怎樣在科學課中幫助學生形成科學概念

1、怎樣在科學課中幫助學生形成科學概念遼寧省沈陽市蘇家屯區(qū)教師進修學校 閔莉【內(nèi)容摘要】前概念在學生的學習中扮演著重要的角色，我們從對學生科學前概念的正確處理入手，借助完整的探究過程，幫助學生形成科學概念，再讓學生應用科學概念解決實際問題，促進學生深化科學概念。讓學生能在探究活動中真正構(gòu)建科學概念，從而落實科學教學的三維目標?！娟P(guān) 鍵 詞】 前概念 認知沖突 探究 科學概念概念是具有共同的關(guān)鍵屬性的一類對象、事件、情境或性質(zhì)?？茖W概念是指在教學過程中通過揭示概念的內(nèi)涵而形成的概念，是自然科學知識構(gòu)成的最基本的要素?？茖W知識的推衍、規(guī)則的建立都離不開科學概念。如果我們把小學科學課堂教學比喻成“過河”

2、，活動好比一艘船，帶著學生從此岸到達彼岸的過程中使學生發(fā)展了知識、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀，而科學概念就好比這艘船的舵，掌握著船行使的方向，沒有行使方向的船是到不了彼岸的，課堂上沒有科學概念為主線，三維目標是無法達成的。學生的日常生活經(jīng)驗對事物的認識往往是粗淺的，有些甚至是錯誤的，由此而產(chǎn)生的概念的內(nèi)涵受狹隘知識范圍的限制。如果他們在探索世界的過程中沒有被科學地加以引導，那么他們形成的那些觀念，就有可能是非科學的，并且可能妨礙到孩子們以后的學習。學生掌握一個科學概念，實質(zhì)上就是掌握同類事物的共同特征，況且科學概念是組成科學知識的基本單元，是科學知識結(jié)構(gòu)的基礎。因此，我們的課堂探究活動應該在

3、“科學概念”的引領(lǐng)下開展，引導學生用探究的方法形成概念，在形成概念的過程中發(fā)展科學素養(yǎng)。一、正確處理前概念，引導學生感知科學概念學生進入課堂的時候不是帶著空白的頭腦，而是帶著對這個世界懵懂的認識，這些認識有正確的也有錯誤的。這種認識可以稱為初始想法，或稱之為前概念，它包含原有的經(jīng)驗和假設，但往往與概念的科學含義不一致。正確的前概念對學生的學習有促進作用，錯誤的前概念對學生的學習有阻礙作用，它使學生難以運用科學的眼光看問題，不能用科學的思維研究問題。因此教師要充分暴露學生的前科學概念，覺察學生的思維困境，教學時要以活動為載體，以學生的親身實踐、親身體驗為主線，讓學生在親身探究過程中去體會、去領(lǐng)悟

4、。1、引出問題，呈現(xiàn)錯誤概念。了解或診斷學生的前科學概念的最有效的方法是進行個別訪談。教師可以在課堂或課下專門地設計一些問題讓學生去回答以論及自己的思想，以此獲得學生的前科學概念。比如食鹽在水里溶解了一課，可以讓學生觀察食鹽和水，沙和水混合后的變化，很多學生都會說：“食鹽在水里溶解了。”“你看到了什么認為食鹽在水里溶解了呢？”學生認為變小了，消失了就是溶解的表現(xiàn)。這樣教師就可以根據(jù)學生的前概念設計過濾分離、觀察高錳酸鉀的溶解過程等環(huán)節(jié)糾正學生的錯誤認識。2、學生經(jīng)歷認知沖突，消除錯誤的前概念改變學生錯誤的前概念是一件非常困難的事，有的前概念非常頑固，需要經(jīng)過較長的時間才能得到轉(zhuǎn)變。美國學者納斯

5、伯姆和諾威克曾提出過“矛盾事件”的方法，具體的做法是：通過一定的方法暴露學生的前概念。使學生明確意識到他們和別的學生想法不同。讓學生嘗試解釋一個矛盾事件，引起概念沖突。鼓勵和引導進行認知調(diào)整，建立與科學概念相一致的新的概念模型。例如在連通氣球一課中，教師提出將大小氣球連通后會發(fā)生怎樣的變化。學生們說出了自己的五種猜測，這是他們基于自己以前的概念作出的猜測，其中普遍認為大小氣球連通后是會一樣大的?？墒窃谧鰧嶒灂r卻發(fā)現(xiàn)大小氣球不是這樣變化的，而是大的更大，小的更小。這與學生原有的前概念發(fā)生了沖突，從而引發(fā)學生思考為什么會氣球大的更大，小的更??？后又通過實驗證明這是大氣壓力有關(guān)?？墒怯钟行碌膯栴}產(chǎn)生

