以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整科學(xué)概念教學(xué)
——以“導(dǎo)體和絕緣體”一課的教學(xué)為例

文∣王繼偉

學(xué)習(xí)進(jìn)階又叫“學(xué)習(xí)進(jìn)程”，是指在教師指導(dǎo)下，學(xué)生對(duì)概念的理解一步步發(fā)展、完善的過程。目前，已引起普遍關(guān)注的概念進(jìn)階包含兩種類型：同一階段不同概念之間的進(jìn)階；不同階段相同概念的進(jìn)階。這兩種類型都是從課程論的角度研究學(xué)習(xí)進(jìn)階對(duì)概念教學(xué)的意義。此外，還可以從教學(xué)論的角度研究學(xué)習(xí)進(jìn)階，也就是用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論指導(dǎo)課堂教學(xué)，使學(xué)生概念學(xué)習(xí)呈現(xiàn)一個(gè)由淺入深、層次遞進(jìn)的過程。下面，以“導(dǎo)體和絕緣體”一課為例，分析學(xué)習(xí)進(jìn)階對(duì)科學(xué)概念教學(xué)的意義，并探討以學(xué)習(xí)進(jìn)階指導(dǎo)科學(xué)概念教學(xué)的路徑。

一、基于問題分析，探討以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)的意義

(一)問題：學(xué)生的概念表達(dá)“走樣”了

“導(dǎo)體和絕緣體”是蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“電和磁”單元的第2課。本課教學(xué)的重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)常見物體的導(dǎo)電性能，建立關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的概念。教材給導(dǎo)體和絕緣體的定義是“容易導(dǎo)電的物體是導(dǎo)體，不容易導(dǎo)電的物體是絕緣體”。我們發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生學(xué)了本課后，會(huì)這樣來表達(dá)他們對(duì)導(dǎo)體和絕緣體的認(rèn)識(shí)：“會(huì)導(dǎo)電的物體是導(dǎo)體，不會(huì)導(dǎo)電的物體是絕緣體。”看起來只是換了一個(gè)詞語，但含義卻有了明顯的不同?！皶?huì)”和“不會(huì)”表達(dá)的是導(dǎo)體和絕緣體在導(dǎo)電性能上的不可變性，而“容易”和“不容易”則包含了變數(shù)的存在。毫無疑問，教材的定義相對(duì)科學(xué)，這是因?yàn)樵趯?dǎo)體和絕緣體之間，的確沒有絕對(duì)的界線，在一定條件下，絕緣體是可以變成導(dǎo)體的。例如，玻璃在通常情況下是絕緣體，但如果將玻璃加熱到紅熾狀態(tài)，它就變成了導(dǎo)體。學(xué)生“走樣”的概念表達(dá)，需要我們反思。

(二)分析：概念教學(xué)存在什么問題

張紅霞在《科學(xué)究竟是什么》一書中指出：“科學(xué)學(xué)習(xí)與其他學(xué)科的學(xué)習(xí)不一樣，它以直接經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)?！币箤W(xué)生更好地掌握科學(xué)概念，必須創(chuàng)造一個(gè)適應(yīng)概念學(xué)習(xí)要求，能啟發(fā)學(xué)生探索事物共同特征和本質(zhì)屬性的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生獲得必要的、充分的感性認(rèn)識(shí)。為什么學(xué)生的概念表達(dá)會(huì)“走樣”？通過課例研究發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)閷W(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中沒有獲得必要的、充分的感性認(rèn)識(shí)。

