科學(xué)課概念轉(zhuǎn)變教學(xué)“三部曲”

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本文以《我們的食物安全嗎》教學(xué)為例，論述科學(xué)課概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的三步曲：精準探測認知結(jié)構(gòu)，了解已有概念;引發(fā)有意義的認知沖突，解決不解問題;選擇策略解決認知沖突，建構(gòu)科學(xué)概念。

概念轉(zhuǎn)變認知沖突前概念迷思概念

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0450-9889（2021）13-0090-02

培養(yǎng)兒童科學(xué)概念是科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一。在小學(xué)階段，教師主要是教給學(xué)生“混合思維〞和“復(fù)合思維〞的經(jīng)驗，讓他們經(jīng)歷在‘前概念思維的基礎(chǔ)上探求概念、感受概念轉(zhuǎn)變的過程。概念轉(zhuǎn)變是原有的知識經(jīng)驗受到與其不一致的新經(jīng)驗影響而出現(xiàn)的改變。從前科學(xué)概念轉(zhuǎn)向科學(xué)概念，實質(zhì)上是兒童由理解事物的部分特征屬性向理解事物共同的關(guān)鍵屬性的過渡。然而，兒童科學(xué)概念的形成并不是自發(fā)形成的，需經(jīng)過具有關(guān)鍵作用的、良好的教學(xué)策略干預(yù)。因此，教師務(wù)必要加強對學(xué)科本質(zhì)的理解，努力提高自身的學(xué)科素養(yǎng)，提高教學(xué)設(shè)計和組織探究的能力，為學(xué)生深層次構(gòu)建科學(xué)概念提供強有力的支持。

一、精準探測認知結(jié)構(gòu)，了解已有概念

認知結(jié)構(gòu)指的是學(xué)習(xí)者頭腦里的知識結(jié)構(gòu)，是已有觀念的全部內(nèi)容及其組織。雖然不同研究者的研究動機、研究重點、研究方法和理論觀點不同，對認知結(jié)構(gòu)的稱呼也不同，常見的如知識結(jié)構(gòu)、記憶結(jié)構(gòu)、心智模型、已有知識、前概念等，但他們研究的目的是一樣的，都是為了研究兒童對概念的組織和想法。認知心理學(xué)家奧蘇泊爾認為：“假如我不得不把全部的教育心理學(xué)還原為一句話，我將會說，影響學(xué)習(xí)的唯一的、最重要的因素，是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生原有的知識狀況去進行教學(xué)。〞可見，在科學(xué)概念的教學(xué)中，絕不能忽略兒童的前概念，教師只有充分地理解前概念在每一個兒童身上的具體表現(xiàn)，了解學(xué)生概念的脈絡(luò)性，找到概念的生長點，才能夠真正地發(fā)展兒童的科學(xué)概念。

《我們的食物安全嗎》是蘇教版科學(xué)教材四年級上冊《食物與消化》單元的最終一課。新課程核心理念中，強調(diào)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，即新的知識要在學(xué)生原有的基礎(chǔ)上進行建構(gòu)。學(xué)習(xí)這節(jié)課，學(xué)生關(guān)于食物的經(jīng)驗十分豐富，他們認識好多食物的種類、能夠說出好多食物的味道，甚至可以簡單表達一些食物的故事，但是對食物具體的營養(yǎng)成分、添加成分等內(nèi)在元素卻不甚明了，所以本節(jié)課可以從食物的營養(yǎng)和構(gòu)成入手展開教學(xué)。課堂伊始，教師首先出示一些學(xué)生平日喜歡吃的小零食，讓他們說說這些小零食的主要成分是什么;然后引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注包裝袋上的配料表，觀測配料表里除了常見的主要成分，還有其他的一些添加成分，如紅曲米、八角、茴香、山梨酸甲、彭松劑、苯甲酸鈉、安賽蜜等;接著提供一些食品包裝袋，讓學(xué)生分小組進行現(xiàn)場觀測，細心找一找這些小零食的配料里是否含有學(xué)習(xí)單上列出的添加成分，并做好記錄。

通過這樣的一個活動安排，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)平日常吃的這些小食品中有各種各樣添加劑的存在，進而啟發(fā)他們產(chǎn)生“為什么要在食品中加這些添加劑〞這個問題，為下一步的科學(xué)探究做好鋪墊。

確切了解兒童科學(xué)概念發(fā)展的水平及特點，對科學(xué)這門課程的教學(xué)來說，只是一項十分關(guān)鍵的、基礎(chǔ)性的工作，教師需要更關(guān)注的是，課中如何充分利用學(xué)生已有的經(jīng)驗為教學(xué)服務(wù)，如何選擇適切的教學(xué)材料和方法來轉(zhuǎn)變學(xué)生的原有概念，以促進學(xué)生思維的發(fā)展。因此，教師要精準地探測兒童的認知結(jié)構(gòu)，在教學(xué)中做到有的放矢，建構(gòu)高效課堂。

