淺談小學(xué)科學(xué)概念的建構(gòu)策略

李春明

摘 要：近年來，以促進(jìn)學(xué)生概念學(xué)習(xí)為目標(biāo)的教學(xué)改革，成為科學(xué)教育研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)之一。要更加關(guān)注學(xué)生的探究、更加關(guān)注學(xué)生的主體性、更加關(guān)注科學(xué)的研究過程?？茖W(xué)教師也從關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究過程逐漸轉(zhuǎn)向了對利用科學(xué)活動幫助學(xué)生形成科學(xué)概念的研究上來。這樣不僅可以讓學(xué)生從自己身邊的事物出發(fā)，逐步建構(gòu)概念，親歷概念形成的過程，有效地組織和記憶知識，而且有助于他們學(xué)會探究的方法，培養(yǎng)探究的能力，促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；前概念；科學(xué)概念

由于每個人形成概念的渠道不同，有的是從日常生活獲得，有的是通過學(xué)校教育的渠道。每個人在各自的生活環(huán)境中，通過耳聞目睹、自身實(shí)踐和學(xué)習(xí)將周圍自然界的物體和事件聯(lián)系起來，形成對自然現(xiàn)象的一些感性印象，積累的一些缺乏概括性和科學(xué)性的經(jīng)驗(yàn)叫做“前科學(xué)概念”，簡稱“前概念”。前概念具有隱藏性、經(jīng)驗(yàn)性、差異性、共同性、頑固性和發(fā)展性。有的可能是對事物含糊不清的、不完善的或者錯誤的理解，有的可能是在兒童頭腦中根深蒂固、很難改變。通過接受正規(guī)的科學(xué)教學(xué)、有意識地自學(xué)有關(guān)書籍或自覺地進(jìn)行自我實(shí)踐而形成的對客觀世界的理解和認(rèn)識，這叫“科學(xué)概念”。這種概念一般來說，比較正確、全面、系統(tǒng)。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，科學(xué)教師要將小學(xué)生的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念，這是最重要的任務(wù)之一。如何有效地將前概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變，成為許多教師關(guān)注的問題。作為科學(xué)教師不能只憑自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來判斷學(xué)生的前概念水平，那只是教師個人想法，并不是孩子們真正的前概念水平。而作為教師首先要對學(xué)生的前概念有個大致的了解，要了解學(xué)生和分析學(xué)生的前概念，要關(guān)注學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu)，要使學(xué)生的科學(xué)概念的構(gòu)建有一個循序漸進(jìn)的過程。所以在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)中，如果老師能夠把握住學(xué)生的前概念，就會使得教學(xué)有的放矢，從而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)概念的構(gòu)建，就能更好地提高教學(xué)效果。