教師通常會(huì)采用三個(gè)實(shí)驗(yàn)組織本課教學(xué)：實(shí)驗(yàn)1是利用小燈泡、電線和電池，組合成一個(gè)檢驗(yàn)器，檢驗(yàn)連接在兩條導(dǎo)線中的物品是否能使電流通過，由此引出導(dǎo)體和絕緣體的概念——像鋼尺、鐵釘這些容易導(dǎo)電的物體，叫作導(dǎo)體；像木頭、塑料、橡皮這些不容易導(dǎo)電的物體，叫作絕緣體。實(shí)驗(yàn)2是用同一裝置檢驗(yàn)不同液體(自來水、純凈水、鹽水)的導(dǎo)電性能；實(shí)驗(yàn)3是用驗(yàn)電球做人體的導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)。通過這三個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能獲得的感性經(jīng)驗(yàn)是：鋼尺、鐵釘、自來水、鹽水、人體等接入檢驗(yàn)器后小燈泡或驗(yàn)電球亮了；木頭、塑料、橡皮、純凈水接入檢驗(yàn)器后小燈泡或驗(yàn)電球沒亮。這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驇椭麄兝斫狻皩?dǎo)體會(huì)導(dǎo)電，絕緣體不會(huì)導(dǎo)電”，但不能幫助他們理解“導(dǎo)體容易導(dǎo)電，絕緣體不容易導(dǎo)電”。這樣的概念教學(xué)，因?yàn)闆]有幫助學(xué)生獲得理解概念所必需的感性認(rèn)識(shí)，不能夠支持學(xué)生深刻理解概念，所以導(dǎo)致學(xué)生概念表達(dá)“走樣”。

(三)選擇：以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)

有效的概念教學(xué)，需要從學(xué)生的認(rèn)知需求出發(fā)，選擇對(duì)學(xué)生理解概念內(nèi)涵有幫助的學(xué)習(xí)活動(dòng)。而學(xué)習(xí)進(jìn)階強(qiáng)調(diào)概念教學(xué)要呈現(xiàn)一個(gè)連續(xù)且有層級(jí)的發(fā)展路徑，幫助學(xué)生逐步形成對(duì)概念的完整認(rèn)識(shí)。它不但強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)活動(dòng)要能幫助學(xué)生理解概念，而且強(qiáng)調(diào)了概念學(xué)習(xí)是一個(gè)漸進(jìn)的過程，學(xué)生對(duì)概念的理解是隨著學(xué)習(xí)活動(dòng)的推進(jìn)逐步發(fā)展的。因此，以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)，是一個(gè)比較好的選擇。

以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)，突出了概念理解在教學(xué)中的中心地位。這有利于解決“活動(dòng)有余，思維不足”的問題，促使學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，并構(gòu)筑有效的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)，加強(qiáng)了教學(xué)過程與教學(xué)目標(biāo)的一致性。這有利于解決“目標(biāo)缺失，過程無魂”的問題，促使了教學(xué)過程實(shí)效的提升，更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)，強(qiáng)調(diào)了概念學(xué)習(xí)的連續(xù)性、層次性。這有利于解決“設(shè)計(jì)隨意，流程無序”的問題，促使課堂不同環(huán)節(jié)間相互聯(lián)系，由淺入深，縱向發(fā)展，始終圍繞概念目標(biāo)展開。

二、基于教學(xué)實(shí)踐，探討以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)的路徑

以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)，也就是使教學(xué)呈現(xiàn)一個(gè)漸進(jìn)的過程，學(xué)生能通過連續(xù)且有層級(jí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)逐步形成對(duì)概念的完整認(rèn)識(shí)。它要求教師在認(rèn)真分析概念內(nèi)涵和學(xué)情的基礎(chǔ)上，設(shè)置合適的概念教學(xué)目標(biāo)，然后把目標(biāo)劃分為若干個(gè)理解層次，接著尋找支撐每個(gè)層次學(xué)習(xí)的相關(guān)事實(shí)、概念等信息，最后依托課程資源選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式。一般來說，教師可分四個(gè)階段完成教學(xué)設(shè)計(jì)。

(一)分析教材，理解概念，確定概念學(xué)習(xí)的目標(biāo)

這一階段，教師的主要任務(wù)是深入鉆研教材，切實(shí)理解相關(guān)概念的內(nèi)涵與教學(xué)要求，把握好課程標(biāo)準(zhǔn)與教材預(yù)設(shè)的概念教學(xué)目標(biāo)。分析“導(dǎo)體和絕緣體”一課教材，可從三個(gè)層面引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)導(dǎo)體和絕緣體。

1.哪些物體是導(dǎo)體和絕緣體

教材列舉的導(dǎo)體有鋼尺、鐵釘、自來水、鹽水、人體，絕緣體有木頭、塑料、橡皮、純凈水。這些材料的選擇具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性：有金屬，也有非金屬；有固體，也有液體；有非生物，也有生物——人；有能夠?qū)щ姷乃灿胁荒軐?dǎo)電的水。這些有結(jié)構(gòu)的材料有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)導(dǎo)體和絕緣體的多樣性。

