CAT基于學(xué)習(xí)科學(xué)的科學(xué)概念學(xué)習(xí)環(huán)

1、.CAT 基于學(xué)習(xí)科學(xué)的科學(xué)概念學(xué)習(xí)環(huán)林靜(認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士后北京100875)近二十年來,隨著正電子發(fā)射斷層掃描(PET)、腦磁圖(MEG)、功能性磁共振成像(fM-RI)等多種無創(chuàng)傷腦研究技術(shù)的問世,使得人類對自己腦的高級功能有了實(shí)證性的科學(xué)研究。研究揭示的大腦學(xué)習(xí)機(jī)制促使人類對學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的追問從猜想走向科學(xué),并由此產(chǎn)生了一個(gè)新興的跨學(xué)科研究領(lǐng)域-學(xué)習(xí)科學(xué)。學(xué)習(xí)科學(xué)不僅融合了認(rèn)知科學(xué)、教育心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)和神經(jīng)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科,而且著眼于研究真實(shí)情境中的教與學(xué),將為人類的教育由經(jīng)驗(yàn)邁向科學(xué)奠定基礎(chǔ)。本文根據(jù)學(xué)習(xí)科學(xué)的現(xiàn)有研究成果,探討作為科學(xué)知識重要

2、組織和表征形式的科學(xué)概念的教學(xué)問題,以期推進(jìn)遵循學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律的科學(xué)課堂教學(xué)改革。一、已有科學(xué)概念教學(xué)理論的局限以及學(xué)習(xí)科學(xué)的現(xiàn)有貢獻(xiàn)概念是思維最基本的形式,也是構(gòu)成知識的最基本的成分。諸多研究者認(rèn)為學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)是科學(xué)概念的發(fā)展或轉(zhuǎn)變,而不是一些孤立信息的增加。由此,研究者提出了諸多的概念教學(xué)模型,其中最具影響的是波斯納等人從認(rèn)識論角度提出的概念轉(zhuǎn)變模型(CCM),還有奧斯本等人基于認(rèn)知心理學(xué)的視角提出的概念教學(xué)模型。波斯納等人認(rèn)為,具備以下4個(gè)條件,就可發(fā)生概念轉(zhuǎn)變：(1)學(xué)生認(rèn)識到自己的某個(gè)概念不能解釋新的事件或不能解決當(dāng)前遇到的問題,對原有概念產(chǎn)生不滿；(2)學(xué)生認(rèn)識到新概念是可理解的,能

3、懂得新概念的真正涵義；(3)學(xué)生認(rèn)識到新概念是合理的,能相信新概念的真實(shí)性；(4)學(xué)生認(rèn)識到新概念是有效的,是解釋某問題的更好途徑。但事實(shí)上,學(xué)生概念轉(zhuǎn)變并不如模型所描繪的這么順利。諸如學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、知識表征方式、問題解決策略、情感狀態(tài)、對科學(xué)本質(zhì)的理解等因素都影響學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變。另外,學(xué)生運(yùn)用新概念解釋現(xiàn)象時(shí),往往比原有概念還要不能令人滿意,所以常會繼續(xù)持有他們的原有概念,而將科學(xué)概念置之不理。奧斯本等人提出,促進(jìn)學(xué)生概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)由四個(gè)階段組成：(1)預(yù)備階段：教師要理解科學(xué)家、學(xué)生以及自己對新概念的觀點(diǎn)；(2)關(guān)鍵階段：創(chuàng)設(shè)情境,最好是真實(shí)的生活情境,促使學(xué)生理解新概念；(3)質(zhì)疑階段

