剖析科學(xué)概念提高學(xué)習(xí)成效

吳海青

摘 要：在初中科學(xué)教學(xué)中，概念學(xué)習(xí)是教學(xué)的重中之重，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。由于科學(xué)概念本身的性質(zhì)，概念教學(xué)相對(duì)枯燥乏味，缺乏成效，學(xué)生學(xué)習(xí)也障礙重重，甚至教師自身對(duì)概念的理解也缺乏深度，在解題中出現(xiàn)錯(cuò)誤。本文基于作者在湖州市初中科學(xué)教師解題析題比賽中引發(fā)的教學(xué)思考，以初中科學(xué)概念構(gòu)成的基本特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，從把握感性特點(diǎn)、提供感性空間，利用漸進(jìn)規(guī)律、充分挖掘“前概念”，緊扣關(guān)鍵字詞、把握概念本質(zhì)，注重系統(tǒng)特點(diǎn)、比較中尋異同，創(chuàng)設(shè)運(yùn)用情境、深化科學(xué)概念等幾方面闡述作者在開展科學(xué)概念教學(xué)方面的做法和體會(huì)。

關(guān)鍵詞：初中；科學(xué)；概念教學(xué)；特點(diǎn)

概念是客觀事物的共同屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是事物的抽象。在初中科學(xué)教學(xué)中，基本概念穿插始終，構(gòu)成了基本知識(shí)的經(jīng)緯網(wǎng)，它在一定程度上揭示了科學(xué)的本質(zhì)，在整個(gè)科學(xué)學(xué)習(xí)中起著基礎(chǔ)性作用?？梢院敛豢鋸埖卣f：學(xué)好了科學(xué)概念，科學(xué)課的學(xué)習(xí)至少成功了一半。因?yàn)槌踔猩斫夥治龊统橄竽芰^差，所以教師呈現(xiàn)概念形成的過程，理清概念的內(nèi)涵和外延在教學(xué)中顯得極其重要。在教學(xué)中，時(shí)常發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對(duì)概念認(rèn)識(shí)不清、理解不透，且這一現(xiàn)象還較為普遍，甚至教師對(duì)概念還有很多認(rèn)識(shí)不到位的現(xiàn)象。例如，在湖州市初中科學(xué)教師解題析題比賽中有這樣一道選擇題：有一傾角為α的斜面，用力F將密度為ρ1的重物沿斜面勻速拉上去，機(jī)械效率為η1。如果將此斜面浸在密度為ρ0（ρ1>ρ0）的水中，將同一重物再勻速拉上斜面，機(jī)械效率為η2。如果不計(jì)水的阻力，且斜面的摩擦因數(shù)（摩擦力與壓力之比）不變，那么（ ）

A.η1>η2 B.η1<η2

C.η1=η2 D.無法確定η1和η2的大小

很多教師在解答本題時(shí)，由于對(duì)有用功和總功的概念本質(zhì)理解不清，導(dǎo)致錯(cuò)誤率極高。教師對(duì)概念的掌握尚且如此，何況學(xué)生?？茖W(xué)概念是整個(gè)科學(xué)知識(shí)的核心，是學(xué)習(xí)科學(xué)、理解原理、掌握法則和規(guī)律等知識(shí)的基礎(chǔ)。因此，教師在教學(xué)中靈活運(yùn)用多種教法、抓好概念教學(xué)是提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)能效的重要手段。

一、初中科學(xué)概念構(gòu)成的基本特點(diǎn)

1.抽象性

我們是如何認(rèn)識(shí)事物的？是從感性認(rèn)識(shí)開始的。就像嬰兒在第一次喊出“媽媽”一詞的時(shí)候，并不是對(duì)“媽媽”這一概念有多么深刻的理解，而是將一個(gè)最容易呼出的詞與最親近的人之間建立了自然的聯(lián)系。這種聯(lián)系的建立，有本能的引導(dǎo)作用，有學(xué)習(xí)模仿的因素，是條件反射，也體現(xiàn)了人腦的天然分類能力?？茖W(xué)概念是人們?cè)诟杏X、知覺和表象有效積累的基礎(chǔ)上，通過分析綜合、抽象概括等思維活動(dòng)形成的，所以概念給人們的感覺是抽象的。因此，沒有充分的感性認(rèn)識(shí)，就不可能通過思維過程上升到科學(xué)概念，也不可能更好地掌握科學(xué)概念。因此從這個(gè)意義上講，初中科學(xué)概念教學(xué)應(yīng)該從提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)著手。