2.怎樣的物體是導(dǎo)體和絕緣體

教材給出的定義是“容易導(dǎo)電的物體是導(dǎo)體，不容易導(dǎo)電的物體是絕緣體”。這個(gè)定義不僅指出了導(dǎo)體和絕緣體在導(dǎo)電性能上的不同，還用“容易”一詞表達(dá)了另一層意思——導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對(duì)界線，當(dāng)條件改變時(shí)，絕緣體也可能變成導(dǎo)體。

3.導(dǎo)體的導(dǎo)電能力也有差異

教材建議用小燈泡、電線和電池組合成一個(gè)檢驗(yàn)器，檢驗(yàn)鋼尺、鐵釘、自來水、鹽水的導(dǎo)電性能，用驗(yàn)電球檢驗(yàn)人體的導(dǎo)電性能，兩種不同的檢驗(yàn)方法，暗示了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也是不一樣的。

基于以上分析，我們?yōu)楸菊n制定了如下概念學(xué)習(xí)目標(biāo)：(1)理解導(dǎo)體和絕緣體的概念；(2)了解導(dǎo)體在材料上的多樣性；(3)了解不同的導(dǎo)體導(dǎo)電性能有差異；(4)了解物體導(dǎo)電性能的可變性。

(二)評(píng)估學(xué)情，分解目標(biāo)，規(guī)劃概念發(fā)展的路徑

這一階段，教師的主要任務(wù)是評(píng)估學(xué)生前概念現(xiàn)狀和理解水平，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果將概念目標(biāo)分解成若干個(gè)子目標(biāo)，然后根據(jù)這些子目標(biāo)的難易程度和內(nèi)在關(guān)聯(lián)性將其分階，從而規(guī)劃出概念教學(xué)的路徑。

在學(xué)習(xí)“導(dǎo)體和絕緣體”一課之前，學(xué)生對(duì)導(dǎo)體和絕緣體的認(rèn)識(shí)大多停留在“金屬能導(dǎo)電”這個(gè)水平，也有部分學(xué)生從“人會(huì)觸電”這個(gè)現(xiàn)象意識(shí)到人體也導(dǎo)電，但他們并不能確定?；趯W(xué)生前概念現(xiàn)狀和理解水平，我們將概念目標(biāo)分解成五個(gè)子目標(biāo)，并根據(jù)這些子目標(biāo)的難易程度和內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，規(guī)劃了概念教學(xué)的路徑，如下表所示。

序列目標(biāo)環(huán)節(jié)1創(chuàng)設(shè)問題情境,喚醒學(xué)生前概念,同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。環(huán)節(jié)2實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)常見物體,發(fā)現(xiàn)有些物體(包括部分非金屬)能導(dǎo)電,有些物體不能導(dǎo)電,引出導(dǎo)體和絕緣體的概念,并認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的多樣性。環(huán)節(jié)3實(shí)驗(yàn)比較一些導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的導(dǎo)電能力不同。環(huán)節(jié)4提供絕緣體變成導(dǎo)體的事實(shí)信息,認(rèn)識(shí)物體導(dǎo)電性能的可變性,引導(dǎo)學(xué)生建立關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的概念。環(huán)節(jié)5應(yīng)用概念解釋生活,并形成安全用電的意識(shí)。

整個(gè)過程分五個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有獨(dú)立的教學(xué)目標(biāo)，這些目標(biāo)相互關(guān)聯(lián)，由易到難。這樣的學(xué)習(xí)過程就像爬樓梯，始于學(xué)生前概念的喚醒，隨著學(xué)習(xí)活動(dòng)的推進(jìn)，學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)逐漸深入。

(三)圍繞目標(biāo)，收集信息，尋找支撐教學(xué)的資源

這一階段，教師的主要任務(wù)是圍繞教學(xué)目標(biāo)，收集信息，并通過對(duì)這些信息進(jìn)行價(jià)值分析，尋找到支撐每個(gè)層次教學(xué)的課程資源。圍繞“導(dǎo)體和絕緣體”一課的概念教學(xué)目標(biāo)，我們選定了三類資源支撐教學(xué)。