4、：鼓勵學(xué)生闡明自己的觀點(diǎn),讓學(xué)生相互質(zhì)疑和辯護(hù)；(4)應(yīng)用階段：提供各種情境讓學(xué)生運(yùn)用新概念?？梢?這一模型旨在促進(jìn)學(xué)生對概念的信息加工。奧斯本等人發(fā)現(xiàn),"那些與學(xué)生的觀點(diǎn)不同,又沒有被學(xué)習(xí)情境所強(qiáng)化的概念,需要后續(xù)的更多應(yīng)用練習(xí)。"這兩個(gè)模型都吸收了皮亞杰基于兒童行為觀察和言語訪談而提出的意義建構(gòu)學(xué)習(xí)觀,所以都能注重學(xué)生的已有知識與積極參與。但模型各環(huán)節(jié)似乎更多的是從學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)結(jié)果的角度,而不是依據(jù)學(xué)習(xí)發(fā)生的內(nèi)在機(jī)制去構(gòu)建的。所以,學(xué)生還是難以獲得科學(xué)概念,難以遷移運(yùn)用。隨著科技的發(fā)展,新的學(xué)習(xí)科學(xué)對人是如何學(xué)習(xí)的這一問題有了進(jìn)一步的認(rèn)識,不僅更加強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者已有知識在

5、學(xué)習(xí)中的重要性,而且指出：(1)"有用的知識"是圍繞重要概念而聯(lián)系和組織起來的；它"有條件地"指明了知識可使用的場合；它支持理解和遷移,而不僅僅是記憶。(2)"元認(rèn)知"能促使學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)進(jìn)行自我調(diào)控,以達(dá)成學(xué)習(xí)的理解和遷移。(3)學(xué)習(xí)不僅是基于個(gè)體已知的意義建構(gòu),也是個(gè)體與環(huán)境互動而建構(gòu)意義的結(jié)果。在諸多的學(xué)習(xí)科學(xué)研究成果中,這里要著重介紹Dunbar等人(2004)運(yùn)用fMRI技術(shù)對學(xué)過五級物理課程的物理系大學(xué)生和沒有接受過大學(xué)物理教育的成年人進(jìn)行的自由落體運(yùn)動概念的研究。研究顯示,當(dāng)出現(xiàn)正確的運(yùn)動圖像時(shí),物理系學(xué)生腦中的相應(yīng)區(qū)域(

6、尾核和副海馬區(qū))激活,說明他們已經(jīng)接受了正確的科學(xué)概念；當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的運(yùn)動圖像時(shí),他們的前扣帶回激活增加,表示了概念上的沖突。普通成年人面對正確的和錯(cuò)誤的圖像時(shí),腦中激活的區(qū)域則相反,說明非物理專業(yè)的成年人仍然持有自由落體運(yùn)動的錯(cuò)誤概念。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),即使是物理系的大學(xué)生,當(dāng)他們看到錯(cuò)誤圖像時(shí),內(nèi)側(cè)前額皮層也是被激活的,這說明錯(cuò)誤概念在大學(xué)生的腦中并沒有消退,他們?nèi)跃哂斜磉_(dá)錯(cuò)誤概念的生理機(jī)制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Dunber認(rèn)為物理系學(xué)生建立了正確的科學(xué)概念,但是并沒有重構(gòu)他們的知識,而是在激活他們正確的概念時(shí),抑制了他們原來的錯(cuò)誤概念。Dunber的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不僅顯示了科學(xué)概念的學(xué)習(xí)是困難的,而且也沖

7、擊了建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生概念轉(zhuǎn)變是知識重構(gòu)的觀點(diǎn),使人們對"概念轉(zhuǎn)變"的說法提出質(zhì)疑。二、CAT基本學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)及其學(xué)習(xí)機(jī)制諸多的研究表明,學(xué)生獲得科學(xué)概念的過程與人類探索科學(xué)概念的過程相似,是一個(gè)動態(tài)的發(fā)展過程,難以用某一個(gè)模式去固定化。但是,根據(jù)現(xiàn)有學(xué)習(xí)科學(xué)的研究成果,可以發(fā)現(xiàn)有效的科學(xué)概念學(xué)習(xí)必須經(jīng)歷認(rèn)知沖突(Cognitive Conflict)、抽象概括(Abstract&Generalization)和遷移運(yùn)用(Transfer Practice)這三個(gè)基本環(huán)節(jié),因此可以由這三個(gè)基本環(huán)節(jié)循環(huán)構(gòu)成一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán),循序漸進(jìn)地推進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念的認(rèn)知發(fā)展。取這三個(gè)基本環(huán)節(jié)第

