[小学教育]帮助儿童建构科学概念——关于概念形成类型科学课教学的几点建议

帮助儿童建构科学概念,演讲人：,关于概念形成类型科学课教学的几点建议,为什么选择“科学概念在课堂上的建构” 这个专题？,目前科学课堂的问题， 其一出在科学老师对科学本质的理解上， 其二出在科学老师对学生认知的了解上， 课堂上存在大量肤浅的“科学探究”活动，而对学生的科学系统思维、抽像思维的训练流于浅表。,科学素养人们经由科学的学习，所能获得的知识、能力、态度等各方面智能的增进。,若是我们把科学知识当成是片渔网，那么一个个结组成的目就是一个个科学概念。 科学的学习是要学生利用实验或搜证的方法来发现、证实或推论这一个个概念的存在。,探究能力的增加、知识体系的扩展，情感的丰盈，价值观的厘清和确立等，而这其中，学生初始想法的改变，即科学概念的确立，无疑是一个核心。,“学习”的实质是“改变”,人类智识的成长与累积，形成现代的文明与社会。,人类会自动转译外来的事件成为内在的模式，并藉由操弄这些符号表征来进行推理，人们可以经由这些符号产生行动，或觉察到这些符号和外在世界的一致性。 这些符号就是所谓的“概念”。,学生必须借助概念来理解这个世界,世界是一个整体，人类将它们分割成一个个独立的概念，概念与概念形成一个相互关联的体系，这就是我们头脑中的科学世界苏教版的科学课有三类：侧重于科学知识的传授，侧重于过程技能的获得，侧重于情感态度价值观的厘清,这个农场里有哪些概念？,学习科学能开拓视野，看世界就和原来不同,花木的青翠源自于阳光、空气和水，风源自于空气的流动，云源自于水蒸气的凝结和凝固，燃烧使花木回归尘土和大气，溶解可使部分岩石奔流入海。研究让我们知道：植物是如何将阳光、空气和水形成养分滋长花木的，空气是怎么流动起来的，水蒸气的凝结或凝固、水的蒸发又是怎么发生的所有看似奇幻的现象必有其存在或产生的道理。,概念体系改变着对这个世界的认识,概念是思考的基础,一个概念就是一个象征的建构,它用来代表外界事物或事件的共同性，概念之所以形成，是由于我们能够对外界的事物进行归类,借着概念的形成，我们将讯息按概念分类处理，不须每一事物给一个名称，可节省许多字汇及记忆上的负担，因此可据以进行推理、决策或问题解决等思考活动，故概念是思考的基础。,科学概念的促进抽象,概念是包括主要属性（attribution）或特征（features）的同类事物之总称。例如，椅子有许多种类与造型，有四只脚的椅子、三只脚的椅子、有靠背的椅子、没靠背的椅子等，但是它们有共同的特征，有一个朝上的平面，可以让人们坐着休息，这就是“椅子”的概念。,通过一个实例来理解概念的形成,哇，这么多椅子,通常情况下，一提到椅子，人们的头脑中出现的椅子是这样的,为什么？,最典型的椅子！,这些也是椅子！,标准椅子的特征,椅背,四条腿,两边扶手,凳面,表示“椅子”的模型,这些仍然是椅子，但概念的外延已经有了拓展？,可是有一天，出现了这样一把椅子，你对椅子的概念怎么修订,这几把呢？,椅子的概念已经有了什么样的发展？,有一天，又出现了一把椅子,不久，又出现了两把椅子,不久，又出现了两把椅子,还有这样的椅子,后来更多的椅子出现啦,椅子概念发生了怎样的变化呢？,现象,新现象,概念,归纳,演绎,帕拉图认为抽象的概念才是世界的真实，概念是永恒的。反过来，具体的事物是不真实的的东西，瞬间便会消失，例如“圆形”是抽象的概念，但是一个圆形的车轮却易于毁坏解体，即使世界上所有圆形的东西都消失，圆形的概念依然存在。,所有概念建立者一个共同的特点是：在浩瀚的事实中探求意义，探寻一个概括的体系，把一个问题所有可能的特征包括进去 。,兰本达（美国）小学科学“探究研讨”教学法,概念建立的过程就是抽象的过程，而抽象的过程的实质就是已有经验与新现象的互动、联接与印证。人类认识这个世界依据的是自己的经验，经验和现象互动就是认知的过程。,概念建立的过程,科学概念学习,教学是教与学的活动，不是灌输与记忆。记忆科学名词、事实、知识和概念，能写出反应过程或方程式，并不代表就了解其真正的意义。学生的概念架构与科学家的想法和教科书上所陈述的科学知识往往不尽相同，学者们称为另有概念、另有架构、迷思概念或学童的科学等。,关于“地球”的迷思概念,关于前概念，先请大家看一幅图,你会不会把这个花瓶放在你孩子的房间里？为什么？,再仔细看看，你看到了七条玩闹嬉戏的小海豚了吗？,Analogs to Fish is Fish 鱼的认识离不开鱼的世界,Young children and shape of Earth孩子认识世界离不开他所生活的地球Beliefs about students abilities孩子认识世界有他自己的看法Beliefs about how to think about improving education 怎样真正改变孩子对概念的认识？