淺談如何幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念-4

淺談如何幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念316000舟山市定海區(qū)舟嵊小學(xué)丁紅霞去年有幸參加教科版小學(xué)科學(xué)京浙粵優(yōu)質(zhì)課活動，本次活動的主題就是用科學(xué)探究活動幫助兒童建構(gòu)科學(xué)概念。審視我們幾年來的課程改革，我們更加關(guān)注學(xué)生探究、更加關(guān)注學(xué)生主體、更加關(guān)注科學(xué)的研究過程。近幾年，科學(xué)教師也從關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究過程逐漸轉(zhuǎn)向了對科學(xué)活動幫助學(xué)生形成科學(xué)概念的研究上來。科學(xué)概念不僅是對科學(xué)知識的抽象，還包括科學(xué)的觀念和對科學(xué)的看法。更關(guān)注在科學(xué)探究過程中獲得了多少和哪些科學(xué)觀念?？茖W(xué)概念是學(xué)生形成科學(xué)知識體系的基本單位，是科學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系形成的基石。科學(xué)概念的建構(gòu)要經(jīng)歷一個抽象概括的過程，在科學(xué)教學(xué)中開展探究活動，讓學(xué)生在參與活動的過程中把事物的共同特征歸結(jié)在一起，概括形成概念或一般的原理，科學(xué)的概念闡述對事物的正確認(rèn)識。本次活動聽了10節(jié)課，有新版的，也有舊版的，其中有幾堂課給我留下了深刻的印象，但心中也有一些疑惑，那就是如何真正幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念？下面我通過自已的教學(xué)經(jīng)歷來談?wù)勛砸汛譁\的想法。一、整理收集學(xué)生頭腦中的已有概念。建構(gòu)主義者認(rèn)為，知識不可能以實體的形式存在于個體之外，盡管通過語言賦予了知識一定的外在形式，并且獲得了較為普遍的認(rèn)同，但這并不意味著學(xué)習(xí)者對這種知識有同樣的理解，真正的理解只能是由學(xué)習(xí)者自身基于自己的經(jīng)驗背景而建構(gòu)起來的，取決于特定情況下的學(xué)習(xí)活動過程。也就是說學(xué)生在走進(jìn)科學(xué)課堂之前，不是一張白紙，他們對待問題都有自已的觀點和看法。學(xué)生頭腦中的那些已經(jīng)存在的概念由于先入為主而且大多來源于自已的生活經(jīng)驗，因此對自已的觀點往往深信不疑，一般不會輕易改變自已的觀點，接受新的知識。因此我們教師在實際教學(xué)中，應(yīng)重視了解學(xué)生對相關(guān)科學(xué)知識的已有理解，以便于在教學(xué)中更好地運用這些已有概念促進(jìn)科學(xué)概念的掌握。1、通過課堂提問，收集學(xué)生的已有概念。這是收集學(xué)生已有概念，最為常用、最為直接地方法。用“你已經(jīng)知道了什么?”“對于這個你想說什么？”“請你先說”等問題，來引發(fā)學(xué)生的己有經(jīng)驗或前概念。但由于課堂時間有限，回答問題的學(xué)生并不全面，很難了解每個學(xué)生的已有概念。課堂上根據(jù)學(xué)生的回答，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)安排。2、通過問卷調(diào)查，了解學(xué)生的已有概念。如果某一單元涉其到很多科學(xué)概念，我會在這一單元的開始，出一張簡單的問卷調(diào)查，了解學(xué)生對本單元知識的了解情況。問卷一般以問題為主，為了便于學(xué)生解答有時會出一些填空、連線、填圖等形式。如六下《宇宙》單元，我設(shè)置了以下的問卷調(diào)查：你了解月球的哪些內(nèi)容？你能畫出十五的月亮和初三、四的月亮嗎？畫在下面？發(fā)生月食和日食時，月球、地球、太陽三者位置是怎么樣的？用線連起來。你知道哪些星座？你知道太陽系由什么組成？雖然現(xiàn)在家庭教育非常普遍，但從收回的學(xué)生問卷中，我了解學(xué)生對宇宙的知識概念了解并不是非常多。了解了這一情況，我想要激發(fā)學(xué)生探究宇宙的興趣，必須豐富學(xué)生的前概念。因此我在上新課前事先從學(xué)校圖書館里羅列了許多有關(guān)宇宙的書籍，并發(fā)動學(xué)生從家里帶來一些這方面的書籍，要求學(xué)生在午休時相互借閱一下，豐富學(xué)生的前概念。同時，我從實驗儀器室里，翻出一些陳舊的老的宇宙方面的自然教學(xué)掛圖，掛在每個班級里，營造一種氛圍，為進(jìn)入這一單元的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。3運用概念圖。有時，為了節(jié)省學(xué)生答題的時間，問卷測試中也往往會出現(xiàn)一些概念圖。