一、基于前概念促進(jìn)科學(xué)概念構(gòu)建

美國著名的教育心理學(xué)家奧蘇伯爾在他1978年出版的《教育心理學(xué)：認(rèn)知觀》一書的扉頁寫道：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一條原理的話，那么，我將一言以蔽之，影響學(xué)生唯一最重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道什么，要探明這一點(diǎn)，并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué)?！碑?dāng)前科學(xué)教育的趨勢是：科學(xué)教學(xué)越來越提倡教師要充分了解學(xué)生前概念，以學(xué)生的前概念和學(xué)生能力水平作為教學(xué)的基礎(chǔ)，圍繞核心概念組織學(xué)生的科學(xué)探究活動。當(dāng)今社會信息紛繁復(fù)雜，我們的學(xué)生對即將學(xué)習(xí)的科學(xué)知識并不是一無所知的，他們已經(jīng)在生活中直接或間接地積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些是學(xué)生在正式接受科學(xué)教育之前的前概念。因此，以學(xué)生前概念為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，通過設(shè)計和組織一系列教學(xué)活動，幫助學(xué)生主動轉(zhuǎn)變錯誤概念、完善模糊不清的概念，建構(gòu)正確的科學(xué)概念。人類的認(rèn)知發(fā)展經(jīng)過動作表征、映像表征和符號表征（其中最主要的符號是語言）。但當(dāng)學(xué)生的心理發(fā)展還不十分完善時，他們的意思可能不能完全清晰地通過語言傳達(dá)，而畫圖可以更加容易地讓學(xué)生表達(dá)出自己的真實(shí)想法。所以在低年級用繪圖的方式更容易把握學(xué)生的前概念。如：“點(diǎn)亮小燈泡”一開始就先出示一個小燈泡，先讓學(xué)生畫畫小燈泡，這樣可以在畫的過程中了解學(xué)生已有的對小燈泡的認(rèn)識，然后根據(jù)學(xué)生畫出的許多不同的小燈泡，引發(fā)學(xué)生思考，雖然我們覺得小燈泡很熟悉，但平時候我們根本就沒有仔細(xì)觀察過它，學(xué)生畫出來的燈泡是各不相同的，再引導(dǎo)學(xué)生去觀察。從而激起學(xué)生觀察小燈泡的欲望。這樣學(xué)生在觀察小燈泡的時候就特別的仔細(xì)，有些同學(xué)還給小燈泡的各部分取了名字，這樣學(xué)生很快了解了小燈泡，同時，也在觀察中糾正了學(xué)生心目中錯誤的小燈泡，為學(xué)生初步構(gòu)出小燈泡結(jié)構(gòu)。但是有些學(xué)生在觀察的時候不夠仔細(xì)，還是會忽略一些細(xì)小的環(huán)節(jié)。通過展示交流學(xué)生發(fā)現(xiàn)小燈泡還是有些地方與自己所知的不同，還有不同的學(xué)生對小燈泡的各部分結(jié)構(gòu)取的名字不同，這時教師再出示小燈泡各結(jié)構(gòu)的概念。再到猜測小燈泡內(nèi)部看不見的部分里面有什么？最后拆開讓學(xué)生觀察。學(xué)生在經(jīng)歷畫小燈泡，觀察小燈泡，給小燈泡的各部分取名字，再科學(xué)定義小燈泡，幫助學(xué)生不斷糾正自己心中錯誤的燈泡樣子，從而建構(gòu)一個完整的小燈泡的概念（如圖）。

二、以科學(xué)探究為載體建構(gòu)科學(xué)概念

在小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)當(dāng)中，通過科學(xué)探究的方式學(xué)習(xí)科學(xué)概念是一種很有效的接受和掌握科學(xué)概念的方式。科學(xué)概念與科學(xué)探究的關(guān)系，我們可以歸納為，科學(xué)概念是內(nèi)容，而科學(xué)探究是形式，科學(xué)探究是學(xué)習(xí)科學(xué)概念的一種方式，科學(xué)概念可以借助科學(xué)探究的方法得出。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，運(yùn)用科學(xué)探究活動是幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念的一種重要途徑和方法?？梢宰寣W(xué)生在科學(xué)探究的過程中感受到科學(xué)概念的特點(diǎn)，促使前概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變。教師要引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，重視學(xué)生的科學(xué)體驗(yàn)，讓學(xué)生能夠真真切切地感受到科學(xué)概念。

如教學(xué)五年級上冊“測量力的大小”的一個片段。

師：剛才我們已經(jīng)認(rèn)識了彈簧測力計的外部結(jié)構(gòu)和測力原理，還會讀彈簧秤的讀數(shù)，接下來，我們就一起來測量一下身邊的物體。

師：老師給你們準(zhǔn)備了一個鉤碼，你們猜一猜它所受的重力有多大呢？

師：我們的猜測正確嗎？來驗(yàn)證一下。（生獨(dú)立測）

師：接下來按小組為單位匯報一下，（教師板書數(shù)據(jù)：0.45牛，0.6牛，0.65牛……）

師：你們有什么發(fā)現(xiàn)？

生：每一組的數(shù)據(jù)是不同的。

師：其實(shí)老師給你們準(zhǔn)備的鉤碼都是一樣的，也就是每個鉤碼所受的重力的大小是一樣的。那為什么同學(xué)們測出來的數(shù)據(jù)不一樣呢？分析一下數(shù)據(jù)。