8、一個(gè)詞的英文單詞第一個(gè)字母,將這個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)簡稱為CAT。(一)引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突認(rèn)知沖突是指學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)新知識之間無法包容的矛盾,或是在新知識與學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的"不協(xié)調(diào)"。進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)時(shí),學(xué)生的頭腦并不是空白的,即使嬰兒也會把自己的觀點(diǎn)帶入學(xué)習(xí)情境之中,是積極的學(xué)習(xí)者。教小學(xué)生認(rèn)識地球是一個(gè)球體,孩子會把地球描繪成一個(gè)煎餅,或者把地球描繪成一個(gè)里面或頂部像煎餅一樣的平面球體,人站在煎餅的上面。孩子們自己構(gòu)建的地球模型幫助他們解釋人是怎樣站在地球表面上或在上面行走的,盡管模型與科學(xué)的球體型地球不一致。學(xué)生頭腦中已有的關(guān)于科學(xué)的"樸素理論"

9、、日常概念與要學(xué)習(xí)的科學(xué)概念之間或多或少有些距離,甚至是偏差。如果不能有效地激發(fā)學(xué)生認(rèn)識到自己已有知識與新知識之間的距離或偏差,學(xué)生就會自發(fā)地以自己的已知去理解和構(gòu)建新知識,其結(jié)果就會產(chǎn)生類似于"煎餅狀的地球模型"這樣的錯(cuò)誤概念。所以,教學(xué)僅僅激活學(xué)生的已有知識是不夠的,而是要讓學(xué)生意識到已有知識與新知識之間的矛盾和沖突,即發(fā)生認(rèn)知沖突,從而能使學(xué)習(xí)者有意識地進(jìn)行自我調(diào)控學(xué)習(xí),避免已有知識對學(xué)習(xí)的干擾。例如讓認(rèn)為地球是平面的學(xué)生解釋為什么看到遠(yuǎn)去的船只先是不見船身,然后逐漸不見桅桿；讓認(rèn)為土壤是植物食物的學(xué)生解釋無土栽培植物的正常生長,則就會激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。因此,認(rèn)知沖

10、突之所以是學(xué)生概念學(xué)習(xí)的基本環(huán)節(jié),不僅是因?yàn)檎J(rèn)知沖突能"喚醒"學(xué)生的已有知識,而且也是因?yàn)檎J(rèn)知沖突能激發(fā)學(xué)生自我調(diào)控學(xué)習(xí)的意識和能力,促使概念學(xué)習(xí)順利進(jìn)行。(二)促進(jìn)學(xué)生抽象概括抽象是指舍棄事物個(gè)別的、非本質(zhì)的特征或聯(lián)系,抽取共同的、本質(zhì)的特征或聯(lián)系的思維過程。概括是根據(jù)抽象出來的事物的共同的、本質(zhì)的特征或聯(lián)系,而把同類事物聯(lián)結(jié)起來的思維過程。抽象決定概念的內(nèi)涵,是概括的基礎(chǔ),若沒有抽象就不可能概括；而概括決定概念的外延,概括有助于更科學(xué)的抽象。例如學(xué)生學(xué)習(xí)了兔、狗、羊、獅子、老虎這幾種動物,抽取出這些動物所具有的共同特征：身體表面有毛；一般分頭、頸、軀干、四肢和尾五個(gè)部分

11、；用肺呼吸；體溫恒定,是恒溫動物；腦較大而發(fā)達(dá)；哺乳；胎生。這些特征足以將這幾種動物區(qū)別于鳥類或兩棲類,但若要推廣至所有哺乳類,則哺乳、胎生是最具普遍性的本質(zhì)特征。因此,可以概括出哺乳動物最簡約的科學(xué)概念是哺乳、胎生的動物。抽象的目的是降低事物之間的復(fù)雜程度,經(jīng)概括得到普遍性的概念,從而使人們能夠以綜觀的角度來了解許多特定的事物,把握事物的本質(zhì)和規(guī)律。因此,抽象概括是科學(xué)概念獲得和發(fā)展的重要思維方法。而概念化傾向是人類自小就有的一種能力。有研究顯示,嬰兒甚至在他們出生的第一個(gè)月就能形成概念。在短短的幾年內(nèi),兒童會獲得有關(guān)時(shí)間、空間、數(shù)字以及生物等的大量概念。但是,兒童這種自發(fā)的抽象概括往往是簡

