淺談小學“生命世界”科學概念建構(gòu)策略.doc

淺談小學“生命世界”科學概念建構(gòu)策略 “學科學意味著學生在學習過程中修正、拓展自己觀念，而不是記住事實性的信息和定義。”（摘自人是如何學習的）所以小學生學習科學不僅是科學知識和科學課中概念的理解和儲備，更應(yīng)是修正、拓展自己觀念的過程。從這一層面上理解，科學課的教學，就是改變學生的初始概念（前概念）、建構(gòu)科學概念的過程。科學課程內(nèi)容標準之一的“生命世界”，由于其豐富多彩，融入學生生活，為小學生提供了諸多培養(yǎng)科學素養(yǎng)的機會和可能。兒童對神奇的生命世界表現(xiàn)出來的好奇和神秘是與生俱來的，科學課就是要使他們對生命世界的好奇心得以細心呵護，促使他們從對生命現(xiàn)象和事物的表面認識向本質(zhì)認識發(fā)展，積極引導他們關(guān)注生命，關(guān)注環(huán)境，關(guān)注生命科學的發(fā)展。可我們在生命科學教學中，由于教師對學生的科學概念建構(gòu)過程和規(guī)律了解不夠而缺乏有效的方法指導，導致學生在生命科學概念的建構(gòu)過程中出現(xiàn)許多困難，達不到科學概念教學“修正、拓展自己觀念”的目標。生命科學的概念建構(gòu)有著科學課概念教學的共性，也有其個性。生命科學探究的是活生生的生命世界，有些生命世界科學概念的建構(gòu)可能需要幾個月甚至更長。本文試從一些生命科學的典型案例探討小學科學“生命世界”科學概念建構(gòu)的過程和要點。（一）建構(gòu)概念的基礎(chǔ)：清晰學生前概念。維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”的理論告訴我們，兒童的學習過程，也就是其“最近發(fā)展區(qū)”不斷上升的過程。這一理論給我們的啟示之一是科學課上幫助學生建立的概念，要和學生原有的真實想法相互作用建立起聯(lián)系。清晰學生的前概念也是小學生重新建構(gòu)科學概念，展開科學學習的基礎(chǔ)。為了達到此目的，我們可以利用訪談、調(diào)查、繪圖、解釋等多種行之有效的方法獲悉學生前概念。例如訪談。訪談就是研究性交談，是以口頭形式，根據(jù)被詢問者的答復搜集客觀的、不帶偏見的事實材料，以準確地說明樣本所要代表的總體的一種方式。訪談研究法的優(yōu)點是非常容易和方便可行，具有較好的靈活性和適應(yīng)性，如能引導深入交談可獲得可靠有效的資料。該活動一般放在導課或者單元起始環(huán)節(jié)?！景咐糠N子發(fā)芽實驗（一）師：植物的一生是從種子發(fā)芽開始的，種子發(fā)芽需要哪些條件？生: 需要澆水。生：需要合適的溫度。生：需要陽光。生：需要一定的養(yǎng)料。生：需要土壤。關(guān)于種子發(fā)芽需要的條件學生多少會知道一些。但是不管對還是錯，每個學生都有自己的生活經(jīng)驗的啟示。教師通過師生談話的形式，知道了學生的基礎(chǔ)，暴露了學生對“種子發(fā)芽條件”的前概念（其中有生活經(jīng)驗的啟發(fā)，有知識儲備的應(yīng)用），不管是正確的，還是錯誤的前概念，都將成為我們科學教學的起始點。在幾個班的教學中，不難發(fā)現(xiàn)學生都會把土壤和養(yǎng)料作為種子發(fā)芽的條件，究其原因，學生的前概念中把種子發(fā)芽和植物生長需要的條件相互關(guān)聯(lián)，為此在后續(xù)的教學中，著重要剔除。（二）建構(gòu)概念的節(jié)點：架設(shè)“腳手架”科學概念的發(fā)展來源于科學探究活動的全過程。維果茨基“最近發(fā)展區(qū)”的理論告訴我們，教師的任務(wù)在于思考如何在兒童的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)對兒童學習給予恰到好處的幫助和支持，這就是搭建“腳手架”。學生還是學生，他們的初始概念具有固定性，思維具有韌性，所以，在初始概念到科學概念的發(fā)展道路上，需要教師搭建“腳手架”。這是科學課有效教學的需要，更是學生科學概念發(fā)展的關(guān)鍵所在。策略一：問題的設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)概念本質(zhì)的達成。