概念圖由美國康奈爾大學(xué)的Joseph.D.Novak教授在20世紀(jì)60年代提出，它是一種用來組織與表征知識的工具。通常將有關(guān)某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線將相關(guān)的概念和命題連接，形成關(guān)于該主題的概念或命題網(wǎng)絡(luò)。通過讓被試學(xué)生使用概念圖，來搜集其對該問題的前概念。有時候為了降低難度，也可以由學(xué)生補充完整有缺失項目的概念圖。如《生物的多樣性》單元前，我讓學(xué)生完成動物分類的概念圖，來了解學(xué)生有關(guān)動物分類方面的已有概念。動物二、以探究活動為載體，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)教育強調(diào)以學(xué)生參與的豐富多彩的活動為主要教學(xué)形式，通過活動讓學(xué)生親身體驗一次科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)探究、科學(xué)創(chuàng)造的過程。因此，探究活動的開展過程對概念的建構(gòu)有著重大的作用，在教學(xué)中要精心組織科學(xué)探究活動，活動的開展要緊緊圍繞科學(xué)概念的構(gòu)建。1、創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望。根據(jù)波斯納提出的觀念改變模型，對當(dāng)前的觀念不滿是產(chǎn)生觀念改變的關(guān)鍵因素，因此，利用引發(fā)認(rèn)知沖突的方法來促進(jìn)觀念轉(zhuǎn)變，對于完善學(xué)生原有觀念是一種尤其有效的教學(xué)策略。而創(chuàng)設(shè)情境可以使學(xué)生的新知識與原有知識產(chǎn)生沖突，讓學(xué)生暴露出其錯誤概念，正確看待自已原有的生活經(jīng)驗，把對事物表面現(xiàn)象觀察所得到的經(jīng)驗與科學(xué)知識不一致的地方找出來進(jìn)行反思，找到矛盾所在。如五下《沉與浮》單元，《物體在水中是沉還是浮》一課教學(xué)中，我出示磚塊、木塊和塑料塊，把它們放入水中，讓學(xué)生觀察它們在水中的沉浮情況，使學(xué)生明白沉浮的方法和標(biāo)準(zhǔn)后。我出示了七種材料，讓學(xué)生預(yù)測這七種材料在水中的沉浮情況，然后請學(xué)生用正確的方法把材料一一放入水中。這里，學(xué)生的預(yù)測，展示的是他們對沉浮判斷的初始概念，當(dāng)實驗結(jié)果與學(xué)生的初始概念產(chǎn)生沖突時，更容易引起學(xué)生的思考，從而發(fā)現(xiàn)并提出問題?！坝绊懳矬w在水中沉浮的因素到底是什么？”在學(xué)生的經(jīng)驗中，影響物體沉浮的因素有以下幾個：體積大小、輕重、形狀、材料、是否空心等。到底是什么呢？激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)生所要形成的科學(xué)概念，必然與他們已有的生活經(jīng)驗、感知基礎(chǔ)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生聯(lián)系。為了更好地形成某一科學(xué)概念，匯集更多的與該概念相關(guān)的事實，就要使學(xué)生處在一個問題情境中，促進(jìn)他們?nèi)プ灾魈骄?，這樣不僅能更好地幫助學(xué)生掌握某一科學(xué)概念，而且能使他們感受到一種妙不可言的樂趣。2、科學(xué)推測，反思科學(xué)前概念。在小學(xué)科學(xué)的教材中，有很多概念的形成都必須建立在前概念的基礎(chǔ)上，通過思維的激發(fā)，引導(dǎo)探究，才能形成新的概念。推測是高級的思維活動，是根據(jù)已有的經(jīng)驗來構(gòu)想尚不清楚的客觀存在。推測，是建立在觀察研究并掌握一定事實基礎(chǔ)之上的，因此我們在教學(xué)過程中要有層次地依據(jù)事實去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推測，把握好教學(xué)的不同要求，及時地指導(dǎo)學(xué)生開展各種思維活動，使學(xué)生逐步地建構(gòu)新的概念。如六上《電磁鐵的磁力一》一課的教學(xué)中，我提出問題：你們認(rèn)為電磁鐵的磁力與什么有關(guān)？為什么？讓學(xué)生小組討論。由于一開始運用比賽的形式制作電磁鐵的過程中已經(jīng)激發(fā)了學(xué)生的已有概念，知道電磁鐵由線圈和鐵芯組成，測量電磁鐵磁力大小時用到電池，學(xué)生會猜想：電磁鐵的磁力大小可能與線圈圈數(shù)的多少、電池數(shù)量的多少、鐵芯的大小、粗細(xì)、長短等有關(guān)。為了讓學(xué)生進(jìn)一步了解電磁鐵，有必要讓學(xué)生說說他們猜測的理由。我匯總所有的假設(shè)后，讓學(xué)生推測哪些是影響電磁鐵磁力的大小的最大的因素，整理假設(shè)，這樣能夠讓學(xué)生相互啟發(fā)，提高作出假設(shè)的能力，也便于下面有序地檢驗假設(shè)。