qū)所處的經(jīng)度差決定了地區(qū)之間的時(shí)差。

過程與方法：

1.尋找證據(jù)來推導(dǎo)證明地球自轉(zhuǎn)的方向，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和分析推理能力。

2.通過生活經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)活動(dòng)，理解相對運(yùn)動(dòng)。

情感態(tài)度價(jià)值觀：

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)證意識，激發(fā)學(xué)生對探究地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的興趣。

教學(xué)重點(diǎn)是學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識與基本技能，是基本概念、基本規(guī)律及由內(nèi)容所反映的思想方法，也就是教學(xué)的核心知識。難點(diǎn)是指學(xué)生不易理解的知識或者不易掌握的技能技巧。我們的課題教學(xué)要講究分散重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，搭建合適的臺(tái)階，讓學(xué)生把難轉(zhuǎn)化為易，這正是教學(xué)藝術(shù)性之所在。就“誰先迎來黎明”一課，把教學(xué)重點(diǎn)放在“探究地球自轉(zhuǎn)的方向與天體的東升西落相反，即逆時(shí)針或自西向東”。把教學(xué)難點(diǎn)放在“理解相對運(yùn)動(dòng)”。

確立了教學(xué)目標(biāo)，敲定了教學(xué)重難點(diǎn)，教師就會(huì)著力想出好的教學(xué)方法和手段，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，加以突破，有效開展教學(xué)活動(dòng)。

三、應(yīng)用“5E教學(xué)模式”，以探究為核心，建構(gòu)科學(xué)概念

教學(xué)策略是我們教師對完成教學(xué)目標(biāo)而采取的教學(xué)活動(dòng)程序、教學(xué)方法、教學(xué)形式和教學(xué)媒體等各種因素的總體考慮，但教無定法，因人而異，因課而異。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，最經(jīng)常應(yīng)用的是“5E教學(xué)模式”。這是美國《生物學(xué)課程》教材中（BSCS，1989）提出的探究式教學(xué)，包括五個(gè)階段：參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移或精致化（Elaboration）、評價(jià)（Evaluation）。

參與（Engagement），就是創(chuàng)設(shè)一定的問題情境，讓學(xué)生參與其中，并通過師生對話、生生對話，引出學(xué)生對情境的初步解釋，引出學(xué)生的前概念（或者叫做迷思概念），從而引發(fā)學(xué)生的思維碰撞，并進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生對問題（概念）的猜想，從而達(dá)到把學(xué)生引入課堂，鋪墊并啟動(dòng)思維的效果。

探究（Exploration），就是在前概念的猜測基礎(chǔ)上，通過討論研究而自主設(shè)計(jì)的科學(xué)研究方案，并在老師的引導(dǎo)下開展科學(xué)的探究，通過科學(xué)的觀察和記錄，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者證據(jù)的過程。

解釋（Explanation），就是利用在探究活動(dòng)中獲取的數(shù)據(jù)或證據(jù)，對前概念（迷思概念）進(jìn)行科學(xué)的解釋或論證，從而把模糊的前概念或者迷思概念轉(zhuǎn)變或提升為科學(xué)概念的過程。

遷移或精致化（Elaboration），說白了就是應(yīng)用和推廣，把在探究中獲得的科學(xué)規(guī)律和形成的科學(xué)概念應(yīng)用在實(shí)際學(xué)習(xí)和生活中，解決實(shí)際困難和問題，或者進(jìn)一步對自然現(xiàn)象或者規(guī)律進(jìn)行科學(xué)解釋的過程。

評價(jià)（Evaluation），就是對課堂中學(xué)生的表現(xiàn)、收獲等進(jìn)行公平、公開、公正的評價(jià)，環(huán)節(jié)是穿插在課堂中的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，并在最后有一個(gè)總體性的評價(jià)或總結(jié)主要表現(xiàn)為形成性評價(jià)、表現(xiàn)性評價(jià)、總結(jié)性評價(jià)。