概念的提煉需要教師在設(shè)計問題時，多應(yīng)用求同思維，而不是發(fā)散思維。多問一些有什么共同的地方，而不是不同的地方?！景咐看髽浜托〔荼菊n設(shè)計了三個活動：第一個活動是認識一些周圍常見的小草，選擇一種小草進行觀察，用畫簡圖的方式進行描述記錄；第二個活動是比較大樹與小草的相同和不同，此項活動可以在課堂上進行；第三個活動是利用維恩圖整理比較的結(jié)果，揭示大樹和小草的共同特點，指向生命體的特征。“我們認識了狗尾草，也認識了其它一些草（課件出示草圖），為什么我們把這些植物都稱為草，你認為，草有哪些共同的地方？”問題顯得精煉而集中，舍棄了教材中尋找草不同點的要求，因為尋找共同點，更能夠發(fā)現(xiàn)草的本質(zhì)特征。策略二：材料的設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)科學性和結(jié)構(gòu)性。材料的種類和組合以及交給孩子們的次序就是材料的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)是孩子們將材料與科學問題、教學目標相聯(lián)系的橋梁，是將發(fā)散思維轉(zhuǎn)化為聚合思維的向?qū)??！景咐縿游锏穆驯菊n教學重難點：觀察雞蛋的外、內(nèi)部構(gòu)造和作用；打開雞蛋，觀察雞蛋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其對生命的意義。由于小學生對雞蛋太熟悉，又充滿好奇，因此許多教師在上動物的卵一課時經(jīng)常由于課堂秩序的混亂影響學生科學概念的建構(gòu)。通過實踐研究，我們認為精心設(shè)計材料及展示時機可以有效解決課堂秩序問題，并能通過材料隱含的信息幫助學生建構(gòu)“動物卵的生命特征”的科學概念。具體操作如下：一是設(shè)計有結(jié)構(gòu)的材料。教師為每組學生提供了2只有胚的雞蛋、2只放大鏡、1個手電筒、1套培養(yǎng)皿、半個熟雞蛋等材料。二是科學設(shè)計材料呈現(xiàn)的時機。為了學生探究活動的有序化與層次感，我們分兩個環(huán)節(jié)進行，第一環(huán)節(jié)先提供生雞蛋，啟發(fā)學生用肉眼觀察雞蛋外殼的生命特征，而后依據(jù)學生的探究進展適時提供放大鏡等材料；第二個環(huán)節(jié)適時提供培養(yǎng)皿和熟雞蛋，以幫助學生觀察和對比。這樣就提高了學生的觀察效率，促使學生的思維逐步深入，最終形成了科學概念。材料引起活動，活動發(fā)展思維。本課中，教師為了發(fā)展學生的科學概念，通過有結(jié)構(gòu)的材料，有序呈現(xiàn)，通過教師不斷的引導，一步一步改變著學生的初始概念。策略三：數(shù)據(jù)的提升應(yīng)把握概念發(fā)展的方向。【案例】花、果實和種子小心剝開一個快要成熟的油菜的果實，觀察里面的油菜種子，數(shù)數(shù)一個油菜果莢里有多少粒種子，交流我們在觀察中發(fā)現(xiàn)的問題。數(shù)種子的意義在哪里，數(shù)據(jù)怎么處理。我們設(shè)計了如下表格：油菜莢種子數(shù)量統(tǒng)計表（組號 ）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20（顆）說明：在對應(yīng)的數(shù)據(jù)上，畫一個方框。分析一下，小組內(nèi)的油菜莢里有多少種子。將各小組的統(tǒng)計表數(shù)據(jù)再匯總，形成全班的統(tǒng)計表。這樣做的目的在于分析全班種子的正態(tài)分布曲線。在運用表格整理實驗信息的過程中，我們特別注重：一是數(shù)據(jù)的科學利用，在引導學生統(tǒng)計數(shù)據(jù)時不僅要統(tǒng)計本組同學的數(shù)據(jù)，還要橫向比較其他同做本實驗的小組的實驗數(shù)據(jù)；二是數(shù)據(jù)的有效提煉，在保證數(shù)據(jù)來源科學性的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學生思考：數(shù)據(jù)告訴我們什么？數(shù)據(jù)對我們的結(jié)論起著什么作用？