二、引發(fā)有意義的認知沖突，解決不解問題

學(xué)習(xí)《我們的食物安全嗎》這一課，通過小零食添加成分現(xiàn)場觀測的小活動，學(xué)生注意到了食品中的添加成分，心里也產(chǎn)生了一系列不解：這些零食中為什么要加這些東西？加這些東西有什么好處？這些東西對人體有害嗎？假如不加這些東西我們的食物會怎樣呢？等等。在接下來的環(huán)節(jié)，教師需給予學(xué)生充沛的時間和空間，讓他們說出心中的不解，再勉勵他們對自己的問題進行大膽的猜想。由于學(xué)生處于信息時代，信息來源廣，同時他們在生活中看得多，聽得也多，對其中一些問題能夠直接發(fā)表自己的看法。例如有學(xué)生說現(xiàn)在工廠生產(chǎn)的食品大多都添加了香精、防腐劑等成分，大量進食會影響人的身體健康，并列舉了一些與食品添加劑有關(guān)的負面消息，如蘇丹紅事件、毒奶粉事件等;緊接著就有學(xué)生大膽質(zhì)疑：“既然食品添加劑對人體有害，為什么生產(chǎn)食品時還要添加它？〞此問題一出引發(fā)了一場強烈的思想交鋒，觀念在猜想和整治中不斷碰撞。此時，教師不能急于調(diào)和學(xué)生間的矛盾，而是給予他們更多探討和摸索的時間、空間，讓他們的觀念在碰撞中融合、定型，讓他們的思維在交流中產(chǎn)生火花，最終形成合作探究、解決問題的學(xué)習(xí)模式。

“認知沖突〞是指個體意識到個人認知環(huán)境與結(jié)構(gòu)存在差異，或者是個人認知結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同成分間的不一致所形成的狀態(tài)。引發(fā)有意義的認知沖突在概念轉(zhuǎn)變過程中具有關(guān)鍵性作用，由于只有體驗到認知分歧、產(chǎn)生認知沖突感，學(xué)習(xí)者才能更誠懇感受已有知識概念的不足，進而意識到調(diào)整或者替換已有概念的必要性。對此，在課堂教學(xué)中，教師要努力營造一個促進兒童概念轉(zhuǎn)變的學(xué)習(xí)環(huán)境，如提供一個能夠激發(fā)他們相互探討并思考不同看法的機遇，促使他們知覺推理歷程的不一致性;或安排一些探究性試驗、現(xiàn)場調(diào)查等活動。教師有意識地引發(fā)學(xué)生有意義的認知沖突，才能使學(xué)生對學(xué)習(xí)主題更有興趣。學(xué)生的學(xué)習(xí)動機被激發(fā)后，才會試圖調(diào)整新、舊經(jīng)驗，激活已有知識和推理能力。

三、選擇策略解決認知沖突，建構(gòu)科學(xué)概念

科學(xué)課教學(xué)中，一旦學(xué)生產(chǎn)生了認知沖突，意識到自己的知識系統(tǒng)是有瑕疵的，那么教師應(yīng)當(dāng)立刻采取適合的策略進行各種建構(gòu)活動。例如幫助學(xué)生建構(gòu)所需要的知識背景、建構(gòu)本體論類別、設(shè)計探究性試驗、引進反例或使用科學(xué)的數(shù)據(jù)和資料進行解釋等來幫助學(xué)生減弱迷思概念的根基，建立新的平衡，從而解決這一認知沖突，建構(gòu)科學(xué)概念，最終實現(xiàn)概念的良好轉(zhuǎn)變。

在前面的環(huán)節(jié)中，學(xué)生出現(xiàn)了整治，這些整治是教師有針對性引發(fā)的認知沖突，目的是讓學(xué)生注意力及思考的方向聚焦于“這些添加劑存在的諸多為什么〞，激發(fā)學(xué)生探究的興趣。對于整治中學(xué)生自己的零星經(jīng)驗和猜想，到底它們對不對、是否科學(xué)，學(xué)生急需一個科學(xué)的解釋，以推動自我認知的提升。這時，教師不需要滔滔不絕地講解和介紹添加劑的相關(guān)知識，而是把課前整理的一些資料及時地提供應(yīng)學(xué)生，并讓他們有選擇、有重點地閱讀自己感興趣的資料。通過閱讀，學(xué)生對各類添加劑，特別是對生活中存在添加劑的食品有了基本的認識——只能適量吃，不可貪吃，否則添加劑在人體內(nèi)經(jīng)過量的積累，會引起質(zhì)的反應(yīng)，最終危害人體健康。在此基礎(chǔ)上，再對學(xué)生進行健康飲食指導(dǎo)，改正他們的不良飲食行為、飲食習(xí)慣，使其漸漸形成科學(xué)的飲食觀念，如此便能達到通過學(xué)習(xí)科學(xué)知識促進生活質(zhì)量提高的目的，使科學(xué)與生活有了更加緊湊的聯(lián)系。最終，教師還讓學(xué)生把自己的收獲，特別是關(guān)于綠色食品的知識帶回家與爸爸媽媽共享與交流，以提高整個家庭的科學(xué)生活意識。至此，科學(xué)課程的育人價值真正表達了出來。

誠然，絕大多數(shù)的科學(xué)概念都對比繁雜，有時即便學(xué)生出現(xiàn)了認知沖突，也不一定能夠立刻轉(zhuǎn)變他們根深蒂固的已有概念。所以，教師需認識轉(zhuǎn)變概念是一個漸進的發(fā)展過程，設(shè)計教學(xué)活動要切合