12、單而狹隘的,形成的"樸素理論"、日常概念常常忽略了事物之間的本質(zhì)特征,而包括了一些非本質(zhì)特征。例如,兒童根據(jù)自己有限的觀察能力,會形成地球是平面的觀點(diǎn),會把能運(yùn)動、能捕食作為動物的共同特征來區(qū)分動植物。因此,科學(xué)概念教學(xué)的關(guān)鍵是發(fā)展學(xué)生科學(xué)的抽象概括能力。CAT學(xué)習(xí)環(huán)將抽象概括作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念的基本環(huán)節(jié),不僅凸顯了科學(xué)概念學(xué)習(xí)的特性,也藉由提高學(xué)生抽象概括能力而發(fā)展學(xué)生自我調(diào)控概念學(xué)習(xí)的能力,提高學(xué)生的元認(rèn)知。已有的一些科學(xué)概念教學(xué)正是因?yàn)闆]有突出抽象概括環(huán)節(jié),所以盡管學(xué)生意識到已有知識與新概念之間的距離,但由于缺乏同化新概念的思維方法而不能正確獲得新概念。(三)引導(dǎo)學(xué)

13、生遷移運(yùn)用影響遷移的第一個(gè)因素是對已學(xué)內(nèi)容的掌握程度,沒有達(dá)到一定水平的已有學(xué)習(xí),遷移是不會發(fā)生的。其次,遷移受學(xué)習(xí)理解程度的影響,僅靠記憶或錯(cuò)誤理解也不能發(fā)生遷移。再次,遷移需要元認(rèn)知提供策略性的能力。"元認(rèn)知"是指人們預(yù)測他們在各種任務(wù)中表現(xiàn)的能力以及對目前的理解和掌握程度進(jìn)行調(diào)控的能力。因此,將遷移運(yùn)用作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念的基本環(huán)節(jié),不僅注重學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì),并且提供機(jī)會讓學(xué)生自我檢測概念學(xué)習(xí)的質(zhì)量,學(xué)會自我判斷是否理解、如何修正以完善所學(xué)的概念,從而充分發(fā)揮學(xué)生元認(rèn)知的自我調(diào)控能力以促進(jìn)學(xué)生概念學(xué)習(xí)能力的提高。遷移是主動的、動態(tài)的過程。以往的教學(xué)模式往往只注重遷移的評價(jià)功

14、能,只將遷移定位為教學(xué)評價(jià)的反饋,忽視了遷移是學(xué)習(xí)者自我調(diào)控的一種表現(xiàn)。已有研究顯示,有效的學(xué)習(xí)者能夠明確地意識到遷移的重要性,并且有強(qiáng)烈的內(nèi)部動機(jī)來利用遷移的機(jī)會促進(jìn)學(xué)習(xí),具體表現(xiàn)在主動識別不同學(xué)習(xí)任務(wù)之間的相關(guān)性,識別可遷移的具體情境,在遷移機(jī)會出現(xiàn)時(shí),主動、恰當(dāng)?shù)靥崛』蚪油ㄓ嘘P(guān)經(jīng)驗(yàn)或可利用的資源,并靈活地運(yùn)用這些經(jīng)驗(yàn)和資源。由此,有效學(xué)習(xí)者更清晰何時(shí)何地如何提取運(yùn)用所學(xué)的新概念,即具備了"條件化"運(yùn)用新概念的能力。三、CAT學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)的基本策略新的學(xué)習(xí)科學(xué)既注重學(xué)習(xí)者內(nèi)在的學(xué)習(xí)規(guī)律,同時(shí)也注重學(xué)習(xí)環(huán)境對學(xué)習(xí)的重大影響。學(xué)習(xí)的發(fā)生,是學(xué)習(xí)者內(nèi)在認(rèn)知結(jié)構(gòu)與外界學(xué)習(xí)環(huán)境互動