幫助學生在對數(shù)據(jù)的分析與提煉中領(lǐng)悟科學概念油菜莢里的種子分布是有規(guī)律的。（三）建構(gòu)概念的載體：設(shè)計有效的探究活動?？茖W課以探究為核心，科學探究是由一個個活動構(gòu)成的?；顒邮墙?gòu)科學概念的載體。教師在教學設(shè)計時要充分考慮在概念主題下的活動板塊及每個活動承載的概念內(nèi)涵。策略一：有機形成概念鏈。幾個活動形成一條活動鏈，幾個活動形成的概念形成一條概念鏈。一些大的概念是由多個小的概念組合形成的。概念鏈將這些活動和概念有機的連接。這樣，學生的活動就緊緊圍繞本課的概念主題而展開。【案例】相貌各異的我們教材有三個活動?！坝^察我們的不同”以周圍的同學為觀察對象，選擇幾個自己感興趣的相貌特征，認真地觀察一下，看看他們到底有什么不同？“做一次班級相貌普查”將觀察的范圍擴大到整個班級，將觀察的對象聚焦到幾種相貌特征，我們又會有什么發(fā)現(xiàn)呢？如果我們將眼皮描述為相貌特征，那么我們就將單眼皮、雙眼皮描述為眼皮這個相貌特征表現(xiàn)出的不同性狀。人與人某一個相貌特征不同，就是說這個相貌特征表現(xiàn)的性狀不同。通過班級調(diào)查活動，學生會發(fā)現(xiàn)某一個相貌特征表現(xiàn)出的不同性狀是有限的，比如眼皮一般來說表現(xiàn)為單眼皮和雙眼皮兩種性狀，有了這樣的發(fā)現(xiàn)，學生們開始質(zhì)疑“我們的相貌是唯一的嗎？”將各種相貌特征的不同性狀組合起來他們就會有新的發(fā)現(xiàn)了。經(jīng)歷了這樣的探究活動，學生們會發(fā)現(xiàn)找不到兩個完全相同的人的原因。由此也可以推想到找不到兩個完全相同的生物的原因。本課教學緊緊圍繞2條主線：探索的群體不斷擴大；探索的目標越來越細。通過引入數(shù)學的統(tǒng)計，建構(gòu)科學概念。對于這類課文的教學，教師要充分研讀教材，把握教材的結(jié)構(gòu)。對于每個活動的設(shè)計都要設(shè)計到位：強化活動質(zhì)量，提煉活動蘊含的科學概念。否則極易走過場。策略二：注重體驗。生命科學概念的建立一定要建立在親自動手實踐的基礎(chǔ)上。種植鳳仙花，飼養(yǎng)蝸牛、蠶寶寶。沒有這些真實的體驗，很難發(fā)展科學概念。例如鳳仙花種植，通過課前談話發(fā)現(xiàn)學生都通過種種方式種過一些植物如水仙花、吊蘭、蘭花；甚至在家里還種植過蔥。學生的活動單一的，興趣也是非常短暫的。他們的目標無非就是好玩。鳳仙花的種植，將引領(lǐng)學生觀察綠色開花植物的生長發(fā)育歷程，發(fā)現(xiàn)其生長變化規(guī)律。知道綠色開花植物的生長經(jīng)歷：“種子萌發(fā)”“幼苗生長”“開花結(jié)果”這樣的生命周期，同時伴隨生長過程，指導學生研究主要器官根、莖、葉功能，初步認識植物體都有維持其生存的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與功能是緊密聯(lián)系在一起的。鳳仙花生命周期的觀察歷程至少3個月，這三個月中不但要培養(yǎng)學生的觀察記錄的習慣和能力，更重要的是信心與恒心的培養(yǎng)。這樣的學習活動是豐富的觀察、記錄、交流；興趣是持久的至少3各月甚至更長，體驗更是深刻的，這和物質(zhì)世界的體驗是有區(qū)別的。這樣的體驗活動還有很多，例如飼養(yǎng)蠶寶寶、蝸牛、蚯蚓、螞蟻等活動。策略三：強化實驗。生命科學的實驗不同于其它的實驗，物質(zhì)世界無論從時間和空間上來看往往是靜態(tài)的觀察實驗較多，而生命世界則更多的在于動態(tài)的觀察。生命世界的研究中，觀察較多，而實驗較少。盡管實驗相對比較少，我們還是要精心設(shè)計。例如五上蚯蚓的選擇。五年級的學生已經(jīng)掌握了一定的過程與方法技能，如觀察、記錄、簡單實驗等。在本單元中，他們將通過研究生物與環(huán)境的關(guān)系，掌握對比實驗的探究技能，加強運用數(shù)據(jù)對實驗現(xiàn)象進行分析、解釋的能力。本課通過對蚯蚓與環(huán)境的研究，認識動物與無生命環(huán)境的關(guān)系，了解動物是會根據(jù)自身生存的需要對環(huán)境條件進行選擇的。在這節(jié)課中，學生通將過對比實驗，了解蚯蚓生活需要的環(huán)境條件。學生將經(jīng)歷兩個實驗。