生：可能是讀錯了。

生：可能是看的時候沒有看準(zhǔn)。

師：那么我們應(yīng)該怎樣看比較好呢？

生：我覺得應(yīng)該跟讀溫度計是一樣的，眼睛的視線和指針相平，也就是要平視。

師：同學(xué)們，你們同意嗎？

生：同意。

生：可能是指針沒有指到到零刻度，就去測了，我們這組的指標(biāo)就是在零刻度以下的。endprint

師：那我們請差距最大的兩個組，看看他們的彈簧測力計的指針有沒有都指在零刻度上。

生：沒有。

師：那怎么辦？

生：我們要想辦法把指針調(diào)整到零刻度的位置上。

師：那我們一會兒測的時候，一定要把指針調(diào)整到0的位置。還有其他的原因嗎？

生：可能彈簧測力計不直著拿，就讀數(shù)了。

生：可能是操作不夠規(guī)范。

師：好，通過剛才的交流，我們發(fā)現(xiàn)彈簧測力計在測量物體重量的時候并不是一拿來就可以使用的，在用的時候還是有很多的規(guī)矩的。使用彈簧測力計需要注意的是：檢查指針是不是在零刻度線，讀數(shù)時指針與視線要相平。

師：那是不是所有的物體都可以拿來測量呢？

生：不能，如果物體太重，彈簧測力計會被損壞的。

師：那么在測量的時候，應(yīng)該還加一條。不能超過測力計的最大測量數(shù)量。不然會損壞測力計。那怎樣做才不會損壞彈簧測力計呢？那就應(yīng)該先去估計一下。

然后教師出示彈簧測力計的使用方法。再讓學(xué)生去測量。

筆者在教學(xué)使用彈簧測力計時，并不是像以往教學(xué)那樣直接出示使用彈簧測力計的使用方法（這個概念），再出示溫馨提示（使用時的注意點(diǎn)），最后讓學(xué)生操作。這樣按教師的步驟一步一步地進(jìn)行，教學(xué)的確是很順利的，但學(xué)生的概念構(gòu)建是教師直接講授的，沒有自己的思考。而筆者是先讓學(xué)生自己嘗試測量一個50克鉤碼所受的重力，然后引導(dǎo)學(xué)生從不同的測量結(jié)果，去發(fā)現(xiàn)問題和分析原因，學(xué)生在交流中自己得出在使用彈簧測力計這個工具時是有規(guī)范的。然后再出示測力計的使用方法，并安排了測量自己帶來的物品的活動，加深鞏固學(xué)生使用的方法的掌握。從而幫助學(xué)生有效地構(gòu)建起彈簧秤使用方法這一科學(xué)概念。

三、在推測的思維過程中建構(gòu)科學(xué)概念

在科學(xué)課堂教學(xué)中，要善于誘發(fā)學(xué)生對客觀事物展開推測，在其頭腦中反思科學(xué)前概念，在此思維的基礎(chǔ)上，引發(fā)形成新概念。如五年級上冊“食物鏈與食物網(wǎng)”這一課，筆者先讓學(xué)生看“螳螂捕蟬”的視頻，讓學(xué)生用自己喜歡的方式表達(dá)出它們之間的關(guān)系，有的學(xué)生用全文字表達(dá)它們之間的關(guān)系，有些同學(xué)用文字加箭頭的形式表示。如圖：

我先讓學(xué)生討論哪種方法表示比較好，學(xué)生一致選擇用文字加箭頭的形式（因?yàn)樗奖悖忠卓炊?，再引?dǎo)學(xué)生關(guān)注這些表示方法共性的地方，就是箭頭，再請學(xué)生說說各自的箭頭所表示的含義，交流討論中明確這個箭頭表示吃或是被吃，這就是大部他學(xué)生的想法，然后這時再請學(xué)生看課件對照生物學(xué)家表示的方式：樹→蟬→螳螂→黃雀。先讓學(xué)生討論交流猜測生物學(xué)家箭頭所表示的含義，再用微視頻的方式介紹箭頭的真正含義：表示能量的流向，“樹→蟬”表示樹被蟬吃，樹作為蟬的食物，把能量流向蟬。這樣在學(xué)生的交流討論中幫助學(xué)生建構(gòu)起被吃“→”這個概念。

總之，在進(jìn)行科學(xué)教學(xué)時，要關(guān)注學(xué)生的前概念水平，重視科學(xué)探究和學(xué)生的思維過程，不僅要將科學(xué)概念的學(xué)習(xí)融于現(xiàn)實(shí)生活，還要在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的過程中豐富學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，在科學(xué)實(shí)踐中采用不同的方式，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。

參考文獻(xiàn)：

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[3]溫·哈倫.科學(xué)教育的原則和大概念[M].韋鈺，譯.科學(xué)普及出版社，2011.

編輯 李博寧endprint