15、的結(jié)果。CAT的三個(gè)基本環(huán)節(jié)遵循學(xué)生科學(xué)概念學(xué)習(xí)的內(nèi)在認(rèn)知規(guī)律,充分體現(xiàn)了學(xué)生是主動的學(xué)習(xí)者,教師的"教"則在于創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)情境引導(dǎo)學(xué)生積極建構(gòu)和互動,使得學(xué)生在有限的課堂時(shí)間內(nèi)獲得科學(xué)概念。因此,CAT學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)的基本策略在于：(一)創(chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念的"學(xué)習(xí)共同體"當(dāng)代對學(xué)習(xí)共同體的界定主要是從人類學(xué)、社會學(xué)的角度出發(fā),認(rèn)為凡是以社會協(xié)商的方法建構(gòu)知識的團(tuán)體都可稱為"學(xué)習(xí)共同體"。在科學(xué)概念的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生要將基于自己已知建構(gòu)的個(gè)人概念達(dá)成科學(xué)規(guī)定的科學(xué)概念,則需要經(jīng)歷課堂中的社會協(xié)商過程。因此,科學(xué)課堂中的師生、生生之間應(yīng)

16、該是一個(gè)具有共同目標(biāo)、相互支持、相互幫助的學(xué)習(xí)共同體。營造學(xué)習(xí)共同體的策略之一是賦予學(xué)生學(xué)習(xí)責(zé)任和思維空間。教師要借助于學(xué)生暴露的日常概念使學(xué)生明白學(xué)習(xí)是他們自己內(nèi)部的意義建構(gòu)過程,教師能給予的只是引導(dǎo)和幫助,要獲得科學(xué)概念,學(xué)生自己必須積極地投入到學(xué)習(xí)中,有意識地關(guān)注、思考和交流,以促進(jìn)自己內(nèi)在的認(rèn)知活動。同時(shí),教師在課堂上一定要留有時(shí)間和空間讓學(xué)生主動思考。教師可以讓學(xué)生根據(jù)自己對所學(xué)概念存在的困惑來決定概念學(xué)習(xí)的途徑和方法,讓學(xué)生自己決定和執(zhí)行學(xué)習(xí)質(zhì)量的檢測。教師在課堂中要盡量少講答案,多以有效的提問來激發(fā)學(xué)生問題解決的高級思維活動。在學(xué)生進(jìn)行交流和討論時(shí),教師要做一位主持人而不是裁判。

17、總之,教師要讓學(xué)生充分意識到課堂是他們學(xué)習(xí)的場所,他們是課堂學(xué)習(xí)的主角。營造學(xué)習(xí)共同體的策略之二是明確協(xié)商機(jī)制。協(xié)商是學(xué)生將個(gè)人概念發(fā)展為科學(xué)概念的基礎(chǔ)。教師要與學(xué)生一起制定一些協(xié)商機(jī)制,例如制定小組合作學(xué)習(xí)機(jī)制、各小組之間交流討論機(jī)制等,對協(xié)商中的分工與合作、解釋和論證、質(zhì)疑和批判等給予操作上的一些約定,以提高協(xié)商的有效性。營造學(xué)習(xí)共同體的策略之三是形成多元、民主、平等而安全的學(xué)習(xí)氛圍。協(xié)商是一種民主、平等的對話與交流,教師要營造相應(yīng)的氛圍以支持和維護(hù)課堂中的協(xié)商。教師要充分運(yùn)用自己的肢體語言,例如期待的目光、贊許的點(diǎn)頭、鼓勵的微笑、傾聽時(shí)的沉思、傾聽時(shí)的前傾等,來塑造自己作為學(xué)生學(xué)習(xí)引導(dǎo)者

18、、合作者的角色。教師的言語要溫和親切,善于鼓勵學(xué)生勇于表達(dá)自己觀點(diǎn)、積極反思自己學(xué)習(xí)情況、及時(shí)改進(jìn)錯(cuò)誤理解等等。同時(shí),教師要教導(dǎo)學(xué)生學(xué)會尊重他人的觀點(diǎn),學(xué)會寬容的傾聽與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)疑,學(xué)會科學(xué)的解釋與合理的反駁,使得課堂不僅是民主的、平等的,還是多元的、安全的。(二)搭建學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念的"腳手架"學(xué)生要在有限的課堂時(shí)間內(nèi)掌握人類經(jīng)歷漫長的認(rèn)識而形成的科學(xué)概念,是有困難的。教師要為學(xué)生搭建科學(xué)概念學(xué)習(xí)的"腳手架",使學(xué)生能順利理解和建構(gòu)科學(xué)概念。搭建"腳手架"策略之一是創(chuàng)設(shè)逼真的、問題豐富的學(xué)習(xí)情境。學(xué)生往往不能將自己在課堂中學(xué)習(xí)的科學(xué)概