2.漸進(jìn)性

學(xué)生在走進(jìn)教室前或多或少地帶著一些“先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)”，這些先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)是概念教學(xué)的起點(diǎn)，常被稱作“前概念”。美國當(dāng)代著名認(rèn)知心理學(xué)家奧蘇貝爾在他最有影響的著作《教育心理學(xué)：一種認(rèn)知觀》中說：“如果我不得不把教育心理學(xué)的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話，我會(huì)說：影響學(xué)習(xí)的最重要的因素是學(xué)生已知的內(nèi)容。弄清了這一點(diǎn)后，再進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)。”學(xué)生的前概念大多是零散的、膚淺的、片面的，甚至還有錯(cuò)誤的，有的是學(xué)習(xí)前形成的，有的是在學(xué)習(xí)過程中形成的，有待于在教學(xué)中不斷地加以甄別、矯正、完善、鞏固、強(qiáng)化。

3.嚴(yán)謹(jǐn)性

許多初中科學(xué)概念雖不一定嚴(yán)密，但都很嚴(yán)謹(jǐn)。例如在質(zhì)量守恒定律的表述上，強(qiáng)調(diào)“參加”和“生成”的物質(zhì)的質(zhì)量相等，學(xué)生在運(yùn)用該定律解題時(shí)經(jīng)常會(huì)犯錯(cuò)。這一嚴(yán)謹(jǐn)性特點(diǎn)同樣地體現(xiàn)在對(duì)許多其他規(guī)律和概念的表述上，例如，對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的表述時(shí)，強(qiáng)調(diào)“閉合電路”“一部分”“切割”等詞，無不體現(xiàn)了科學(xué)概念的嚴(yán)謹(jǐn)性特點(diǎn)。

4.系統(tǒng)性

奧蘇貝爾認(rèn)為，學(xué)習(xí)就是建立一個(gè)概念網(wǎng)絡(luò)，不斷地向網(wǎng)絡(luò)增添新內(nèi)容，為了使學(xué)習(xí)有意義，學(xué)習(xí)個(gè)體必須把新知識(shí)和學(xué)過的概念聯(lián)系起來，并與學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相互作用，從而形成更為合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。任何概念的學(xué)習(xí)都不是孤立的，都要和其他概念發(fā)生聯(lián)系，概念與概念的聯(lián)系就形成了命題，而命題是知識(shí)意義的最小單元。從這個(gè)意義上講，概念教學(xué)還應(yīng)該體現(xiàn)系統(tǒng)性特點(diǎn)。

二、剖析科學(xué)概念的幾點(diǎn)做法

1.把握感性特點(diǎn)，提供感性空間

哲學(xué)家弗蘭西斯·培根認(rèn)為：感性認(rèn)識(shí)是知識(shí)的基礎(chǔ)。這就決定了要培養(yǎng)學(xué)生的能力，必先讓學(xué)生積累較為豐富的感性知識(shí)和材料，為學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)奠定必備的物質(zhì)基礎(chǔ)。所以我們的教材大多都是從感性素材開始的，內(nèi)容多為生活中的感性實(shí)例，包括觀察和實(shí)驗(yàn)、問題與情境的多種形式的體現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兙哂猩鷦?dòng)性、形象性和具體特征，容易激發(fā)興趣和引起思考。例如在講浮力概念時(shí)，學(xué)生需要有一個(gè)“浸在液體中的物體受到一個(gè)向上托的力”的感性認(rèn)識(shí)，因此教材中設(shè)置了一個(gè)向水中下按空礦泉水瓶的實(shí)驗(yàn)。又如在學(xué)習(xí)大氣壓概念時(shí)，我們可以提供這樣的感性材料：將一個(gè)剝?nèi)ネ鈿さ氖祀u蛋置于較雞蛋稍小的玻璃瓶口上，雞蛋停在瓶口上不動(dòng)，接著拿去雞蛋，將酒精棉花點(diǎn)燃后投入瓶內(nèi)，燃燒片刻，使瓶中空氣稀薄，再將那只蛋置于瓶口上，我們驚奇地看到雞蛋慢慢地被瓶子“吞入”，最后落入瓶中，面對(duì)這種意想不到的現(xiàn)象，不但能立即引起濃厚的興趣，而且激發(fā)起學(xué)生主動(dòng)探索其中奧秘的積極性，這對(duì)理解大氣壓的概念勢(shì)必起到“推波助瀾”的作用。教育家夸美紐斯說：“教學(xué)不應(yīng)始于對(duì)事物的語言說明，而是始于對(duì)事物的觀察。”“知識(shí)的開端永遠(yuǎn)必須來自感官?！币虼?，提供感性空間增加學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，對(duì)提高教學(xué)效果和開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力，加強(qiáng)素質(zhì)教育，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)具有重要意義。