第一個實驗是把蚯蚓放入半邊明半邊暗的紙盒里，觀察蚯蚓往哪邊爬。在這個實驗中，盒子里的溫度、濕度條件都一樣，只有光的條件不一樣。第二個實驗是把蚯蚓放在干土和濕土之間，觀察蚯蚓往哪邊爬。在這個實驗中，只有土的干濕條件不同，其他條件都相同。通過以上兩個實驗，學生可以發(fā)現(xiàn)蚯蚓需要黑暗、潮濕的環(huán)境。本課的實驗操作還是比較簡單的，重點與難點還是在實驗的設(shè)計上，尤其是對比實驗的設(shè)計，變量的控制，是教師引領(lǐng)的重點。教師尤其要強化。學生科學概念拓展需要大量事實為支撐，所以本課中實驗材料的也要學生自己準備。這需要強化。實驗操作中，盡可能要請學生自己動手操作，這也是要強化的地方。由于材料是學生自己準備的，一定要在實驗后將蚯蚓放回家，這是人文性教育的地方，更需要強化。策略四：概念圖和圖表的使用概念圖和圖表在小學生命科學里面用的較多的一種建構(gòu)科學概念的策略。維恩圖對于比較生命體的共同點，找出生命世界的核心本質(zhì)起到了很好的作用。網(wǎng)狀圖的使用，更使學生能夠認識到無關(guān)事物之間的相關(guān)聯(lián)系，發(fā)展科學概念。例如三上年級植物單元和動物單元對維恩圖的廣泛利用，四上我們的身體單元對網(wǎng)狀圖的廣泛使用。我們來看一下，六下第一單元微小世界中用顯微鏡觀察身邊的生命世界（一）用顯微鏡觀察身邊的生命世界（二）是如何利用顯微鏡等實驗工具和探究方法來修正和拓展學生對于細胞的認識，構(gòu)建細胞概念的。師：觀察橡樹皮死亡細胞圖，你對細胞了解多少？填入記錄單中的氣泡圖（概念圖一）很小，肉眼看不到細胞作用動物由細胞組成紅細胞、白細胞植物由細胞組成細胞（圖一）很小，肉眼看不到細胞作用動物由細胞組成紅細胞、白細胞植物由細胞組成細胞洋蔥表皮細胞洋蔥細胞結(jié)構(gòu)細胞里有細胞器圖一是學生對于細胞的前概念的表達，對于細胞的結(jié)構(gòu)、作用、類別學生的前概念是空白和模糊的，這需要教師幫助學生修正和拓展。通過用顯微鏡觀察身邊的生命世界（一），用顯微鏡來觀察洋蔥表皮細胞，學生的科學概念進一步拓展到洋蔥表皮上的一個個小房間似的結(jié)構(gòu)是洋蔥的細胞。進而拓展到洋蔥表皮細胞里一個大液泡是細胞器。（概念圖二）（圖二）很小，肉眼看不到細胞學說細胞對生命體作用生命體由細胞組成細胞遺傳作用光合作用植物細胞結(jié)構(gòu)洋蔥表皮細胞葉表皮細胞洋蔥細胞結(jié)構(gòu)細胞里有細胞器有葉綠體苔蘚類植物細胞動物細胞血液細胞口腔上皮細胞運輸作用構(gòu)成生物基本單位保護作用用顯微鏡觀察三大發(fā)現(xiàn)之一通過用顯微鏡觀察身邊的生命世界（二）的學習，概念圖發(fā)生了一些變化，對細胞概念進一步修正和拓展。（圖三）概念圖就這樣不斷引領(lǐng)學生的對于細胞科學概念不斷修正修正和拓展。（四）建構(gòu)概念的評估：運用多種評價方法?；凇翱茖W概念”的探究教學，學生是否成功建構(gòu)了科學概念，達到了什么程度的概念，是檢驗教學成效的標準，也是教師反思自己教學過程的指標。評價的方法很多，有情境解釋、科學觀察報告、試卷、課后自我小結(jié)等等。【案例】問卷調(diào)查植物的一生。本單元我們通過單元前測問卷對學生的科學前概念作了詳細的了解，單元教學結(jié)束后，我們又用單元前測問卷對學生的科學概念進行一次調(diào)查。結(jié)果表明86%學生能基本清楚鳳仙花生長過程中的典型特征，對“子葉”的正確認識也從原來的5%提高到65%，其中對于部分子葉在果實成熟時還長在植株上的現(xiàn)象，學生也能實事求是地記錄，而不是人云亦云。最令人欣喜的是在學生“漫談”鳳仙花知識時，可以看出學生已把握了植物生長的基本規(guī)律：“鳳仙花約一星期出土發(fā)芽；鳳仙花的莖越長越粗，越長越紅；鳳仙花的子葉只有兩片；鳳仙花開花后就不長高了，要結(jié)果了；鳳仙花的果實碰一下就會爆炸開來，有許多種子；”。當然，在總結(jié)分析過程中我們也發(fā)現(xiàn)了不少問題。比如關(guān)于“胚根、胚芽”的認識，學生難以通過種植過程中觀察發(fā)現(xiàn)。還比如對于“子葉”的認識，學生在發(fā)現(xiàn)大多數(shù)子葉在植物生長過程中會枯萎脫落的同時，也發(fā)現(xiàn)少數(shù)子葉并沒有脫落的現(xiàn)象，教師沒