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      基于學(xué)生的前概念建構(gòu)科學(xué)概念

      2019-02-03 09:33:40楊小玲
      考試周刊 2019年97期
      關(guān)鍵詞:科學(xué)概念前概念認(rèn)知沖突

      摘?要:學(xué)生在對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解中,已經(jīng)有了自己的生活經(jīng)驗(yàn)以及個(gè)人觀念,這就是所謂的前概念??茖W(xué)的學(xué)習(xí)是前概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程,因此在以學(xué)生為中心的前提下建構(gòu)科學(xué)概念尤為重要。本文以小學(xué)科學(xué)教科版三年級(jí)下冊(cè)“磁鐵有磁性”為例,淺談教師應(yīng)當(dāng)充分了解學(xué)生的前概念,使學(xué)生的前概念在認(rèn)知過(guò)程中發(fā)生沖突;引導(dǎo)學(xué)生在探究中形成正確的科學(xué)概念,并能應(yīng)用概念解決問(wèn)題。

      關(guān)鍵詞:前概念;科學(xué)概念;認(rèn)知沖突;自主探究

      前概念主要指學(xué)生在未接受正式的科學(xué)概念前,自身根據(jù)日常生活中積累的經(jīng)驗(yàn)而對(duì)某項(xiàng)事物所形成的非本質(zhì)認(rèn)識(shí)。而前概念又可稱之為生活概念,部分前概念與科學(xué)理論知識(shí)有相似之處,但部分前概念也與科學(xué)理論存在差異。所以,學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)可以看作是一種前概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程,而且建構(gòu)主義理論認(rèn)為,學(xué)生只是通過(guò)教師傳授來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)概念的效果很不好,科學(xué)概念學(xué)習(xí)的最基本方式是基于原有經(jīng)驗(yàn)的概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)。因此,基于學(xué)生是學(xué)習(xí)與發(fā)展的主體,教師在教學(xué)中要突出學(xué)生的主體地位。根據(jù)學(xué)生已有的前概念,激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,形成正確的科學(xué)概念,樹立正確的科學(xué)認(rèn)知。

      一、 巧設(shè)課堂導(dǎo)入,了解學(xué)生的前概念

      前概念在學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)中,扮演著非常重要的角色。所以,在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)中,教師要了解學(xué)生前概念的認(rèn)知情況,根據(jù)學(xué)生的前概念對(duì)教學(xué)目標(biāo)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定就是幫助學(xué)生改變錯(cuò)誤前概念建立新的科學(xué)概念。作為科學(xué)教師,可以在教學(xué)設(shè)計(jì)中,精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,甚至突破教材的限制,把了解學(xué)生前概念的方法精心設(shè)計(jì)進(jìn)教學(xué)過(guò)程,使教學(xué)過(guò)程更完整,提高教學(xué)質(zhì)量。了解學(xué)生前概念的方法有很多,如訪談法、測(cè)驗(yàn)法、調(diào)查法、觀察法等。但是,科學(xué)教師最常用的是課前設(shè)置預(yù)習(xí)單調(diào)查,或者精心設(shè)計(jì)導(dǎo)入,通過(guò)與學(xué)生的交流互動(dòng)來(lái)了解學(xué)生的前概念。

      “磁鐵有磁性”是教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)的教學(xué)內(nèi)容。課前,通過(guò)訪談的方式,教師了解到學(xué)生對(duì)于磁體及相關(guān)的一些知識(shí),并不陌生,他們不僅親自玩過(guò)磁鐵,而且在閱讀百科全書中也學(xué)過(guò)。根據(jù)學(xué)生的這種情況,創(chuàng)設(shè)了趣味小魔術(shù),導(dǎo)入新課。

      【片段一】

      師:同學(xué)們,老師帶來(lái)了一個(gè)小包包和一枚神奇的徽章。你們相信老師可以變魔術(shù)嗎?我能直接把它掛在包包上,你信嗎?

      生1:信。

      生2:不信。

      師:那你們瞪大眼睛,仔細(xì)看哦。魔術(shù)開(kāi)始啦!

      生1:粘住了,里面有磁鐵。

      生2:掛上了,里面有鐵。

      師:那你們知道磁鐵能吸引哪些物體,不能吸引哪些物體嗎?