2.利用漸進(jìn)規(guī)律，充分挖掘“前概念”

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“必須關(guān)注學(xué)生原有認(rèn)識(shí)對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的影響，借助各種教育資源，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)原有經(jīng)驗(yàn)的局限性，主動(dòng)構(gòu)建科學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、情感和價(jià)值觀，了解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系?！睂W(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的表象認(rèn)識(shí)在他們進(jìn)入課堂之前就已在頭腦中存在了，并在這些認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上形成了他們自己的思維體系。這種在學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)之前所具有的想法被人們稱之為“前概念”（preconception）。當(dāng)然這種概念往往是指關(guān)于某一對(duì)象的觀點(diǎn)或看法。比如“水往低處流”便是一個(gè)概念。這些前概念中，大多是感性的，膚淺的，有些是科學(xué)的，但是更多的則是違背科學(xué)規(guī)律的，因此前概念又常常被稱為“錯(cuò)誤概念”。比如在生命科學(xué)中，學(xué)生在日常生活中看到植物的根通常是埋在地下的，于是認(rèn)為植物埋在地下的部分就是根，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上只要加以適當(dāng)糾正：植物埋在地下的部分還可能是莖，例如馬鈴薯就是地下變態(tài)莖，告訴學(xué)生根和莖的本質(zhì)區(qū)別：莖有節(jié)而根無節(jié)。再如：在實(shí)際生活中我們將木塊在桌面上推一下，木塊會(huì)在桌面上運(yùn)動(dòng)，但因?yàn)槭艿阶烂婺Σ亮Φ淖饔媚緣K會(huì)最終停止運(yùn)動(dòng)，將手掌壓在桌面上并慢慢地滑動(dòng)，手掌能感受到桌面對(duì)它的阻礙作用，這些現(xiàn)象無不讓學(xué)生認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的，但我們不必為學(xué)生的這種定性思維感到苦惱，只要在學(xué)生的這種“錯(cuò)誤概念”的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦C進(jìn)行引導(dǎo)糾正即可。如右圖中的工件被傳送帶勻速地由低處送往高處，由于傳送帶是傾斜的，工件受到的重力和支持力不在同一條直線上，無法平衡，假如皮帶很光滑，則工件將沿皮帶向下滑，正是由于存在皮帶對(duì)它斜向上的摩擦力，才使工件得以向上運(yùn)動(dòng)。

任何新概念的建立肯定是在前概念的基礎(chǔ)之上的，教師首先要尊重學(xué)生的前概念，不能武斷地否定掉學(xué)生的一些“不科學(xué)”的前概念，否則會(huì)挫傷學(xué)生的積極性，讓他們失去學(xué)科學(xué)的信心和興趣。讓學(xué)生充分表達(dá)，充分暴露他們的前概念，同時(shí)要改變學(xué)生錯(cuò)誤的前概念。

3.緊扣關(guān)鍵字詞，理解概念本質(zhì)

科學(xué)概念都是用簡練的語言高度概括出來的，其中一些字詞都是經(jīng)過認(rèn)真推敲并有其特定意義的，它往往提示了概念的本質(zhì)特征，是概念的關(guān)鍵字詞。俗話說“打蛇要打七寸”，要理解概念的本質(zhì)，必須從理解關(guān)鍵字詞入手。強(qiáng)調(diào)不僅能引起學(xué)生的注意，而且能引發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生更容易把握住其中的關(guān)系，把學(xué)生的思維引向深入。例如，生命科學(xué)中的相對(duì)性狀概念：同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型，其中“同種”“同一”四個(gè)字，需強(qiáng)調(diào)。又如有用功，定義是為達(dá)到某種目的必須做的功，這一概念的理解關(guān)鍵在于“有用”二字上，有用就是做功的目的，所以簡單說有用功就是為完成既定目的所做的功。再如力的概念：力是物體對(duì)物體的作用。概念雖簡單，但這個(gè)定義卻深刻揭示了力的本質(zhì)，其中的兩個(gè)“物體”和“作用”便是概念的關(guān)鍵。我們可以從以下幾個(gè)方面去理解：（1）力不能離開物體而存在，沒有物體是沒有力可言的。（2）任何一個(gè)力都涉及兩個(gè)物體，力不是物體的屬性，而是兩個(gè)物體的相互作用，一個(gè)叫施力物體，一個(gè)叫受力物體。（3）“作用”并不等于接觸，接觸不一定有力的作用。（4）力的作用是相互的，例如雞蛋敲擊石頭，雞蛋對(duì)石頭有一個(gè)作用力，同時(shí)雞蛋也受到石頭的反作用力，正是這個(gè)力的存在，才使雞蛋敲擊石頭時(shí)自己會(huì)破碎。從這個(gè)意義上來說，力總是成對(duì)出現(xiàn)的，在同一個(gè)作用過程中，施力物體同時(shí)也是受力物體。講清概念中關(guān)鍵的字和詞，有利于學(xué)生對(duì)概念的正確理解，從而把握概念的本質(zhì)。