,兰本达的“过河理论”,兰本达的“过河理论”,此岸（原有经验）,彼岸（科学概念）,有结构的活动,“有结构的材料”到“有结构的活动”,有结构的材料典型性层次性结构性指向性,有结构的活动针对性简约型控制性层次性,结构体现出概念形成的过程和层次,有结构的活动促使声音概念的形成？,声 音 是 由 物 体 受 力 振 动 而 产 生 的,物体,受力,振动,固体,液体,气体,打击,摩擦,撞击等,振动产生,声音产生,1,2,3,概念是怎样发展的呢？,原有想法没有改变产生一种为适应学校情境的想法！,原有想法,新的遭遇,经由回忆分类,找到与原有想法一致的部分来诠释。,原有想法得到增强对或错都有可能！）,过滤,同化,试图配合所谓“对的”答案,出口1,既存的想法无法解决面对的问题失衡,开始,平衡,出口2,出口4,出口3,原有想法没改变！,平衡,旧有的想法已经改变！,重新建构原有的想法调适,死胡同,逃避学习,建立更完整的基模学习适应,东方人长于归纳,西方人长于演绎,感性、富于想象,理性、富于逻辑,创造,发明,东西方人在概念形成方面的差别,小学生科学概念改变类型,校园里有各式各样的小动物，你曾经在哪些地方发现过它们？当你发现它时，它正在做什么？,以“昆虫”概念建构过程为例,昆虫,不是昆虫,蝗虫 蝴蝶 瓢虫,蜗牛 马陆 蜘蛛,有一类小虫子，被称为昆虫，你知道昆虫有哪些共同的特征吗？,观察典型的昆虫,判断下面这些小虫子当中哪些是昆虫？,概念发展型课例固体的认识,三年级的学生对固体有着充分的认识，但是他们对某些固体认识并不够深入。对于一些特殊的固体会产生迷思概念，如烟，如尘，如沙，如线等软的物品。,概念发展型课例固体的认识,从典型入手生鸡蛋和熟鸡蛋的对比导入认识典型的集中固体：木块、石块、铁块、 骨头、玻璃、塑料；通过操作厘清固体的基本性质。,概念发展型课例固体的认识,出示非典型较软的物体弹簧、海绵、橡皮泥、细线、丝绸、纸张由此得出固体的一些基本特性例举大的固体和小的固体石碑、巨轮、高山米粒、沙粒、面粉空气中的灰尘也是固体（看起来像空气）,概念替换型课例光,概念替换型课例光,概念替换型课例光,概念替换型课例光,黑色长盒(完全没有光进入),灯泡(没有接上电源),概念替换型课例光,灯,概念替换型课例简单电路,原有认识：电池的电 灯泡现在认识：电池的电 灯泡,流向,流向,流回,概念替换型课例力的存在,运动的物体受力,静止的物体也受力,从“力的存在”到“力的无处不在”,做一个游戏弹弓打堡垒男孩示范，女孩学习体会感觉，描述现象看图说话这里有力吗？力是怎样作用于物体的？（作用点）作用的结果是什么？ （方向与力的大小）小结：如何知道一个物体受了力？体会静止的物体也受力!（提升）扳手腕，静止的时候，力的分析合力的结果，拓展。,力的体验和变化的现象,状态变化运动变化形状变化,概念澄清型课例溶解,概念澄清型课例溶解,典型溶解现象,典型溶解现象和典型不溶解现象,模糊的溶解现象和模糊的不溶解现象,展现溶解过程,甄别溶解现象,概念澄清型课例四季成因,夏至,春分秋分,冬至,日出,日出,日落,南,北,日落,东,概念澄清型课例四季成因,概念澄清型课例四季成因,概念增强型课例空气,捕捉空气,把手伸进袋子里摸一摸，你能感觉到什么？在袋子外面摸一摸，你又能感觉到什么？,概念增强型课例空气,1.把塑料袋打开一个小洞，轻轻挤出里面的东西，会有什么现象？,2.在水里挤压袋子，会有什么现象？,概念增强型课例空气,1.把空杯倒过来，垂直压入水中，有什么现象？,2.在杯底塞入纸团，倒过来垂直压入水中，有什么发现？,1 .杯子里有什么？纸团湿了吗？为什么？2 .根据上面的研究，说说空气是一种什么样的物质？,科学课堂应该做，而且只能做两件事,打开人的经验发展抽象能力,概念形成的两种基本途径,出示典型现象,出现非典型现象,判断混淆现象,呈现迷思概念,呈现相悖现象,建构新的概念,概念建构的结果发展抽象能力,相符：内涵更加确定 外延更加丰富不相符：内涵更加确定 外延更加丰富,再来看看“哺乳动物”的概念,身体表面有毛，一般分头、颈、躯干、四肢和尾五个部分； 用肺呼吸； 体温恒定，是恒温动物； 脑较大而发达； 哺乳；胎生。 哺乳和胎生是哺乳动物最显著的特征。胚胎在母体里发育，母兽直接产出胎儿。母兽都有乳腺，能分泌乳汁哺育仔兽。,有一天，“鸭嘴兽”出现了,哺乳动物的概念内涵实际上在发展,1843年，恩格斯在英国看到一只鸭嘴兽的蛋，人们告诉他，这是生活在澳大利亚的一种哺乳动物。恩格斯听后哈哈大笑：哺乳动物都是胎生的，鸭嘴兽是卵生的，因此肯定不是哺乳动物。 鸭嘴兽是从鸟类到哺乳类之间的