一是故事資源。采用上甘嶺戰(zhàn)役中志愿軍戰(zhàn)士牛保才用自己的身體接通電話線這個(gè)故事創(chuàng)設(shè)問題情境，增加教學(xué)過程的生動(dòng)性，同時(shí)滲透革命精神的傳承教育。

二是實(shí)驗(yàn)器材。用絕緣體導(dǎo)體檢測(cè)器模型和微型溶液導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)器替代教材中的實(shí)驗(yàn)器材，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有更多發(fā)現(xiàn)。

三是視頻資源。用“玻璃加熱后從絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體”實(shí)驗(yàn)的微視頻中幫助學(xué)生了解絕緣體在某些條件下可以變成導(dǎo)體，認(rèn)識(shí)物體導(dǎo)電性能的可變性，助力學(xué)生建立科學(xué)概念。

(四)依托資源，選擇方法，形成概念教學(xué)的方案

這一階段，教師的主要任務(wù)是圍繞規(guī)劃好的教學(xué)路徑，依托選定的教學(xué)資源，為學(xué)生的進(jìn)階式學(xué)習(xí)提供多樣化的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，如探究的機(jī)會(huì)、綜合運(yùn)用知識(shí)解決真實(shí)情境問題的機(jī)會(huì)等，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)和積累科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建科學(xué)概念，發(fā)展科學(xué)能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。圍繞規(guī)劃好概念教學(xué)路徑，依托找到的教學(xué)資源，我們選擇在“導(dǎo)體和絕緣體”一課的教學(xué)中應(yīng)用故事情境、矛盾事件、分組實(shí)驗(yàn)、蘇格拉底式詰問等教學(xué)方法。具體教學(xué)如下。

教師講述志愿軍戰(zhàn)士牛保才用自己的身體接通電話線這個(gè)故事的前半段，提問：“牛班長(zhǎng)帶的電線全部用完了，在這樣的危急關(guān)頭，他還可以用什么材料接通電話線呢？”圍繞可用什么材料接通電話線，學(xué)生展開討論，陳述自己的觀點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生選擇銅、鐵、鋁等金屬，但也有部分學(xué)生認(rèn)為人體也能導(dǎo)電。因?yàn)橛^念不同，引發(fā)了認(rèn)知上的矛盾，激發(fā)了學(xué)生探究的動(dòng)機(jī)。

在實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生用絕緣體導(dǎo)體檢測(cè)器模型檢測(cè)教師提供的材料，親眼看見了鐵釘、鋁片、銅絲、鉛芯、自來水、人體都可導(dǎo)電，從而認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的多樣性，即導(dǎo)體不局限于金屬。再用微型溶液導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)器檢測(cè)導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同的導(dǎo)體導(dǎo)電能力有差異。最后播放“玻璃加熱后從絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體”這一微視頻，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)玻璃在加熱影響下會(huì)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體。

教師可以采用蘇格拉底式詰問，引導(dǎo)學(xué)生完善概念。在第一次實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生建立的概念是能夠?qū)щ姷奈矬w是導(dǎo)體，不能夠?qū)щ姷奈矬w是絕緣體。在播放“玻璃加熱后從絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體”這一微視頻后，教師采用蘇格拉底式詰問：“現(xiàn)在，我們能說絕緣體就是不能導(dǎo)電的物體嗎？誰能對(duì)導(dǎo)體和絕緣體下一個(gè)更科學(xué)的定義？”引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)概念。

教師繼續(xù)講述導(dǎo)入環(huán)節(jié)未完的故事，讓學(xué)生了解牛班長(zhǎng)的英勇事跡——以身體為導(dǎo)體接通電話線，然后引發(fā)討論：“在生活中，我們能不能也嘗試用自己的身體做導(dǎo)體連通電路？”引導(dǎo)學(xué)生一方面向英雄致敬，另一方面培養(yǎng)安全用電的意識(shí)。

實(shí)踐證明，以學(xué)習(xí)進(jìn)階統(tǒng)整概念教學(xué)，能促使教師更深入地分析教材和學(xué)情，更科學(xué)細(xì)致地制定教學(xué)目標(biāo)，更有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一系列由淺入深、層層推進(jìn)的教學(xué)活動(dòng)。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得了更好的發(fā)展。