      生1:磁鐵能吸引金屬。

      這里,教師通過(guò)魔術(shù)激趣和提問(wèn)的方法,了解學(xué)生的前概念。需要注意的是,導(dǎo)入的重點(diǎn)并不是學(xué)生的回答是否正確,而是能了解學(xué)生的前概念,并激發(fā)學(xué)生的興趣。所以,教師提問(wèn)時(shí)讓學(xué)生多說(shuō)、多討論是必要的,同時(shí)教師要在黑板上呈現(xiàn)學(xué)生的前概念,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。此外,畫圖法也適合科學(xué)教學(xué),教師了解學(xué)生的前概念,比如《蠶的生長(zhǎng)變化》一課,課前讓學(xué)生觀察蠶,并完成蠶的身體結(jié)構(gòu)圖。畫圖法具有直觀形象的特點(diǎn),便于學(xué)生理解和表達(dá)。

      二、 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究,產(chǎn)生認(rèn)知沖突

      通過(guò)恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)入,教師了解了學(xué)生的前概念之后,需要采取一定的教學(xué)策略幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。學(xué)生的前概念具有一定的穩(wěn)定性,根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論可知,學(xué)生在遇到新的概念時(shí)總是先用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去同化,如果成功就得到暫時(shí)平衡,如果不成功就會(huì)調(diào)節(jié)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)或重新建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),以順應(yīng)新概念,達(dá)到新的平衡。

      要想讓學(xué)生在前概念認(rèn)識(shí)中有所轉(zhuǎn)變,順利過(guò)渡到對(duì)科學(xué)概念的學(xué)習(xí),需幫助學(xué)生架起一個(gè)橋梁,用這個(gè)橋梁將原有認(rèn)知、正確認(rèn)識(shí)連接起來(lái)。針對(duì)此,應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自主探究的學(xué)習(xí)空間,向這個(gè)空間投放實(shí)驗(yàn)材料,調(diào)動(dòng)學(xué)生依靠自己的力量完成實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生認(rèn)知沖突,由此實(shí)現(xiàn)概念認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變。

      【片段二】

      師:大部分學(xué)生認(rèn)為磁鐵能吸引金屬物體。請(qǐng)大家用以下材料進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)(銀項(xiàng)鏈、銅鑰匙、鋁片、鐵線、鋼珠等),探究哪些物體可以被磁鐵吸引,哪些物體不可以被磁鐵吸引。

      生:鐵線和鋼珠可以被磁鐵吸引,其他物體不能被磁鐵吸引。

      生:磁鐵不能把金屬物體都吸上。

      在實(shí)驗(yàn)探究中,“金屬”能被磁鐵吸引的前概念認(rèn)知被否定了。更重要的是,實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果引發(fā)了學(xué)生原有認(rèn)知與新知識(shí)之間的強(qiáng)烈沖突。面對(duì)這個(gè)沖突,學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望變得愈加強(qiáng)烈,開(kāi)始主動(dòng)探究如何解決沖突,于科學(xué)探究中進(jìn)行概念認(rèn)知上的轉(zhuǎn)變。

      三、 解決認(rèn)知沖突,建構(gòu)科學(xué)概念

      當(dāng)學(xué)生有了認(rèn)知沖突以后,他們將從中意識(shí)到自己知識(shí)系統(tǒng)可能存在著不完善的問(wèn)題。面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,學(xué)生將自主開(kāi)展有針對(duì)性的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)。活動(dòng)中,學(xué)生將通過(guò)解決認(rèn)知沖突學(xué)習(xí)到更多的科學(xué)概念。整個(gè)過(guò)程,不管是學(xué)生的興趣,還是思維,都將有所提升。期間,學(xué)生還將變得更為主動(dòng),能利用一些實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果證明自己的猜想,對(duì)比反思沖突原因,再修正以往概念。

      此時(shí),給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自由的空間,鼓勵(lì)他們大膽地說(shuō)出自己的想法,并敢于在實(shí)驗(yàn)探究中驗(yàn)證自己的想法,體現(xiàn)了“學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體”的科學(xué)課程基本理念。教師也需要綜合運(yùn)用思維導(dǎo)圖、歸納總結(jié)、自主實(shí)驗(yàn)等方法,幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。

      【片段三】

      師:從實(shí)驗(yàn)探究中,發(fā)現(xiàn)并不是金屬都能被磁鐵吸引。究竟磁鐵能吸引哪些物體?小組討論交流。

      生1:磁鐵能吸引鐵。

      生2:磁鐵能吸引一部分金屬。

      師:如何來(lái)驗(yàn)證你們的猜想?請(qǐng)利用老師提供的材料,進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)。材料有磁鐵、鐵線、回形針、鐵夾子、鐵鑰匙、鐵釘、紙片、試卷、塑料蓋、彩帶、木塊、鋁片、銅線。并總結(jié)能被磁鐵吸引的物體的共同特點(diǎn)和不能被磁鐵吸引物體的共同特點(diǎn)。