6、了：小氣球為什么沒有全癟？經(jīng)過進一步的認知沖突，最后得出了正確的科學概念。這樣的例子在我們的科學教學中屢見不鮮，比如塞在杯底的紙團浸入水中后不濕等現(xiàn)象都是屬于就一類別。3、要充分地尊重學生前概念在教學中要充分地尊重學生前概念。要把它們作為一種嘗試性的解釋加以處理，不能武斷地否定掉一些“不科學”的前概念。教師要提供盡量多的機會，讓學生親自發(fā)現(xiàn)自己前概念中的錯誤之處。孰對孰錯，讓學生在后續(xù)的探究中自己去發(fā)現(xiàn)。這樣，學生才會更有興趣參與到探究活動中來。讓他們自己去發(fā)現(xiàn)已有經(jīng)驗與事實間的不一致甚至矛盾之處，引發(fā)其認知沖突，促使其審視、反思并修正自己的經(jīng)驗和認識促使其在現(xiàn)有水平上獲得進一步的發(fā)展和提高。

7、二、借助完整的探究過程，幫助學生形成科學概念學生科學概念的發(fā)展過程要遵循概念發(fā)展的順序和學生個體科學概念發(fā)展的實際水平，要一步一步地發(fā)展。實踐證明，只有學生在科學的認識下，借助完整的科學探究過程，通過親身的探究和實踐，科學知識在其心中才能真正獲得新生，才能獲得“深層理解”并形成科學概念。1、積累感性認識，初建科學概念感性認識是進行思維加工以形成科學概念的基本材料，是激發(fā)學生學習動機和興趣的有效武器。感性認識不足，是學習科學概念的主要障礙。因此，要使學生更好地掌握科學概念，必須創(chuàng)造一個適應教學要求，借以引導啟發(fā)學生挖掘問題、思考問題、探索事物的共同特征和本質(zhì)屬性的學習環(huán)境，使學生獲得必要的、充分

8、的感性認識。例如，在指導學生探究毛細現(xiàn)象時，要求學生認識毛細現(xiàn)象發(fā)生的條件，水能沿有孔隙的材料上升，孔隙越小，水上升得越高，從而形成毛細現(xiàn)象的概念。教師設計了布條、木條、玻璃條、塑料條、鐵條、鐵架臺、夾子、粗細不同的塑料管、橡皮筋等一組材料。這組材料中正反兩面的例子是同樣多的，他們能揭示與教學內(nèi)容有關(guān)的現(xiàn)象，體現(xiàn)所要建立的概念，如玻璃片浸入水中，水不能沿它上升，而玻璃片夾玻璃片，由于兩片玻璃之間有縫隙，水能沿縫隙上升，發(fā)生毛細現(xiàn)象，就為學生抽象概括和接下來的歸納推理提供了可感知的條件。當學生把這組材料的下端浸入紅墨水中，就發(fā)現(xiàn)紅墨水沿有些材料上升，而不沿另一些材料上升，此時教師提出問題：“你認

9、為水能沿材料上升，與材料的什么特點有關(guān)？”學生會七嘴八舌地提出自己的看法，教師再引導學生仔細觀察材料，學生就會發(fā)現(xiàn)水能沿材料上升的有：玻璃片夾玻璃片，粗細不同的塑料管等都有孔隙，布條、木條的孔隙不明顯，教師加以引導，學生也不難認識。這樣像“軟”、“薄”、“粗糙”等非本質(zhì)的屬性被舍棄。因為這里有并排出現(xiàn)的不能使水上升的反面的材料做對比，“有孔隙”這個本質(zhì)屬性就突現(xiàn)出來，被學生發(fā)現(xiàn)。這樣學生根據(jù)事實歸納推理出毛細現(xiàn)象的概念,降低了探究的難度，為學生建立正確的毛細現(xiàn)象的概念創(chuàng)造了有利的條件。2、直觀操作、深化思維、理解概念學生對概念的理解是形成科學概念的中心環(huán)節(jié)，概念的獲得是學生經(jīng)過分析、綜合、比較

