在科學(xué)課教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)概念

李志堅

是科學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，在科學(xué)探究中要關(guān)注科學(xué)概念，科學(xué)教學(xué)應(yīng)圍繞建立科學(xué)概念來組織活動。在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)中，教師要重視科學(xué)概念的建立，思考如何在科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)概念。

一、剖析前概念，找準(zhǔn)發(fā)展科學(xué)概念的起點(diǎn)

在接受正式的科學(xué)教育之前，學(xué)生已經(jīng)積累了豐富的自然科學(xué)體驗(yàn)。這種相對原始、不夠精確的初始概念叫作前概念。許多研究表明：前概念是科學(xué)概念建構(gòu)的基礎(chǔ)，了解兒童的前概念非常重要，不容忽視。所以在科學(xué)概念教學(xué)中，我們首先要充分了解每個學(xué)生的前概念，從中找到科學(xué)概念的出發(fā)點(diǎn)，從而真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)概念。

由于學(xué)生的前概念具有個性化、隱蔽性、表面性等特點(diǎn)，平時不易發(fā)現(xiàn)，這就要求教師善于通過多種方式了解學(xué)生的前概念。例如，為了了解學(xué)生對于“浮力”的個人前概念，課前我對三年級部分學(xué)生進(jìn)行了訪談?wù){(diào)查，情況如下。

從表中可知，學(xué)生對于物體在水中沉浮的原因有多種不同的想法，但大都是不全面的，甚至有些是錯誤的。有這樣的分歧并不可怕，恰恰相反，學(xué)生前概念的充分暴露，為教師后續(xù)的教學(xué)指明了方向。教師在了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)調(diào)整自己的教學(xué)步驟，將課堂教學(xué)的重點(diǎn)定位在幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變錯誤的前概念上，從而幫助學(xué)生建構(gòu)正確的科學(xué)概念。

二、引發(fā)矛盾，指明發(fā)展科學(xué)概念的方向

教師在充分了解學(xué)生的前概念之后，可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己對某一現(xiàn)象的認(rèn)知和真實(shí)現(xiàn)象之間的矛盾，意識到同一事實(shí)的兩種或多種不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間的沖突，便會逐漸調(diào)整自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使其與真實(shí)現(xiàn)象之間達(dá)成一致，進(jìn)而建立與科學(xué)概念相一致的新的概念。

例如，在《連通氣球》一課中，教師出示玻璃管連接的大小氣球，問學(xué)生大小氣球連通后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。學(xué)生說出了多種猜測。這是他們基于自己已有的經(jīng)驗(yàn)做出的，其中大部分學(xué)生認(rèn)為大小氣球連通后會是一樣大的。但學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大的氣球變得更大，小的氣球更小了。這與他們原有的前概念之間發(fā)生了沖突，從而引發(fā)學(xué)生思考，為什么大的氣球更大，小的氣球更小。這時學(xué)生的內(nèi)心是疑惑的，他們既對自己原先的前概念產(chǎn)生了否定的態(tài)度，同時又無法尋找到正確的答案，學(xué)生探究的欲望就增強(qiáng)了。

又如，在《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課中，教師通過實(shí)驗(yàn)和提問了解了學(xué)生的前概念，發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍認(rèn)為：物體通過用力摩擦、敲擊、彈撥，或者讓它動起來，就能發(fā)出聲音。此時教師演示用力彎曲鋼尺，鋼尺不發(fā)出聲音;用力拉橡皮筋，橡皮筋也不發(fā)聲。然后提問：我對物體用力了，物體卻沒有發(fā)出聲音，這是為什么呢？這時出現(xiàn)的現(xiàn)象與學(xué)生的前概念之間發(fā)生了沖突，促使學(xué)生對物體發(fā)聲的原因進(jìn)行進(jìn)一步的探究，也朝著科學(xué)概念的建構(gòu)更進(jìn)了一步。

三、親歷探究，建構(gòu)科學(xué)概念的必要條件

科學(xué)概念的建構(gòu)主要來自學(xué)生對事物的體驗(yàn)與感悟，學(xué)生只有在探究活動中充分參與，才會有深刻的體悟。在課堂教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了一個個探究活動之后，思維在經(jīng)歷中被激發(fā)，學(xué)生的科學(xué)概念才能得到更深入的發(fā)展。

在研究物體沉浮的原因時，學(xué)生對物體沉浮的解釋大都認(rèn)為重的沉，輕的浮。教師通過把重的木塊和輕的大頭針放入水中，出現(xiàn)的現(xiàn)象是重的浮，輕的沉，從而引起學(xué)生的思考：物體的沉浮到底和什么有關(guān)？難道真的與重量無關(guān)嗎？此時，學(xué)生探究興趣濃厚，他們非常渴望能通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。這時教師給學(xué)生提供了兩組材料：一組是體積相同、重量不同的物體;一組是重量相同、體積不同的物體。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是顯而易見的，學(xué)生在獲得這樣直觀的體驗(yàn)后，他們會自然而然地修正原先的前概念，逐步構(gòu)建起科學(xué)概念。

四、分析整理，建構(gòu)科學(xué)新概念

科學(xué)概念的形成，通常需要對大量的事物和現(xiàn)象進(jìn)行觀察，積累豐富的感性認(rèn)識，再通過分析、比較等思維活動，尋找事物之間的因果關(guān)系和共同屬性，并從共同特征中抽象出本質(zhì)屬性，構(gòu)建科學(xué)概念。

在《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課中，學(xué)生原有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：物體通過用力摩擦、敲擊、彈撥或者讓它動起來，就能發(fā)出聲音。教師借助對鋼尺和橡皮筋施力沒有發(fā)聲的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生對自己原有的經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生質(zhì)疑。所以，教師引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究并討論，從物體“摩擦、敲擊、彈撥”等不同發(fā)聲現(xiàn)象中尋找共同之處，通過分析、比較，從眾多的現(xiàn)象中抽象出共同的特征：聲音是物體振動產(chǎn)生的。

五、解決問題，鞏固深化科學(xué)概念

當(dāng)學(xué)生剛剛形成一個新的科學(xué)概念時，這個概念在其認(rèn)知結(jié)構(gòu)中往往是孤立的，很容易受到其他因素的影響。通過創(chuàng)設(shè)具體的問題情境，運(yùn)用已形成的科學(xué)概念來解決問題，學(xué)生才能真正掌握正確的科學(xué)概念，同時，幫助教師及時了解學(xué)生對新概念的掌握情況，以便進(jìn)一步有針對性地加以糾正、完善和深化學(xué)生對于科學(xué)概念的理解。

概念的應(yīng)用是一個從抽象到具體的過程，對學(xué)生來說有一定的難度。所以，教師在概念應(yīng)用設(shè)計時，應(yīng)該循序漸進(jìn)，在已構(gòu)建科學(xué)概念的基礎(chǔ)上逐層深入，并教給學(xué)生思考的方法，使其在解決問題的過程中深化概念。