      生作出猜測(cè),并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

      生:能被磁鐵吸引的物體的共同特點(diǎn)是鐵材料制作,不能被磁鐵吸引的物體的共同特點(diǎn)是不是鐵材料制作。

      師:我們把磁鐵能吸引鐵的性質(zhì)叫磁性。

      四、 應(yīng)用科學(xué)概念,解決生活問(wèn)題

      在學(xué)生建立起“磁鐵有磁性”的科學(xué)概念后,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)去解決生活中的問(wèn)題,深化對(duì)科學(xué)概念的理解。通過(guò)新概念的應(yīng)用,可以看出學(xué)生對(duì)磁鐵有磁性的性質(zhì)更清楚了,他們懂得用這個(gè)性質(zhì)來(lái)辨別生活中的鐵制品。這樣既檢測(cè)了學(xué)生科學(xué)概念的掌握程度,也檢驗(yàn)教師的教學(xué)效果。

      【片段四】

      師:生活中,有很多的物體,怎么辨別是不是鐵材料制作的?比如,老師這里有很多不同金額、不同年份的硬幣,你們用肉眼能辨別出哪些是鐵材料制作的嗎?

      生:看不出來(lái),但是可以用磁鐵有磁性的性質(zhì)來(lái)辨別。如果能被磁鐵吸引,就是鐵材料制作。

      師:對(duì)了,利用磁鐵能吸引鐵的性質(zhì),辨別生活中的鐵材料制品。

      五、 直觀形象的板書,呈現(xiàn)概念的發(fā)展過(guò)程

      教師可利用思維導(dǎo)圖形式的板書幫助學(xué)生強(qiáng)化科學(xué)概念的記憶。比如學(xué)生提出研究的問(wèn)題后,教師在黑板上展示學(xué)生的猜測(cè)以呈現(xiàn)學(xué)生的前概念,引發(fā)認(rèn)知沖突。板書的主要部分是經(jīng)過(guò)本節(jié)課的探究活動(dòng)建立起來(lái)的科學(xué)概念。課堂結(jié)束前,讓學(xué)生對(duì)照板書回顧自己的學(xué)習(xí)過(guò)程,把結(jié)論與前概念進(jìn)行比較,知道自己的思維過(guò)程,也能呈現(xiàn)出自己概念的發(fā)展過(guò)程。

      所以,從一定程度上來(lái)講,思維導(dǎo)圖形式的板書,對(duì)學(xué)生的記錄有很好的示范作用,更有助于學(xué)生將新概念儲(chǔ)存于長(zhǎng)期的記憶中,對(duì)科學(xué)概念起到強(qiáng)化記憶的作用?!洞盆F有磁性》的板書,展示如下:

      結(jié)論:磁鐵能吸引鐵的性質(zhì)叫磁性,磁性隔著一些物體也能吸鐵。

      學(xué)生在接受正式的科學(xué)教育前,自身已有一定的前概念認(rèn)知,盡管這些認(rèn)知有些不夠全面,有些甚至是錯(cuò)誤的,但這些原始的認(rèn)知概念是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的開(kāi)端,是學(xué)生對(duì)這個(gè)世界認(rèn)識(shí)的起點(diǎn)。因此,教師要了解學(xué)生前概念的認(rèn)知,并展開(kāi)有效的教學(xué)模式,讓學(xué)生前概念與科學(xué)概念產(chǎn)生認(rèn)知沖突,反思并修正自己的認(rèn)識(shí),形成科學(xué)概念。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)變思維,在自主探究與學(xué)習(xí)中建構(gòu)正確的科學(xué)概念,并能運(yùn)用科學(xué)概念解決生活中的問(wèn)題。

      參考文獻(xiàn):

      [1]袁雄敏.基于認(rèn)知沖突的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略[J].科學(xué)課,2013(3):56-57.

      [2]蔡鐵權(quán),美旭英,胡致.概念轉(zhuǎn)變的科學(xué)教學(xué)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2009(167).

      [3]李菲.基于學(xué)生認(rèn)知沖突的科學(xué)概念建構(gòu)[J].小學(xué)教學(xué)參考,2018.

      [4]武淑紅.幫助學(xué)生修正前概念,關(guān)注學(xué)生的發(fā)展[J].教育學(xué)院學(xué)報(bào),2015(10).

      作者簡(jiǎn)介:

      楊小玲,廣東省深圳市,華南師范大學(xué)附屬龍崗樂(lè)城小學(xué)。

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