10、、抽象、概括的結(jié)果。只有在概念引入之后，引導學生自己主動探索，激發(fā)、深化學生思維，才能理解概念。例如：在馬鈴薯在水中是沉還是浮的一課中，教學的第一環(huán)節(jié)，教師讓學生憑己有的知識經(jīng)驗進行成功預測：大馬鈴薯沉，小馬鈴薯浮，這是學生己有的生活經(jīng)驗：重的沉，輕的浮。緊接著讓學生大失所望。大馬鈴薯浮起來了，小馬鈴薯沉下去了，此時，已有經(jīng)驗和事實之間的不一致，而產(chǎn)生了心理矛盾沖突。教師又讓學生把大小馬鈴薯同時放入1號物體沉浮實驗盒，再放入2號物體沉浮實驗盒。大小馬鈴薯在1號物體沉浮盒中全部沉，在2號物體沉浮盒中全部浮。這樣激化了學生認知沖突，也激活了學生的思維，于是產(chǎn)生了新的假設，物體的沉浮與其所浸放之中的

11、液體之間肯定存在著重要關(guān)系。教學活動就在充滿矛盾、充滿沖突充滿疑惑的心態(tài)中展開了。使學生積極主動地進入了探究的第二個環(huán)節(jié)：想辦法比較兩個杯子里的液體，而實驗結(jié)果又證明了他們的猜測，這樣再次激發(fā)了學生探究科學的信心，帶著自信，學生繼續(xù)找鹽水與清水的不同，這樣一個問題解決了，而新的問題情境又產(chǎn)生了，激勵學生去想辦法，去實驗。教師利用學生已有生活經(jīng)驗，通過密切聯(lián)系實際，創(chuàng)設問題情景來消除學生原有理解與科學理解之間的差異，最終在教師的引領(lǐng)下，自主的建立起“更為科學”的新概念。發(fā)現(xiàn)了影響物體沉浮的秘密。改變液體的性質(zhì)，可以改變物體在液體中的沉浮狀態(tài)。3、分析歸納、強化思維、形成概念由于小學生的年齡特點和

12、認知水平，概念的抽象、概括、形成不是一次完成的，要經(jīng)過一系列反復的過程。經(jīng)過多層次的比較、分析、綜合，才能真正發(fā)展學生的思維結(jié)構(gòu)，讓學生真正地理解概念。 聲音的教學重點和難點就是讓學生建立起“振動”的概念。“振動”這個概念很少會出現(xiàn)在學生頭腦中，雖然他們也觀察到了一些振動的現(xiàn)象，但他們卻認為振動就是拍打、摩擦、敲擊等許多方式中的一種。部分老師在講解聲音產(chǎn)生的原因時，會讓學生討論或者直接告訴學生，這樣的結(jié)果可想而知，學生不可能建立起“聲音是由于物體的振動而產(chǎn)生的。”的概念。那如何讓學生科學地建立起“振動”的概念呢？教師可以先給學生提供多種樂器，讓學生進行演奏。經(jīng)過一一演示，學生發(fā)現(xiàn)這些物體發(fā)聲的

13、方式不是唯一的。接著，教師再讓學生進行總結(jié)：這些不同的發(fā)聲現(xiàn)象和發(fā)聲的方式有什么共同之處嗎？這個問題是學生比較能力、概括能力的一次提升。在解決這個問題的過程中，學生的思維逐漸向“振動”的概念靠攏。在“振動”概念的提升過程中，學生進行了多層次的比較、分析、綜合等活動，由表面的理解進入到概念的提升。三、應用科學概念解決實際問題，促進學生深化科學概念科學概念的運用是學習科學概念的目的，也是檢驗科學概念掌握情況的重要標志，還是加深對科學概念理解的重要環(huán)節(jié)。因為只有通過運用，學生才能真正掌握科學概念，同時，也才能讓教師了解學生的對于概念的掌握情況，以便進一步有針對性的加以糾正、完善和深化學生對于科學概念的理解。如在絕緣體與導體這節(jié)課上，學生經(jīng)過親身的探究已經(jīng)抽象出了絕緣體與導體的概念。教師突然又拋出了一個問題：同學們，你們用來記錄實驗現(xiàn)象的鉛筆是絕緣體還是導體？一部分同學認為是導體（因為筆芯是導體），一部分同學認為是絕緣體（因為筆桿是絕緣體）。經(jīng)過綜合以后，同學們都達成了一致的意見：鉛筆的筆芯是導體，筆桿是絕緣體。一個小小的問題，使學生鞏固了已形成的科學概念，更重要的是學生學會了用形成的科學概念辨證地分析問題、解決問題。概念從實踐中產(chǎn)生，也要在實踐中得到檢驗和發(fā)展。學生對任何一個概念的認識，都不是一次完成的，他們每次所形成的一定水平的結(jié)論，還會隨著學習的深