以“5E教學(xué)模式”在教學(xué)中提高學(xué)生對“地球與空間科學(xué)”的正確認(rèn)識，把“迷思概念”轉(zhuǎn)化或者提升為科學(xué)概念，并進(jìn)一步提高學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力。在“誰先迎來黎明”一課的教學(xué)中，可應(yīng)用這種模式進(jìn)行備課和上課，能收到良好的效果。

四、課后總結(jié)與反思，提煉經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，自我修正

課后教學(xué)反思和自我修正，是對自己上過的課進(jìn)行回顧與評價(jià)，仔細(xì)分析自己上課的得失成敗，分析自己的教學(xué)是否適合學(xué)生的實(shí)際水平，是否有效地促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，在哪些方面有待改進(jìn)，再尋求解決問題的對策，優(yōu)化教學(xué)方法和手段，豐富自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，使以后的教學(xué)達(dá)到最佳效果?？茖W(xué)教學(xué)課堂呈現(xiàn)的優(yōu)差，是由很多因素構(gòu)成的。無論是教師層面的、學(xué)生層面的，還是教學(xué)環(huán)境層面的都能影響教學(xué)質(zhì)量，一節(jié)好的科學(xué)課，也是經(jīng)過不斷地“試教—反思—試教—反思—”磨出來的。課堂的反思和總結(jié)，不能過于表面地看熱不熱鬧、學(xué)生高不高興、快不快樂，而要注意往深層挖掘：一是反思教師對學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)、教材內(nèi)容、教與學(xué)的方法和手段、教與學(xué)的習(xí)慣、教與學(xué)的理念、教學(xué)結(jié)果等是否適切;二是反思自我教學(xué)理念和行為是否干練、到位，把冗長的、重復(fù)的、啰嗦的陳述和環(huán)節(jié)去掉;三是學(xué)生表現(xiàn)和反饋的反思，思考和研究學(xué)生學(xué)習(xí)的習(xí)慣、行為、方法、效率等。

在教學(xué)實(shí)踐中，不是每一節(jié)課都有高人指路，不是每一節(jié)課都有人聽課、評課、議課，所以更要求我們在教學(xué)中學(xué)會(huì)自我反思，只有經(jīng)過不斷的反思和總結(jié)，提煉經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，教師才知道如何去修改課堂，進(jìn)行自我修正，形成教師自己的教學(xué)風(fēng)格，形成基本的教學(xué)套路和教學(xué)模式，更好地開展科學(xué)教學(xué)，逐步提升教師教學(xué)的品味和境界。

“誰先迎來黎明”這一課筆者在海珠區(qū)的“海教杯”課堂教學(xué)異地教學(xué)比賽中教學(xué)效果良好，在參賽者中成績排名第二，在此之前在學(xué)校里已經(jīng)經(jīng)過了兩次的試教，在試教中不斷完善。但課堂的呈現(xiàn)還沒有完美，還有很多需要修正的地方。后來，把這個(gè)課再調(diào)整和完善，到了花都和從化的學(xué)校送教授課，每一次都因教學(xué)環(huán)境的不同而進(jìn)行修正和改進(jìn)，越上在腦海里思路越清晰，結(jié)構(gòu)越來越明顯，教學(xué)效果也越來越好。對于提升學(xué)生的科學(xué)概念的建構(gòu)也特別有效。

綜上所述，在教學(xué)實(shí)踐中，只有老師先清晰了課堂的核心概念，才能更好地通過各種方法和手段，套用合適的教學(xué)模式，以探究為核心，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家那樣做科學(xué)，最終把“迷思概念”建構(gòu)并內(nèi)化為自身的科學(xué)概念，真正掌握科學(xué)方法，才能觸類旁通、舉一反三。

參考文獻(xiàn)：

[1][美]蘭本達(dá).小學(xué)科學(xué)教育“探究—研討”教學(xué)法[M].北京：教育出版社，1983.

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