3、依實驗證，初步建構(gòu)新概念當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生對已有概念進(jìn)行反思的同時，用實驗來驗證所做的推測，是非常必要和及時的?？茖W(xué)六上《電磁鐵的磁鐵一》一課，影響電磁鐵磁力的大小的最大因素，我在教時大多數(shù)學(xué)生選擇了線圈數(shù)量，有部分學(xué)生選擇了電池的數(shù)量。我就用大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為線圈數(shù)量是影響電磁鐵磁力大小的最大的因素，來進(jìn)入研究的主題。這是一個對比實驗，六年級的學(xué)生已經(jīng)接觸過很多的對比實驗，因此我只出示實驗設(shè)計表格和問題提示，讓學(xué)生在小組里自主的進(jìn)行設(shè)計。集體討論后，讓學(xué)生對原有的實驗研究計劃進(jìn)行修改、完善。實驗時要求學(xué)生要嚴(yán)謹(jǐn)，控制不變的因素要嚴(yán)密，每一次實驗要多做幾次，要做好實驗記錄，數(shù)據(jù)要科學(xué)。學(xué)生通過對比實驗初步獲得感性認(rèn)識，初步科學(xué)概念：線圈的圈數(shù)多少與電磁鐵的磁力有關(guān)。到底有什么關(guān)系呢？有必要進(jìn)行進(jìn)一步的分析整理。又如六上《電磁鐵的磁力二》一課的教學(xué)中，我準(zhǔn)備了不同直徑的電線、鐵芯、骨架（實驗配套材料盒里）提供給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生不停的在實驗中進(jìn)行對比、分析，在對比、分析中學(xué)生很快就發(fā)現(xiàn)：不同直徑的電線、鐵芯、骨架、電池數(shù)量（電量的大?。┒紩绊懙诫姶盆F磁性的強弱，從而初步建立起電磁鐵的磁力大小與使用的電池數(shù)量、線圈粗細(xì)長短、鐵芯粗細(xì)長短等因素都有一定關(guān)系這個正確的科學(xué)概念。4、分析整理，形成科學(xué)概念。小學(xué)生的年齡和認(rèn)知水平特點決定了概念的抽象、概括、形成往往不是一次完成的，而是要經(jīng)過一系列反復(fù)的過程。也就是說概念形成是指學(xué)生通過分析等思維活動，構(gòu)建概念的過程。概念的構(gòu)建需要經(jīng)過多層次的比較、分析與綜合，才能真正發(fā)展學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生真正形成科學(xué)觀念。如四下《導(dǎo)體與絕緣體》一課教學(xué)中，在抽象出“絕緣體”這一概念的過程中，學(xué)生通過實驗后，對螺絲刀的導(dǎo)電問題產(chǎn)生了爭論，有的認(rèn)為螺絲刀是導(dǎo)體（刀桿），有的認(rèn)為螺絲刀是絕緣體（刀柄），老師這時不應(yīng)當(dāng)去明確表態(tài)誰對誰錯，也不要先指出問題出在哪里，而是讓學(xué)生再去實驗、再去觀察、再去分析、再去比較，看看自己是怎么做實驗的，別人又是怎么做實驗的，別人的實驗過程跟自己的有什么不同。讓學(xué)生充分發(fā)表意見，產(chǎn)生爭論，最后達(dá)成一致的意見。這樣獲得的科學(xué)概念將是終身難忘的。三、應(yīng)用科學(xué)概念解決實際問題，加深學(xué)生理解科學(xué)概念?？茖W(xué)概念的運用是學(xué)習(xí)科學(xué)概念的目的，也是檢驗科學(xué)概念掌握情況的重要標(biāo)志，還是加深對科學(xué)概念理解的重要環(huán)節(jié)。因為，只有通過運用，學(xué)生才能掌握科學(xué)概念；同時，在運用過程中對科學(xué)概念理解上的缺陷才能暴露出來，以便進(jìn)一步地加深和深化學(xué)生對科學(xué)概念的理解。再說科學(xué)探究的過程，應(yīng)用極為重要，重視課堂的延伸探究，力求把科學(xué)課內(nèi)的探究活動和課外的實踐活動結(jié)合起來，轉(zhuǎn)化為學(xué)生樂于從事的經(jīng)常性的探究活動，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，養(yǎng)成自主探究的習(xí)慣，從而保持和發(fā)展對周圍世界的好奇心，使得到的概念得到加強，鞏固和發(fā)展。如在學(xué)習(xí)了六上《形狀與結(jié)構(gòu)》一單元，在對學(xué)生展示了大量的橋梁并對橋梁作了大量形狀與受力之間的分析后，學(xué)生對美觀而又結(jié)實的橋梁產(chǎn)生了興趣，我及時的布置課外活動：建造一座你喜歡的橋梁，但是要符合省材料，大跨度，高強度的要求。在布置作業(yè)后的幾天中，學(xué)生們紛紛把自己所制作的最得意的橋梁放在了科學(xué)教室中進(jìn)行測試展覽，我把好的橋進(jìn)行拍照，并貼在櫥窗和學(xué)校的網(wǎng)站上。又如，在學(xué)習(xí)了六上《電磁鐵磁力》后，我讓學(xué)生利用身邊的材料運用課堂上掌握的科學(xué)概念制作一個強力電磁鐵，并在課外進(jìn)行比賽，推選優(yōu)勝者參加年