4.注重系統(tǒng)特點(diǎn)，比較中尋異同

如果把科學(xué)比喻成一座大廈，那么概念就是這座大廈的鋼筋框架，這些框架縱橫交錯(cuò)，或平行，或垂直，或纏繞，或多或少存在相互的聯(lián)系。在初中科學(xué)教材中，有不少概念，它們要么在字面表述上、內(nèi)涵上，要么在過程上有些相似，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)由于未能正確地對(duì)其加以區(qū)別，往往容易混淆。利用概念的相互聯(lián)系和區(qū)別，通過不同形式的比較求異同，可以使概念更清晰，更能掌握概念的本質(zhì)屬性。例如在傳染病中，攜帶病原體的動(dòng)物究竟屬于傳染病的哪一環(huán)節(jié)呢？關(guān)鍵在于正確區(qū)分“傳染源”和“生物媒介”兩個(gè)概念，傳染源是體內(nèi)有病原體生長和繁殖，并可將病原體排出的人或動(dòng)物。分析可知，體內(nèi)攜帶有病原體，并因此已經(jīng)發(fā)病或即將發(fā)病的人或動(dòng)物都屬于傳染源；生物媒介是可以攜帶病原體，但并不會(huì)染上相應(yīng)的疾病，且能通過自身的活動(dòng)將病原體從傳染源傳給易感者的生物。通過比較我們可以發(fā)現(xiàn)傳染源和生物媒介都攜帶有病原體，但生物媒介自身不會(huì)染上相應(yīng)的疾病，且能通過自身的活動(dòng)將病原體從傳染源傳給易感者。利用系統(tǒng)性特點(diǎn)，通過比較找尋概念的異同點(diǎn)，可以使我們更加深刻地理解概念，從而更好地為解題服務(wù)。

5.創(chuàng)設(shè)運(yùn)用情境，深化科學(xué)概念

概念學(xué)習(xí)的終極目標(biāo)是運(yùn)用概念聯(lián)系實(shí)際或解決具體問題，在此過程中，概念才得以鞏固、深化和活化。在教學(xué)過程中要會(huì)學(xué)生正確運(yùn)用已有的概念去分析、處理和解決生活中的實(shí)際問題，提高學(xué)生分析、解決科學(xué)問題的實(shí)際能力，所以運(yùn)用是使學(xué)生把學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的關(guān)鍵。例如，在學(xué)習(xí)了“慣性”和“摩擦”以后，向?qū)W生提問：如果錘頭從木把上脫落，用什么辦法把錘頭裝牢？道理如何？讓學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的慣性、摩擦等知識(shí)解決這一簡單的實(shí)際問題，并分析、說明它的道理。給學(xué)生提供運(yùn)用概念的機(jī)會(huì)，讓他們將抽象的概念“返回”到具體的現(xiàn)實(shí)中去，勢(shì)必能進(jìn)一步鞏固概念，達(dá)到概念學(xué)習(xí)的升華。

總之，概念教學(xué)是初中科學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生掌握扎實(shí)的科學(xué)知識(shí)和樹立良好的科學(xué)素養(yǎng)，離不開對(duì)科學(xué)概念的正確理解。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)高度重視概念教學(xué)，以初中科學(xué)概念構(gòu)成特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，采取有效的教學(xué)措施，深化概念的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為培養(yǎng)具有高素質(zhì)的社會(huì)人才奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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4.閻金鐸.田世昆.中學(xué)物理教學(xué)概論.高等教育出版社，1991.5.

（作者單位：浙江省安吉縣天荒坪鎮(zhèn)中學(xué)）