19、念應(yīng)用于日常生活情境之中,其原因在于課堂學(xué)習(xí)的科學(xué)概念往往脫離了現(xiàn)實(shí)情境,從而使得學(xué)生難以獲得概念的意義,形成刻板的、膚淺的理解。教學(xué)與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系,不僅有益于學(xué)生的深入理解和遷移,而且真實(shí)情境的真實(shí)任務(wù)易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī),能轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生具有自我參照意義的、主動參與的、有目的的活動,從而也激發(fā)學(xué)生運(yùn)用元認(rèn)知對自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行調(diào)控。因此,課堂內(nèi)真實(shí)學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)對學(xué)生概念學(xué)習(xí)至關(guān)重要。例如在"傳染病"概念教學(xué)的抽象概括環(huán)節(jié),讓學(xué)生觀看我國非典時(shí)期的疾病傳播以及防治情況錄像,供學(xué)生討論傳染病的特征以及防治措施。在"密度"概念教學(xué)的遷移運(yùn)用環(huán)節(jié),教師可

20、以讓24位學(xué)生組成一個(gè)小組,各小組用相同質(zhì)量的橡皮泥制作一艘船,比一比哪一組的小船能盛放最多的小鐵釘而不會沉沒于水。搭建"腳手架"策略之二是提供概念的典型事例。一般情況下,至少應(yīng)該有23個(gè)正例和23個(gè)反例,以便讓學(xué)生能對概念的本質(zhì)特征與非本質(zhì)特征以及特征的變化進(jìn)行辨別與反思。最具有代表性的概念事例被稱為原型,正例之中應(yīng)該包括原型。按概念的抽象水平可以將概念分為具體概念和抽象概念兩類?？梢灾苯油ㄟ^觀察獲得這類事物共同本質(zhì)特征的是具體概念,例如"狗"、"鳥"等概念。抽象概念指一類事物的本質(zhì)特征不能通過直接觀察獲得,必須通過下定義來揭示,又

21、稱為定義性概念,例如"密度"、"功"等概念。具體概念的正例和反例就是一些具體對象,例如鳥的正例有家鴿、企鵝和雞,其中家鴿可以作為鳥的原型。反例則有昆蟲、哺乳類、爬行類等。抽象概念的事例則要復(fù)雜得多,一般要運(yùn)用類比、隱喻等方式,通過呈現(xiàn)蘊(yùn)含概念定義內(nèi)涵的現(xiàn)象或活動提供概念的正例。例如,在"密度"概念教學(xué)中,教師可讓學(xué)生做一個(gè)"猜想-驗(yàn)證-解釋"的游戲活動促進(jìn)學(xué)生抽象概括。教師為學(xué)生提供質(zhì)量相同的木塊、石蠟、鋁塊和鐵塊,讓學(xué)生猜測這些物質(zhì)的輕重,然后讓學(xué)生分成小組通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜測,再讓各小組根據(jù)自己的猜想和實(shí)驗(yàn)

22、現(xiàn)象作出解釋。由于四個(gè)物質(zhì)的體積不同,學(xué)生往往將石蠟或者鋁塊作為最輕的,也往往運(yùn)用天平來驗(yàn)證自己的猜想。當(dāng)學(xué)生要對自己的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合的現(xiàn)狀作出解釋時(shí),他們會反思自己作出猜測的依據(jù)是什么,也會思考為何質(zhì)量相同的不同物質(zhì)的體積會不同,由此會抽象出每種物質(zhì)自身具有"輕"或"重"的屬性(即密度)。此時(shí),教師可以將這四種物質(zhì)分別放入透明的水槽中,讓學(xué)生觀察它們在水中的沉浮,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的這一觀點(diǎn)。接下來,教師發(fā)給學(xué)生體積不同的一些木塊、石蠟、鋁塊和鐵塊,讓不同的小組分別研究這四種物質(zhì)的"輕"或"重"的屬性。各小組基